前書き

前回はTF6620でTwinCATのI/O DevicesからSiemens のS7 CPUと通信してみました。今回はPart1にちょっと加味してPLC HMIと簡単なプログラムを追加し、もう少し仕上げようと思っています。その前に、まずもう少しTF6620のこと話ししましょう。

S7 CommunicationはSiemensのProtocolで、このProtocolを使ってS7 CPUのデータエリア（Input・Output・DBなど）を書き読むことができます。TF6620はS7300/400/1200/1500にもSupportして、TwinCAT I/O Devices・PLC Function Blocksの二種類も実装方法があります。Part1ではTwinCAT I/O Devicesのやり方を説明しましたね。

少し考えましたが、そのTF6620はSiemensがメイン制御をやってる装置と通信しデータやり取りがするとか、複数のS7 CPUからデータを取り、さらにCloudに上げたりとか。もちろん、そこでOPCUAやMQTTなど別のProtocolでも可能です！

ちなみに、こちらはPart1です：

Beckhoff#TwinCAT3 TF6620 S7Communication_Part1

Protocol から見ると、S7 CommunicationがS7 CPUと接続を作るもので、COTPやTPKTなど通信制御も仕組み入っています。

TwinCATから見ると、S7 Communication・COTP・TPKTなどの面倒なことを型付けてくれて、TCP・IPにはTF6631 TCP/UDP RTで仕事します。

最後PLCから見ると、TF6620にS7 Signle Request とS7 Cyclic Requestがあり、そのTCP/UDP RTにはS7 ConnectionのObjectになります。

*話が変わりますが、COTPはLayer4ではConnection（通信に先立って）やConnectless(そうではないType)の2種類があります。このようにProtocolでは相手にデータを確実に届くことを保証するためにデータの到着・順番・通信量の制御プログラムたくさん入っています。

例えばAがBにデータを送ります。データがちゃんと届いたら確認応答します。もしAが一定時間応答もらわないと再送するなどします。あとデータが順番到着ではないときにちゃんと順番整いてから上のLayerに転送するとか、受信側より早いSpeedデータを送らないようにするとかの制御もやっています。

反対に、CLTP(Connection Less Transport Protcol)はそういう制御はしません。データの信頼性・到着順番などは保証しません。

実装

話はここまでにしましょう。プログラムを作ります。

DUT

最初はDUTを作成します。これは自分がプログラム作るとき必ずやるStepです。S7 ConnectorにはState,Error,Resetがあり、S7 Single RequestにはReceiveCounter,ErrorID,WriteToS7Enable,SendRequestがあります。

DUT_Comm_S7

そっちらはS7 ConnectorとS7 RequestがあるStautsとControlになります。

TYPE DUT_Comm_S7 :
STRUCT
//Input
Error AT %I* :BOOL;
State AT %I* :BYTE;

//Output
Reset AT %Q* :BOOL;

//Req Input
ReceiveCounter AT %I* :BYTE;
ErrorID AT %I* :WORD;

//Req Output
WriteToS7Enable AT %Q* :BOOL;
SendRequest AT %Q* :BYTE;

END_STRUCT
END_TYPE

DUT_Comm_S7_Object1

次は読み書き用のメモリエリアをDUTにします。前のプロジェクトで定義した変数覚えていますか？

Requestことに定義するのは面取なので、DUT_Comm_S7_Object1をDUT_Comm_S7からExtendsすると定義します。そうすると、新しいRequest作成するときはDUT_Comm_S7_Object2…にまたExtendsすればよいです。もちろん、DUT_Comm_S7の変数を持ったままで。

つまりこんな感じですね。

TYPE DUT_Comm_S7_Object1 EXTENDS DUT_Comm_S7 :
STRUCT

//Read From S7
rDB1_DBD0 AT %I* :DWORD;
rDB10_DBD4 AT %I* :REAL;
rDB11_DBX0_7 AT %I* :BOOL;

//Write to S7
wDB20_DBD0 AT %Q* :REAL;
wDB20_DBW4 AT %Q* :INT;
wDB20_DB6_3 AT %Q* :BOOL;

END_STRUCT
END_TYPE

FC

次はFunctionを作ります。今回は2つの簡単なFunctionがあって、ConnectorやRequestからもらったStatusをPLC HMIで文字表示させるように考えています。

FC_CheckS7ConnectorIsError

S7 ConnectorのStatusみて、もし16#F1から16#F5までならTrueを返しします。

FUNCTION FC_CheckS7ConnectorIsError : BOOL
VAR_INPUT
ID :BYTE;
END_VAR

FC_CheckS7ConnectorIsError:=FALSE;
CASE id OF
16#F1,16#F2,16#F3,16#F4,16#F5:
FC_CheckS7ConnectorIsError:=TRUE;

END_CASE

FC_GetS7ConnectorStatusText

この関数はConnectorStatusによって文字列を返し、その文字列を表示PLC HMIに表示させます。

FUNCTION FC_GetS7ConnectorStatusText : STRING
VAR_INPUT
ID :BYTE;
END_VAR

CASE ID OF

16#00:
FC_GetS7ConnectorStatusText:=’idle’;
16#01:
FC_GetS7ConnectorStatusText:=’Start’;
16#10:
FC_GetS7ConnectorStatusText:=’TCP setup’;
16#11:
FC_GetS7ConnectorStatusText:=’TCP setup wait for response’;
16#20:
FC_GetS7ConnectorStatusText:=’COTP setup’;
16#21:
FC_GetS7ConnectorStatusText:=’COTP setup wait for response’;
16#30:
FC_GetS7ConnectorStatusText:=’S7 setup’;
16#31:
FC_GetS7ConnectorStatusText:=’S7 setup wait for response’;
16#40:
FC_GetS7ConnectorStatusText:=’is connected’;
16#F1:
FC_GetS7ConnectorStatusText:=’TCP error’;
16#F2:
FC_GetS7ConnectorStatusText:=’TCP setup error’;
16#F3:
FC_GetS7ConnectorStatusText:=’TCP timeout’;
16#F4:
FC_GetS7ConnectorStatusText:=’COTP setup error’;
16#F5:
FC_GetS7ConnectorStatusText:=’S7 setup error’;
16#FF:
FC_GetS7ConnectorStatusText:=’Reset’;

END_CASE

Function Block

今回の主役です。最初はもっとOOPのコンセプトいれて練習しようと思いますが、やっばりOne-Step One-Step大事ですね。まだなれてないところがあるので。一部だけOOPのコンセプトになります。

Function BlockやってることはHMIとFBの動作・表示をひもつけて、SendRequestのトリガー・変数転送などの機能だけもっています。

FB_Communication_S7

FUNCTION_BLOCK FB_Communication_S7
VAR

//
Connector:DUT_Comm_S7_Object1;

//HMI
hmiConnectorStatusText :STRING;
hmiConnectorStatusError :BOOL;
hmiConnectorReset :BOOL;

hmiRequestReceiveCounter :BYTE;
hmiRequestErrorID :WORD;
hmiRequestWriteToS7Enable :BOOL;
hmiRequestSendRequest :BOOL;

hmiReadFromS7DB1DBD0 :DWORD;
hmiReadFromS7DB10DBD4 :REAL;
hmiReadFromS7DB11DB0_7 :BOOL;

hmiWriteToS7DB20DBD0 :REAL;
hmiWriteToS7DB20DBW4 :INT;
hmiWriteToS7DB20DBX6_3 :BOOL;

ReceiveConuterBackUp :byte;

//Internal FB
_R_TRIG :ARRAY[0..3]OF R_TRIG;
_Ton :ARRAY[0..3]OF ton;
END_VAR

//Counter
hmiRequestReceiveCounter:=Connector.ReceiveCounter;

//Rest
Connector.Reset:=hmiConnectorReset;

//Request
Connector.WriteToS7Enable:=hmiRequestWriteToS7Enable;

_R_TRIG[0](CLK:=hmiRequestSendRequest);

IF _R_TRIG[0].Q THEN
Connector.wDB20_DBD0:=hmiWriteToS7DB20DBD0;
Connector.wDB20_DBW4:=hmiWriteToS7DB20DBW4;
Connector.wDB20_DB6_3:=hmiWriteToS7DB20DBX6_3;

Connector.SendRequest:=Connector.SendRequest+1;
//Read From S7 CPU
hmiReadFromS7DB1DBD0:=Connector.rDB1_DBD0;
hmiReadFromS7DB10DBD4:=Connector.rDB10_DBD4;
hmiReadFromS7DB11DB0_7:=Connector.rDB11_DBX0_7;
END_IF

//Counter Checker
IF hmiRequestReceiveCounter <> ReceiveConuterBackUp THEN

ReceiveConuterBackUp:=hmiRequestReceiveCounter;
END_IF;

//hmi Dislpay
hmiConnectorStatusText:=FC_GetS7ConnectorStatusText(Connector.State);
hmiConnectorStatusError:=FC_CheckS7ConnectorIsError(Connector.State);
hmiRequestReceiveCounter:=Connector.ReceiveCounter;
hmiRequestErrorID:=Connector.ErrorID;