Communication S7-1200

Communication S7-1200 là hệ thống truyền thông công nghiệp toàn diện và mạnh mẽ, tích hợp sẵn cổng PROFINET Ethernet và hỗ trợ đa dạng giao thức truyền thông từ cấp thiết bị (field level) đến cấp doanh nghiệp (enterprise level), cho phép PLC S7-1200 kết nối liền mạch với HMI, SCADA, PLC khác, thiết bị I/O phân tán, biến tần, cảm biến thông minh và các hệ thống quản lý sản xuất hiện đại. Với khả năng hỗ trợ PROFINET, S7 communication, Modbus TCP/RTU, TCP/IP, UDP, ISO-on-TCP, USS drive protocol, IO-Link và các module mở rộng truyền thông (Communication Modules) cho PROFIBUS, RS232/RS485, GPRS/LTE, S7-1200 mang đến giải pháp kết nối linh hoạt, tin cậy và dễ dàng cấu hình trên TIA Portal cho mọi ứng dụng tự động hóa từ đơn giản đến phức tạp.​

PROFINET – Giao thức Ethernet công nghiệp tích hợp
Cổng PROFINET tích hợp sẵn: Tất cả CPU S7-1200 đều tích hợp sẵn 1 cổng PROFINET Ethernet RJ45 (10/100 Mbps) không cần module bổ sung, cho phép kết nối trực tiếp vào mạng công nghiệp, giảm chi phí đầu tư và đơn giản hóa cấu hình.​

PROFINET IO Controller: S7-1200 hoạt động như PROFINET IO Controller, kết nối với các IO-Device như module I/O phân tán, biến tần, bộ khởi động mềm, remote I/O ET200SP/ET200MP và các thiết bị PROFINET khác, trao đổi dữ liệu real-time với chu kỳ nhanh (typical 2-10ms).​

PROFINET I-Device (từ V4.1): CPU S7-1200 có thể hoạt động như Shared I-Device, cho phép lên đến 2 controller truy cập đồng thời (shared access), trao đổi dữ liệu nhanh chóng giữa các S7-1×00 CPU hoặc tích hợp thiết bị bên thứ ba vào hệ thống PROFINET.​

PG/OP Communication: Hỗ trợ truyền thông với Engineering Station (TIA Portal) để lập trình, giám sát, chẩn đoán và HMI Panel để điều khiển, trực quan hóa quy trình sản xuất.​

S7 Communication – Truyền thông PLC to PLC
S7 Protocol qua ISO-on-TCP: S7-1200 sử dụng giao thức S7 trên nền tảng ISO-on-TCP (theo RFC 1006) qua port TCP 102 để truyền thông với các PLC Siemens khác như S7-300, S7-400, S7-1500 và các thiết bị hỗ trợ giao thức S7.​

Chế độ Client và Server: S7-1200 có thể hoạt động cả Client (chủ động thiết lập kết nối) và Server (chờ kết nối từ thiết bị khác), mang lại tính linh hoạt cao trong kiến trúc mạng.​

Instructions PUT/GET: Sử dụng các lệnh PUT (ghi dữ liệu) và GET (đọc dữ liệu) trong TIA Portal để trao đổi dữ liệu giữa các PLC một cách đơn giản, không cần lập trình phức tạp, hỗ trợ tối đa 8 S7 connections.​

Ứng dụng: Trao đổi dữ liệu giữa các PLC trong cùng dây chuyền sản xuất, điều phối nhiều máy móc, chia sẻ dữ liệu công thức (recipe), đồng bộ hóa quy trình và backup data.​

Open User Communication – Giao thức mở
TCP/IP Communication: Sử dụng các instruction T-blocks (TSEND_C, TRCV_C, TCON, TDISCON) để truyền thông với các thiết bị không phải Siemens, PC, máy chủ, cơ sở dữ liệu và các hệ thống sử dụng giao thức TCP/IP tiêu chuẩn, hỗ trợ tối đa 8 connections cho open user communication.​​

UDP Communication: Hỗ trợ giao thức UDP (User Datagram Protocol) cho truyền thông không kết nối (connectionless), phù hợp cho ứng dụng cần truyền dữ liệu nhanh, broadcast/multicast nhưng không yêu cầu xác nhận.​

ISO-on-TCP: Hỗ trợ giao thức ISO-on-TCP cho truyền thông với các thiết bị công nghiệp sử dụng giao thức ISO Transport (Layer 4 của OSI model).​

Port và cấu hình: Cấu hình linh hoạt các port TCP/UDP trong TIA Portal, port mặc định TCP 102 cho S7 communication, có thể sử dụng các port khác tùy ứng dụng.​

Modbus Communication – Giao thức công nghiệp phổ biến
Modbus TCP: Sử dụng cổng PROFINET tích hợp sẵn (không cần module bổ sung) với các instruction Modbus TCP trong TIA Portal, S7-1200 có thể hoạt động như Modbus TCP Client hoặc Server, kết nối với thiết bị đo lường, cảm biến, biến tần và SCADA hỗ trợ Modbus TCP.​

Modbus RTU: Sử dụng Communication Module CM 1241 RS485/RS422 hoặc Signal Board CB 1241 RS485 với các instruction Modbus RTU, S7-1200 có thể hoạt động như Modbus Master hoặc Slave, kết nối với các thiết bị ngoại vi qua RS485.​

Modbus Instructions: Các instruction đơn giản MB_COMM_LOAD (khởi tạo), MB_MASTER (master operation), MB_SLAVE (slave operation) giúp lập trình Modbus nhanh chóng mà không cần hiểu sâu về giao thức.​

Khả năng kết nối: Modbus RTU hỗ trợ tối đa 247 slaves (địa chỉ 1-247), tối đa 32 thiết bị/segment (có thể mở rộng bằng repeater).​

Serial Communication – Truyền thông nối tiếp
RS485/RS422/RS232: Sử dụng Communication Module CM 1241 (RS485, RS422, RS232) hoặc Signal Board CB 1241 (RS485) để kết nối với các thiết bị nối tiếp, hỗ trợ tối đa 3 Communication Modules trên một CPU.​

Point-to-Point (PtP) Communication: Giao thức PtP character-based cho phép truyền nhận dữ liệu ASCII tự do, tối đa linh hoạt trong lập trình với các instruction Send/Receive, phù hợp cho kết nối với máy in, máy quét barcode, cân điện tử, thiết bị đo lường tùy chỉnh.​

USS Drive Protocol: Sử dụng USS library instructions để điều khiển biến tần Siemens (SINAMICS G110, G120, V20) qua giao thức USS (Universal Serial Interface), cho phép start/stop, điều chỉnh tốc độ, đọc trạng thái biến tần một cách đơn giản.​

3964R Protocol: Hỗ trợ giao thức 3964R cho truyền thông tin cậy với các thiết bị cũ hoặc đặc biệt yêu cầu giao thức này.​

Tốc độ truyền: Từ 1200 bps đến 115200 bps (RS485/RS422), từ 300 bps đến 115200 bps (RS232), tùy chỉnh linh hoạt trong TIA Portal.​

PROFIBUS Communication
Communication Module CM 1243-5: Module PROFIBUS DP-Master cho phép S7-1200 kết nối với mạng PROFIBUS DP, hoạt động như DP-Master, kết nối tối đa 16 DP slaves (I/O modules, drives, valves).​

PG/OP Communication: Hỗ trợ tối đa 4 kết nối HMI và 1 kết nối PG qua PROFIBUS cho lập trình và trực quan hóa.​

S7 Communication: 4 S7 connections với các PLC S7-300/S7-400 khác qua PROFIBUS sử dụng PUT/GET instructions.​

Wireless Communication
CP 1243-7 LTE/GPRS Module: Communication Processor kết nối S7-1200 qua mạng di động 4G LTE (EU version: 6GK7243-7KX30-0XE0, US version: 6GK7243-7SX30-0XE0) đến hệ thống TeleControl Server Basic, cho phép giám sát, điều khiển từ xa qua cellular network.​

Chức năng: Email và SMS alarms, process monitoring và control từ xa, truy cập CPU Webserver, tích hợp firewall và VPN để bảo mật kết nối qua Internet.​

Ứng dụng: Giám sát các thiết bị phân tán, khu vực xa xôi không có Ethernet, hệ thống xử lý nước, trạm bơm, năng lượng tái tạo, nông nghiệp thông minh.​

Industrial Ethernet Security
CP 1243-1: Communication Processor kết nối S7-1200 vào mạng Ethernet với interface bổ sung và tính năng bảo mật nâng cao, tích hợp firewall và VPN (IPsec, OpenVPN).​

TeleControl Protocols: Tích hợp vào hệ thống SCADA qua các giao thức TeleControl như DNP3 (Distributed Network Protocol 3) và IEC 60870 (telecontrol standard) cho ngành điện lực và utilities.​

Email và SMS: Gửi email và SMS alerts tự động khi có sự cố, cảnh báo hoặc sự kiện quan trọng.​

IO-Link Communication
IO-Link Master Support: S7-1200 hỗ trợ IO-Link master modules (tối đa 4 IO-Link devices hoặc 4 standard actuators/module), kết nối với cảm biến và actuator thông minh qua giao thức IO-Link theo tiêu chuẩn PNO (PROFIBUS & PROFINET International).​

Ưu điểm IO-Link: Kết nối point-to-point đơn giản (3-wire, unshielded, 20m), không cần cáp/connector đặc biệt, truyền thông bidirectional liên tục, chu kỳ nhanh (typical 2ms), cấu hình và chẩn đoán từ xa với S7-PCT (Port Configuration Tool).​

IO-Link specification V1.1: Đáp ứng tiêu chuẩn IO-Link phiên bản 1.1, tương thích với hầu hết các cảm biến và actuator IO-Link trên thị trường.​

Web Server và HMI Integration
CPU Web Server: Tất cả CPU S7-1200 (từ firmware V4.0) tích hợp Web Server cho phép truy cập thông tin CPU, giám sát biến, xem trạng thái I/O và chẩn đoán từ xa qua trình duyệt web mà không cần phần mềm đặc biệt.​

HMI Communication: Kết nối trực tiếp với HMI Panels (Basic Panels, Comfort Panels, Unified Comfort Panels) qua PROFINET, trao đổi dữ liệu real-time, hiển thị trực quan hóa, báo động và điều khiển quy trình.​

Protocols và Ports được hỗ trợ
Application Layer:

Port TCP 102: ISO-on-TCP cho S7 communication (PG/HMI/PLC)​

Port UDP 123: NTP (Network Time Protocol) cho đồng bộ thời gian với NTP server​

Port TCP 80: HTTP cho Web Server​

Port TCP 443: HTTPS cho Web Server bảo mật​

Port UDP 161/162: SNMP (Simple Network Management Protocol)​

Cấu hình: Hầu hết các port có thể kích hoạt/vô hiệu hóa trong CPU properties trên TIA Portal tùy theo yêu cầu bảo mật và ứng dụng.​

Khả năng kết nối đồng thời
Tổng số connections: S7-1200 hỗ trợ tổng cộng:

3 connections cho PG/OP/HMI communication (reserved)

8 connections cho S7 communication (PUT/GET)

8 connections cho Open User Communication (TCP/IP, ISO-on-TCP, UDP)

Connections bổ sung cho PROFINET IO, PROFIBUS (nếu có CM 1243-5)​

Lập trình và cấu hình
TIA Portal Integration: Tất cả các giao thức truyền thông được cấu hình và lập trình hoàn toàn trong TIA Portal với giao diện trực quan, drag-and-drop devices, automatic addressing và built-in instructions.​

Communication Instructions: TIA Portal cung cấp đầy đủ instruction blocks:

GET/PUT cho S7 communication

TSEND_C/TRCV_C/TCON/TDISCON cho Open User Communication

MB_COMM_LOAD/MB_MASTER/MB_SLAVE cho Modbus

USS_PORT_SCAN/USS_DRIVE_CONTROL cho USS protocol

Send/Receive cho PtP communication​​

Diagnostics: Các instruction cung cấp thông tin chẩn đoán chi tiết (ERROR, STATUS, NDR, BUSY) giúp troubleshooting nhanh chóng.​

Ứng dụng thực tế
Communication S7-1200 phù hợp cho các ứng dụng: kết nối PLC với SCADA/MES/ERP, trao đổi dữ liệu giữa nhiều PLC trong dây chuyền, điều khiển biến tần và motor qua USS/Modbus, kết nối cảm biến thông minh qua IO-Link, giám sát từ xa qua LTE/GPRS, tích hợp thiết bị bên thứ ba qua TCP/IP, kết nối máy in/barcode scanner qua RS232, thu thập dữ liệu từ thiết bị đo lường qua Modbus RTU, đồng bộ thời gian với NTP server và tất cả các ứng dụng cần kết nối đa giao thức trong môi trường Industry 4.0