Siemens S7

Conectar PLC Siemens S7 por dirección sobre S7comm o por nombre de variable sobre S7CommPlus: el campo Acceso, rack y slot, áreas de memoria, direccionamiento tipado por byte y bit, nombres de variable, los ajustes de HMI y los tipos de dato nativos.

El driver Siemens S7 habla con PLC Siemens S7 sobre S7comm, el protocolo clásico de Step 7 transportado sobre ISO-on-TCP. Usa direccionamiento absoluto (área de memoria, número de bloque de datos, byte y bit), así que funciona sin ninguna exportación de símbolos del proyecto de ingeniería. Agregue un dispositivo bajo el driver Siemens S7 en el Connector y llene los campos de abajo; el panel muestra solo los campos que usa este protocolo.

Eso es el acceso Por dirección. Cada dispositivo elige su Acceso: Por dirección, como arriba, o Por nombre sobre S7CommPlus, el protocolo que usan TIA Portal y las HMI de Siemens, en el que cada tag nombra su variable tal como TIA Portal la escribe y la CPU dice su tipo.

Acceso

Un dispositivo creado ahora arranca Por nombre. Un dispositivo guardado antes de que existiera esta elección sigue leyendo Por dirección, como siempre leyó. Cambiar el acceso conserva tanto las direcciones tipadas de los tags como los nombres de las variables, así que regresar al anterior lo encuentra todo donde estaba. Por nombre, el encabezado del dispositivo muestra el endpoint sin rack ni slot, por ejemplo s7://192.168.0.2?access=name. Una CPU que no contesta al acceso por nombre lo dice en la página del dispositivo (Una CPU sin el acceso por nombre).

Conexión

El puerto TCP es fijo en 102 (ISO-on-TCP), así que no hay campo de puerto. El encabezado del dispositivo muestra el endpoint armado, por ejemplo s7://192.168.0.2:0:1 (host, rack, slot).

El rack y el slot tienen que coincidir con el hardware: las CPU S7-1200 y S7-1500 contestan en el rack 0, slot 0 o 1; una CPU S7-300 típica está en el rack 0, slot 2; los racks S7-400 varían según la disposición. Un slot equivocado hace fallar la conexión en lugar de leer datos equivocados.

Cada tag puede poner su propio Intervalo de sondeo (ms); un valor de 0 en el tag cae en el intervalo del dispositivo.

Leer por nombre

Un tag de un dispositivo que lee por nombre nombra su variable en el campo Nombre de variable de la tarjeta Fuente, tal como TIA Portal la escribe: el bloque de datos y la variable, un punto antes de un miembro, un elemento de un arreglo entre corchetes. Las comillas dobles de TIA Portal se pueden escribir ("GanterOpt".Real_) y se quitan.

No hay área, número de DB ni byte que escribir: la CPU dice dónde está la variable y de qué tipo es, y el driver la lee como el tipo de dato del tag:

El descubrimiento le da a cada tag el tipo de dato y la unidad (ms, ns) de su variable. Un tag creado a mano toma el tipo de dato que usted elija, y el valor de la CPU se convierte a él.

Un String o un WString se escribe entero, con la longitud declarada en el bloque, que el driver lee de la variable antes de la primera escritura: un texto más largo se rechaza con las dos longitudes y no se envía nada, y un String rechaza un carácter fuera de Windows-1252. Una DTL se lee y se escribe entera, como una fecha y hora; sus ocho campos nunca se ofrecen por separado, porque un campo escrito solo acepta cualquier valor (mes 90 incluido). Un valor fuera del rango de su tipo (un Time_Of_Day de 24 h o más, 40000 para un Int) se rechaza con el rango y no se envía nada. Un nombre que la CPU no tiene es el error del tag y lo dice; un campo de una DTL nombrado solo recibe el consejo de nombrar la DTL.

Los ajustes de HMI

TIA Portal guarda tres ajustes por variable de un bloque de datos, en las columnas del bloque. La estación los respeta como lo hacen la HMI y el servidor OPC UA de Siemens, deje pasar la CPU lo que deje pasar:

Una CPU sin el acceso por nombre

Una CPU que acepta la conexión y no contesta al acceso por nombre (una S7-1500 anterior al firmware V2.9, una S7-1200 anterior a la V4.5, un proyecto configurado en un TIA Portal anterior a la V17, o una CPU que solo habla S7comm) deja el dispositivo sin conexión. La página del dispositivo lo dice en un aviso, en lugar del error: lo que la CPU necesita, dónde muestra TIA Portal el firmware (el que corre la CPU en Online & diagnostics, la versión que nombra el proyecto en las propiedades de la CPU, en General > Catalog information) y las tres salidas:

1. Actualizar el firmware de la CPU, poner la misma versión para la CPU en el proyecto de TIA Portal y cargar la configuración hardware. Actualizar solo el firmware no basta.
2. Poner el Acceso en Por dirección, con PUT/GET permitido y bloques de datos sin acceso optimizado (Preparar la CPU).
3. Leer la CPU a través de su propio servidor OPC UA (una S7-1500, o una S7-1200 desde el firmware V4.4) con el driver OPC UA.

Cada tag del dispositivo lleva el mismo aviso en su propia página, y el aviso desaparece solo en cuanto la CPU contesta por nombre. El diario técnico y el agente leen los mismos pasos en el error del dispositivo.

Preparar la CPU

Esta sección es del acceso por dirección; un dispositivo que lee por nombre no necesita ninguno de estos ajustes.

Una S7-1200 o S7-1500 solo sirve el direccionamiento absoluto de S7comm con dos ajustes propios, ambos hechos en TIA Portal y cargados en la CPU. Una S7-300 o S7-400 no necesita ninguno.

Cambiar Optimized block access reinicializa el bloque de datos en la carga: sus variables vuelven a sus valores iniciales. La memoria de marcas (M), las entradas (I) y las salidas (Q) siempre son direccionables y no necesitan cambios. Un bloque de datos que tiene que seguir optimizado puede leerse de otra manera: el programa del controlador copia los valores que lee la estación a un bloque de datos sin acceso optimizado, o a la memoria de marcas, y los tags apuntan ahí; o la estación lee el controlador a través de su propio servidor OPC UA (S7-1500; S7-1200 desde el firmware 4.4) con el driver OPC UA.

Cuando la CPU rechaza por cualquiera de los dos ajustes, la página del dispositivo dice cuál, con estos pasos, en un aviso que desaparece solo en cuanto la CPU acepta. Para un bloque de datos nombra el bloque y los tags que deja sin lectura. El diario técnico y el agente leen los mismos pasos. Un bloque de datos que la CPU no tiene, y una dirección más allá del final de un bloque de datos, se dicen como lo que son en el tag que los nombra.

El direccionamiento

Esta sección y las dos siguientes (Los tipos de dato, Las escrituras) son del acceso por dirección; el acceso por nombre está en Leer por nombre.

Un tag de S7 se direcciona con campos tipados, no con una cadena de texto libre. El panel los muestra en la tarjeta Fuente del tag:

Las áreas corresponden a la notación habitual de Siemens: Merker es la memoria de marcas (M), ProcessInput las entradas de la imagen de proceso (I/E), ProcessOutput las salidas de la imagen de proceso (Q/A), y Timer/Counter las áreas de temporizadores y contadores de las CPU S7-300 y S7-400. Los temporizadores y los contadores se direccionan por número, no por byte: Timer con el número 5 lee T5, y Counter con el número 3 lee C3. Traduciendo las direcciones absolutas clásicas:

Un tag booleano lee y escribe exactamente un bit en el bus; nunca reescribe el byte que lo rodea. Todos los demás tipos se direccionan por byte en el byte inicial, con el ancho exacto de su tipo de dato. La línea de solo lectura Dirección de origen (bus) de la tarjeta Fuente muestra la dirección armada conforme usted edita.

Los tipos de dato

El Tipo de dato del tag decide el tipo nativo de S7 que va en el bus. Están disponibles los trece anchos nativos de S7:

Los valores de varios bytes usan automáticamente el orden de bytes big-endian nativo de S7; no hay opción de orden de bytes porque no hace falta ninguna.

Un tag String lee la disposición estándar de un STRING de S7: un byte con el máximo declarado, un byte con la longitud actual, y luego los caracteres, un byte cada uno en Windows-1252, la página de códigos en la que TIA Portal y las HMI de Siemens muestran un STRING. Lo que la estación escribe es lo que TIA Portal y la HMI muestran ("Peça 12" sigue siendo "Peça 12"), y la estación lo vuelve a leer igual. La Longitud máxima cuenta caracteres y tiene que coincidir con la declaración del STRING en el bloque (en blanco significa el máximo de S7, 254); el driver transfiere la longitud máxima más 2 bytes por lectura. Un tag DateTime corresponde a la estructura DTL de la familia S7-1200/1500 (del año a los nanosegundos); el DATE_AND_TIME antiguo, de 8 bytes, no se ofrece.

Un tag String cuyo Tipo de texto en el controlador es WSTRING lee en cambio la disposición WSTRING de S7: una palabra con el máximo declarado, una palabra con la longitud actual, y luego los caracteres, dos bytes cada uno en UTF-16, así que admite cualquier escritura ("中" se escribe y se vuelve a leer como "中"). La Longitud máxima sigue contando caracteres, de 1 a 16382, y tiene que coincidir con la declaración WString del bloque (en blanco significa 254, la longitud que TIA Portal le da a un WString declarado sin ella); el driver transfiere la longitud máxima × 2 + 4 bytes por lectura. S7comm no puede leer el tipo en la CPU, así que tiene que coincidir con la variable: un tag que se queda en STRING frente a una variable WString lee y escribe con la disposición equivocada. Todo tag guardado antes de que existiera el campo es un STRING.

Las escrituras

Los tags cuyo Acceso es Lectura y escritura o Solo escritura se pueden escribir. Las escrituras direccionan la misma área, el mismo byte y el mismo bit que las lecturas: una escritura booleana pone su único bit, y todo lo demás escribe los bytes exactos del tipo. Un tag nuevo arranca como Solo lectura.

Una escritura String que ocupa más bytes que la Longitud máxima se rechaza y no se envía nada, nunca se recorta al tamaño: el diario técnico y el agente leen, por ejemplo, "The DB1 byte 44 write was not sent: the text takes 21 bytes, and the STRING holds 20." Un texto exactamente tan largo como la Longitud máxima se escribe completo.

Una escritura String con un carácter fuera de Windows-1252 (un carácter chino, por ejemplo) se rechaza de la misma forma, nunca se escribe con un signo de interrogación en su lugar: el diario técnico y el agente leen, por ejemplo, "The DB1 byte 44 write was not sent: the STRING holds Windows-1252 characters only, and '中' (U+4E2D) is not one of them; it fits once the tag's text type in the PLC and the PLC variable are both WSTRING." El panel del tag da el mismo motivo en el idioma de la estación.

Para escribir un texto así, declare la variable como WString en el bloque y elija WSTRING en el Tipo de texto en el controlador del tag. Un WSTRING cuenta dos bytes por carácter, así que un texto más largo que su Longitud máxima se rechaza de la misma forma, sin enviar nada: "The DB1 byte 94 write was not sent: the text takes 42 bytes, and the WSTRING holds 40 (20 characters of two bytes)."

El descubrimiento

Una CPU leída por nombre enumera sus variables; S7comm no enumera ninguna, y ninguna difusión encuentra una CPU. En la página del driver, CPU que escanear en la tarjeta Alcance del escaneo dice qué CPU: un dispositivo Siemens del driver que lee su CPU por nombre, escaneado en el host de ese dispositivo y entrando con su contraseña (la forma en que una CPU protegida con contraseña enumera sus variables), o Una dirección escrita aquí, con la dirección de la CPU en Dirección de la CPU.

Descubrir ofrece la CPU como un dispositivo con sus variables como tags: las que la CPU marca como accesibles y visibles desde la HMI, todas marcadas, con el tipo que dice la CPU, y de Solo lectura donde la CPU las marca como no escribibles desde la HMI. La lista es un árbol por la ruta de cada nombre: el bloque de datos, luego cada struct o instancia de UDT y cada arreglo, luego las variables, cada una nombrada por el final más corto de su nombre que ninguna otra variable comparte (Real_, Valor, Vetor[0]). Marcar una rama marca o desmarca todo lo que hay abajo, y la rama dice cuántas de sus variables están marcadas; una DTL es una sola variable. Agregar dispositivo crea un dispositivo que lee por nombre con los tags marcados.

Una CPU que un dispositivo Siemens de esta estación ya lee por nombre es ese dispositivo, como sea que el escaneo la haya nombrado: el escaneo entra con la contraseña de ese dispositivo, y Agregar tags agrega las variables para las que todavía no tiene tag. En la página de un dispositivo que lee por nombre, Descubrir tags en la tarjeta Tags hace lo mismo solo para ese dispositivo, con el mismo árbol (vea El descubrimiento). Un dispositivo que lee por dirección no ofrece Descubrir tags: agregue sus tags a mano.

Bueno saber

• Las áreas Timer y Counter solo existen en las CPU S7-300 y S7-400. Un S7-1200 no tiene esas áreas, y un S7-1500 las rechaza por S7comm con "Address out of range" aunque PUT/GET esté permitido; en ese caso, copie el valor del temporizador o del contador a un bloque de datos o a la memoria de marcas desde el programa del PLC y léalo de ahí. Donde las áreas existen, se direccionan por número, no por desplazamiento de byte: la caja pide el temporizador o el contador mismo (T0, T1, T2 y C0, C1, C2). Cada valor es una palabra de 16 bits, así que empárejelo con Int16; un tipo de dato más ancho o más angosto se rechaza, con el tag nombrado en el diario técnico, y los demás tags del dispositivo siguen leyendo.
• Un PLC inalcanzable no cuesta nada al arrancar: el dispositivo sigue reintentando en segundo plano y sus tags se leen con mala calidad hasta que la conexión llega.
• Un cable jalado después de que el dispositivo está en línea se nota en la siguiente lectura: el dispositivo se va sin conexión, sus tags pasan a mala calidad, y se reconecta solo en cuanto la red regresa. Una dirección que la CPU rechaza no hace eso, así que un tag mal escrito nunca se lleva consigo al resto del dispositivo. El tag cuya lectura encontró el enlace caído dice que se perdió la conexión con el dispositivo, en el idioma de la estación, y la página Eventos guarda las palabras de Sharp7.