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【PLC通信原理探秘】大讲堂幕后彩蛋之失败

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赵欣

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【PLC通信原理探秘】大讲堂幕后彩蛋之失败

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2020-02-20 16:51:45

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 本文作者:赵欣 西门子数字化集团 客户支持部 高级专家 

专家大讲堂《PLC通信原理探秘》系列视频:https://www.ad.siemens.com.cn/service/elearning/series/288.html

连载之一: 【PLC通信原理探秘】大讲堂幕后彩蛋之序言

连载之二: 【PLC通信原理探秘】大讲堂幕后彩蛋之初探

        选择这样的实验一开始是试探性的,因为不知道最后是否看到或者推断出正确的结果。不过,在那时西门子已经推出了集成PN接口的CPU,为了避免CP卡所带来的试验的复杂性,所以我选择使用PN的300/400CPU进行测试,建立S7通信。

 

        不过,在这个测试之前,我已经有了相关的以太网的知识,那时主要支持Profinet的相关案例和项目。为了测试Profinet,除了掌握和使用Wireshark,我还学习了TCP/IP的协议和相关的协议,具备了一定的分析和诊断以太网通信的能力。这也为探索PLC通信的原理,提供了基础的技术保障。

 

        建立试验的环境很简单,一台CPU315-2PN/DP,一台CPU416-3PN/DP,一台SCALANCE X208,以及一台PG,用于编写程序,下载以及监控程序。交换机的作用除了连接这些设备,需要打开Port mornitoring功能,以此来捕捉相关的通信报文。

 

        在400PLC中编写PUT/GET功能块,建立DB的数据区,实现与300PLC进行S7的数据交换。在Wrieshark中会收到无数的数据,这时需要分析数据,找到哪些是S7数据,然而当你去分析的时候,通过Wireshark你会发现其实很简单,每一种协议都会有唯一的标识,即使你不认识S7协议,当协议进行类型分类的时候你会发现,除了DCP,ARP等协议,剩余的就是S7的数据,因为交换数据只有S7,也只能是S7。不过,那时候我还是费了一番周折,因为当时在抓包的时候,PG同时在监控CPU,在报文中包含无数的监控的S7数据,此时甄别也简单,就是报文的IP地址是否有PG的IP地址,使用过滤功能过滤掉这些不需要分析的报文,那么就剩下了我们编写通信的S7报文。这样借助IP地址,就可以知道300PLC和400PLC相互交换的S7数据的方向和数据大小。

 

        现在似乎得到我想要的东西,然而这么密集的报文堆砌在那里,我真的不知如何下手。原因是相似的S7的报文太多了。我思考了一下,于是使用手动M位来使能PUT,也就是说发送数据由我手动触发,替换了原来的自动M位出发的方式。通过Wireshark,我能够看到我所触发的发送数据,然而GET却一直接收数据。此时的我有些糊涂了,因为这个试验看起来没有起到任何作用,我仅仅是找到了S7的发送和接收数据,那么这和CCP又有什么关系呢?

 

        此时的试验我只能暂停了,因为我无法找到进行的目标,盲目的测试没有任何意义。这里顺便说一下,我一直以来学习和测试都会有一个习惯,就是做笔记。学习的时候,当我看到一个问题时,不理解的地方我会自我提问一个或多个问题,然后记在笔记上,我会经常要review,找到答案或者解决时,我会用笔划掉,这样心理上会有成就感,减少学习的枯燥和无味。测试的时候,我会使用笔记本截图和记录全部过程,并提出各种问题,使用红色字体标出遗留的问题,这样以后随时可以查阅,找到这些来龙去脉。

 

        于是看着这些笔记,我开始复盘,CCP是CPU周期必须要处理的部分,手册中给出的是CCP处理一些悬而未决的通信和一些系统数据处理。我不知道那些通信是什么,或者说哪些通信服务发生于此。但是有一点是肯定的就是CCP的处理,是遵循CPU的周期的,这是一个重要的突破点,一个最最重要的信息。也许它可以让你测试到你看到的结果。

连载之四:【PLC通信原理探秘】大讲堂幕后彩蛋之曙光

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