[S7-1200]以太网模块CP1243使用

1 概述

S7-1200本体集成一个或者两个以太网端口，可以实现诸如Profinet IO、S7、TCP、OPC UA等通信协议。此外还可以通过左边扩展插槽，通过添加CP1243-1模块实现以太网接口的扩展，模块如图1-1所示。

图1-1 CP1243-1

扩展的以太网模块CP1243-1，可以和本体接口在一个网段或者不同网段，实现功能例如：本体以太网接口连接自动化设备，扩展以太网接口连接上位机等功能。

S7-1200可以连接最多三个CP1243-1模块。

早先，CP1243-1分成几个版本，包括标准的CP1243-1，CP1243-1 DNP3，CP1243-1 IEC等，最终，标准的CP1243-1 V3.0版本发布以后，就在功能上涵盖另外两种CP1243-1，另外两种CP1243-1随之淘汰。本文介绍的就是标准的CP1243-1，订货号为：6GK7243-1BX30-0XE0。

截止到2021年9月，CP1243-1 的最新固件版本为V3.2，支持的协议、功能主要包括：S7通信、OUC（开放式用户通信）、Secure OUC、SMTP(S)、SNMP、S7路由、防火墙、VPN，以及连接以下系统：

Telecontrol Server Basic

DNP3 主站

IEC 主站

SINEMA Remote Connect

2 模块版本与组态软件

从TIA PORTAL V13 开始，支持组态CP1243-1，表2-1显示的每个固件版本的CP1243-1 的需要的最低版本软件、匹配的最低版本的CPU固件，以及模块主要的版本功能变化。

表2-1 CP1243-1 版本

从表2-1可知，CP1243-1 初始版本即为V2.0。某些版本的功能支持还需要CPU达到指定版本，表中的CPU版本仅仅是可以实现基础组态的版本。

尤为值得注意的是，CP1243-1从V2升级至V3，虽然订货号没有发生变化，依然是6GK7243-1BX30-0XE0，但是CP1243-1硬件版本（FS）发生了变化，V2版本的CP1243-1是FS1，而V3版本是FS2及其以上，而FS1的硬件是无法将固件版本升级到V3版本的。

可以通过如图2-1所示打开CP1243-1的上盖板查看模块硬件版本。如果是像图中显示的X345（即X=2），则为FS2，如果显示的是X234（即X=1），则为FS1。

图2-1 硬件版本查看

本例中使用的

硬件：

CPU 1215C DC/DC/DC V4.5.1

CP1243-1 V3.2

CPU 1516-3PN/DP V2.9.2

软件：

TIA PORTAL V17

WinCC V7.5 SP2 Update 4

3 CP1243-1常用功能介绍

3.1 基本组态操作

在硬件上将CP1243-1安装在CPU的左侧，为CPU供电24V，CP1243-1无需供电，以太网线将CP1243-1和编程电脑的网卡连接。

然后在TIA PORTAL中新建项目添加CPU，选择CPU 1215C V4.5，然后如图3-1所示，添加CP1243-1。

图3-1 添加CP1243-1

1. 在硬件目录中找到CP1243-1并左键单击选中
2. 在下方信息栏选择版本
3. 将模块拖拽至CPU左侧的插槽中 之后左键选中CP1243-1，在属性页面中启用在线功能，如图3-2所示。

图3-2 启用在线功能

1. 左键选中CP1243-1后，继续左键单击“属性”页面
2. 左键单击“常规”页面
3. 左键单击“通信类型”按钮
4. 勾选“启用在线功能” 注意：如果不勾选“启用在线功能”，依然可以将程序组态下载，但是无法转至在线。 然后根据需要设置CP1243-1 IP地址，如图3-3所示。

图3-3 设置地址

1. 左键单击展开“以太网接口[X1]”
2. 左键单击“以太网地址”按钮
3. 设置子网
4. 设置IP地址，可以在项目中设置，也可以在设备中指定，还可以通过DHCP方式获取。 此外CP1243-1还支持IPV6协议。 之后对CPU和CP1243-1进行其他必要的组态，以及编写相关程序，编译，然后下载如图3-4所示。

图3-4 下载页面

1. 选择“PN/IE”
2. 设置PG/PC接口为电脑使用的网卡
3. 选择插槽，参考上方表格
4. 左键单击“开始搜索”按钮
5. 搜索到设备并左键单击选中，可以看出模块CP1243-1此时没有IP地址，只有MAC地址
6. 左键单击“下载”按钮 下载完成后，可以对CPU进行转到在线操作，具体操作与连接CPU集成网口相同，可参阅相关文档说明，在此不再赘述。 本例中不激活机密密码，如有需要请参阅相关文档手册。

3.2 TCP通信

CP1243-1 V2.1开始支持开放式用户通信通信，并且需要CPU版本至少达到V4.1版本。在本文档中演示以CP1243-1做为客户端，第三方调试助手作为服务器的TCP通信。实现功能，CP1243-1发送8个字节到调试助手。

组态配置同3.1章节，打开OB1，从“指令列表>通信>开放式用户通信“中调用TSEND_C指令，请注意，开放式用户通信指令集版本至少为V4.0，否则无法使用CP1243-1的开放式用户通信功能，如图3-5所示红框。

图3-5 指令集版本

调用指令后，启用开始组态向导，配置如图3-6所示。

图3-6 配置连接

1. 左键单击“开始组态”图标
2. 伙伴设置为“未指定”
3. 选择接口为CP1243-1
4. 左键单击下拉框按钮，然后单击“新建”
5. 之后在连接数据里出现连接DB，连接类型默认为TCP，无需修改，ID默认为1，如果没有重复，无需修改，本地默认激活主动建立连接，无需修改
6. 在伙伴处设置伙伴IP地址和端口号 之后如图3-7所示建立DB，增加变量发送数据数组，并对发送数据设置起始值，并添加触发变量。

图3-7 DB变量 编程如图3-8所示，然后编译下载。

图3-8 程序 对触发变量“DB3“.Static_2置位后，数据发送到服务器，如图3-9所示。

图3-9 调试助手页面

3.3 Modbus TCP通信

与TCP通信相同，CP1243-1 V2.1开始支持Modbus TCP通信，并且需要CPU版本至少达到V4.1版本。并且需要Modbus TCP指令集版本至少为V4.0，否则无法使用CP1243-1的Modbus TCP通信功能，如图3-10所示红框。

图3-10 指令集版本

在本例中演示以CP1243-1做为客户端，第三方调试助手作为服务器的Modbus TCP通信。实现功能，CP1243-1访问服务器40001-40008共8个字的数据。

组态配置同3.1章节，首先建立DB，添加指令参数，包括触发变量，数据区，以及连接数据（类型为TCON_IP_V4），如图3-11所示。

图3-11 DB变量

1. 接口硬件标识符，如图3-12所示参数
2. 连接ID 设置没有使用过的ID值，取值范围1-4095
3. 激活连接设置为1，即客户端
4. 服务器IP地址
5. 服务器端口号

图3-12 接口硬件标识符

1. 在设备视图，左键单击选中CP1243-1
2. 左键单击“属性”标签
3. 左键单击“系统常数”标签
4. 找到图中以“以太网接口”为结尾的常数，该行硬件标识符填入图3-11的① 打开OB1，从图3-10的位置中调用MB_CLIENT指令，然后填写参数，如图3-13所示，然后编译下载。

图3-13 程序 打开调试助手，设置变量如图3-14所示。

图3-14 调试助手页面 对触发变量 “DB1“.Static_1置位后，服务器的数据读取到了变量 “DB3“.Static_3，如图3-15所示。

图3-15 DB数据

3.4 S7通信

CP1243-1支持做S7客户端与服务器，但是首先需要在CP1243-1属性页面，如图3-16所示，启用S7通信功能。

图3-16 启用S7通信功能

1. 左键单击“通信类型”按钮
2. 勾选“启用到CPU的S7通信功能” 之后就可以使用S7功能了，本例中先后以客户端和服务器为例，展示与S7-1500的通信。

3.4.1 作为客户端

本例中CP1243-1作为客户端，S7通信采用集成连接的方式。

新建CPU 1215C与CPU 1516-3PN/DP，在网络视图将CP1243-1和CPU 1516-3PN/DP的X1网口设置在一个子网，如图3-17所示。

图3-17 网络视图

如图3-18、3-19所示，在CPU 1215C这边添加S7连接。

图3-18 添加新连接

1. 左键单击“连接”按钮
2. 在下拉框中选择“S7连接”
3. 右键单击CPU 1215C
4. 在弹出窗口，左键单击“添加新连接”

图3-19 选择新连接

1. 左键单击伙伴PLC
2. 选择该行，从该行可以看出本地接口是CP1243-1，伙伴接口是PLC_2的X1
3. 本地ID显示，后边编程作为PUT、GET输入ID使用
4. 左键单击“添加”按钮
5. 左键单击“关闭”按钮 因为CPU 1516-3PN/DP作为服务器，所以需要对其进行连接机制的设置如图3-20。

图3-20 连接机制

1. 在CPU 1516-3PN/DP设备视图，左键选中CPU，左键单击“属性”标签
2. 左键单击“常规”标签
3. 左键单击展开“防护与安全”（TIA PORTAL V14SP1之前是“保护”）
4. 左键单击“连接机制”按钮
5. 勾选“允许来自远程对象的PUT/GET通信访问” 然后在CPU 1516-3PN/DP中添加DB及其变量，注意DB右键属性设置取消“优化的块访问”，如图3-21所示。

图3-21 取消优化的块访问 DB变量如图3-22所示，其中第一个数组变量被读取 (GET) ，第二个数组变量被写入(PUT)。

图3-22 变量 之后对CPU 1516-3PN/DP组态程序编译下载。 然后对CPU 1215C进行编程，先是在“指令列表>通信>S7通信”，找到指令“PUT和“GET“，然后在OB1先后调用，之后添加DB，增加触发变量与读写数据，其中第一个数组变量存放读取 (GET)到的数据 ，第二个数组变量存放写入(PUT)伙伴的数据，如图3-23所示。

图3-23 DB数据 将程序补充完整，如图3-24所示。

图3-24 编程 之后对CPU 1215C组态程序编译下载，监视两边DB，触发变量置位后，结果如图3-25所示。

图3-25 读写数据结果

3.4.2 作为服务器

本例中 CP1243-1作为服务器，S7通信采用非集成连接的方式，即使用未指定伙伴的连接方式。

新建CPU 1215C与CPU 1516-3PN/DP，在网络视图将CP1243-1和CPU 1516-3PN/DP的X1网口设置在不同子网，但IP地址在同一网段，如图3-26所示。

图3-26 不同子网的CPU

如图3-27、3-28所示，在CPU 1516-3PN/DP这边添加S7连接。

图3-27添加新连接

1. 左键单击“连接”按钮
2. 在下拉框中选择“S7连接”
3. 右键单击CPU 1516-3PN/DP
4. 在弹出窗口，左键单击“添加新连接”

图3-28选择新连接

1. 左键单击“未指定”
2. 因为使用X1接口和伙伴通信，所以选择本地接口X1
3. 本地ID显示，后边编程作为PUT、GET输入ID使用
4. 左键单击“添加”按钮
5. 左键单击“关闭”按钮 然后如图3-29、3-30所示，输入未指定伙伴的IP地址与TSAP。

图3-29 连接参数

1. 左键单击“网络视图”标签
2. 左键单击“连接”标签
3. 左键选中建立的S7连接
4. 左键单击“属性”标签
5. 左键单击“常规”标签
6. 左键单击“常规”按钮
7. 输入伙伴CP1243-1 IP地址

图3-30 修改TSAP

1. 左键单击“地址详细信息”按钮
2. 将默认的“0”修改为“1”
3. 显示伙伴TSAP为“03.01”。注意，如果伙伴是CPU集成口，无需修改默认TSAP“03.00”，但是如果伙伴是CP1243-1则必须修改，否则无法通信 因为CPU 1215C作为服务器，所以需要对其进行连接机制的设置如图3-31。如果是V3.0版本的CPU则没有该项设置。

图3-31 连接机制

1. 在CPU 1215C设备视图，左键选中CPU，左键单击“属性”标签
2. 左键单击“常规”标签
3. 左键单击展开“防护与安全”（TIA PORTAL V14SP1之前是“保护”）
4. 左键单击“连接机制”按钮
5. 勾选“允许来自远程对象的PUT/GET通信访问” 之后对两个CPU分别编程下载，与3.4.1章节类似，在此不再赘述。

3.5 HMI 通信

CP1243-1支持与西门子HMI、WinCC进行通信。对于HMI通信，必须如图3-16所示激活CP1243-1的“启用到CPU的S7通信” 功能，“启用在线功能”不是HMI通信必要条件。

本例中以经典WinCC为例，展示与CP1243-1的通信。

对于经典WinCC与S7-1200通信，有几种方式，本例中使用从TIA PORTAL中导出变量的方式，这需要在TIA PORTAL中安装插件SIMATIC SCADA Export for TIA Portal，可以从以下地址获取该插件：

https://support.industry.siemens.com/cs/ww/en/view/109748955

在以上链接中找到对应版本TIA PORTAL的插件下载并安装即可。

对于V4.5或者以上版本的CPU 1200，连接机制处需要设置与HMI的通信模式，此处设置为默认“仅支持PG/PC和HMI安全通信”，如图3-32所示，而“允许来自远程对象的PUT/GET访问”可以不激活。

图3-32 连接机制

在程序中添加DB1，并增加一个Int类型变量，用于在WinCC中显示，编译硬件软件后，然后如图3-33所示，导出数据。

图3-33 导出数据

1. 在项目树中右键单击CPU 1215C
2. 在弹出菜单中，左键单击“Export to SIMATIC SCADA” 在弹出窗口处导出数据到指定文件，如图3-34所示。

图3-34 导出到文件

1. 设置导出的“.zip”后缀的文件名
2. 左键单击按钮，设置导出路径
3. 左键单击“Export”按钮导出 之后启动WinCC，打开变量管理，添加S7-1200驱动，添加连接，如图3-35所示。

图3-35 添加驱动与连接

1. 右键单击“变量管理”
2. 在弹出菜单，左键单击“添加新的驱动程序”
3. 在弹出菜单，左键单击“SIMATIC S7-1200,S7-1500 Channel”
4. 之后在添加的驱动下方，右键单击“OMS+”
5. 在弹出菜单，左键单击“新建连接” 然后如图3-36所示，设置连接参数。

图3-36 连接参数设置

1. 右键单击“NewConnection”
2. 在弹出菜单，左键单击“连接参数”
3. 在弹出窗口，设置CP1243-1 IP地址
4. 设置访问点
5. 设置产品系列为“s71200-connection”
6. 左键单击“确定”按钮 然后如图3-37所示导入变量。

图3-37 导入变量

1. 右键单击“NewConnection”
2. 在弹出菜单，左键单击“AS符号”
3. 在弹出菜单，左键单击“从文件中加载”，然后选择之前图3-34导出的文件 如果是V4.5版本以上的CPU，并且使用了HMI安全通信，则会出现如图3-38的提示，需要左键单击“是”按钮。

导入完毕，则显示如图3-39的变量（如果需要的话，还要导入报警文本等内容，本例中只有变量）。

图3-39 导入成功

1. 选中所有导入变量
2. 左键单击按钮，回到变量管理页面，如图3-40所示

图3-40 显示连接下的变量 然后在Windows控制面板，设置应用程序访问点与接口的关联，如图3-41所示。

图3-41 控制面板

1. 在Windows控制面板，左键双击“设置PG/PC接口(32位）”
2. 在弹出窗口，左键单击“访问路径”
3. 在下拉菜单选择如图3-34④设置的访问点
4. 在下拉菜单选择通信网卡
5. 左键单击“确定”按钮 之后在WinCC中设置IO域，关联变量，启动WinCC，验证通信，如图3-42所示。

图3-42 验证通信

3.6 在线修改IP地址

和CPU的本体网口一样，除了支持组态中设置IP地址，还可以在设备中设置IP地址，例如使用Automation Tool软件，TIA PORTAL在线访问中，T_CONFIG指令等设置IP地址等。

值得注意的是，通过在设备中设置CP1243-1的IP地址，这个地址是临时地址，断电后会丢失，后面会介绍如何通过T_CONFIG间接实现IP地址的永久保持。

如图3-43所示，在CP1243-1的属性中设置“在设备中直接设定IP地址”。

图3-43 设置

1. 左键单击“以太网地址”
2. 选择“在设备中直接设定IP地址” 设置后参考图3-2设置通信类型，然后编译下载，搜索如图3-44所示，搜索到CP卡的MAC地址。

图3-44 搜索 点击下载以后，TIA PORTAL会为CP卡分配临时IP地址192.168.0.1，组态下载后，在TIA PORTAL左边项目树下的在线访问可以浏览到CP卡的MAC地址，如图3-45所示。

图3-45在线访问

1. 左键单击“在线访问”展开
2. 找到使用的网卡，并左键单击展开
3. 左键双击“更新可访问的设备”
4. 浏览到CP卡，此时只能看到CP卡的MAC地址 然后通过在线和诊断设置CP卡的IP地址，如图3-46所示。

图3-46 设置IP

1. 左键单击CP卡展开
2. 左键双击“在线和诊断”按钮
3. 在TIA PORTAL中间工作区，左键单击“功能”
4. 左键单击“分配IP地址”
5. 设置需要的IP地址
6. 左键单击“分配IP地址”
7. 重新回到“在线访问”区，重新左键单击“更新可访问的设备”，会浏览到已经分配IP的CP1243-1 但是CPU断电重启后重新浏览就会发现CP1243-1地址丢失，只能浏览到MAC地址了。 下面介绍通过指令T_CONFIG设置CP卡IP地址，并且每次上电自动设置IP地址，即通过程序来实现IP地址的断电保持。 CP1243-1固件≥V2.1.7x并且CPU固件≥4.2开始支持T_CONFIG设置CP卡IP地址。 首先添加一个启动OB（Startup），如图3-47红框所示。

图3-47 添加启动OB 然后在程序中添加，T_CONFIG指令，指令位于“指令列表>通信>开放式用户通信>其它”，如图3-48所示。

图3-48 指令位置 调用后，自动生成背景数据块，之后在Interface引脚处选择接口的硬件标识符，如图3-49所示。

图3-49 选择接口标识

1. 左键单击目录图标
2. 左键单击“Local~CP_1243-1~以太网接口” 然后如图3-50所示，添加数据块与相关数据类型的变量。

图3-50 添加变量 其中IF_CONF_Header与IF_CONF_v4是系统数据类型，需要手动输入完整名称再按下回车键才可以显示出来。需要设置的变量起始值，如图3-51所示。

图3-51 设置起始值

1. 对于本例中需要更改的子项只有一个即“IF_CONF_v4”，所以设置为1
2. Mode为2，即修改项是临时修改，CP1243-1只支持临时修改
3. 设置修改的IP
4. 设置修改的子网掩码
5. 如有需要，设置修改的路由器地址 然后如图3-52所示编程，注意程序中使用了跳转，目的是一直执行指令直到设置IP地址完成。这样每次重启CPU先进行IP地址设置，相当于IP地址实现了断电保持。

图3-52 编程

3.7 Web服务器

和CPU的本体网口一样，电脑通过连接CP1243-1也可以访问CPU内置Web服务器。本文中将简单介绍该功能的实现，关于Web服务器更多应用请参考S7-1200系统手册。

首先在CP1243-1的属性页面激活该功能，如图3-53所示。

图3-53 激活功能

1. 左键单击“以太网[X1]”
2. 左键单击“Web服务器访问”
3. 激活“启用使用该接口的IP地址访问Web服务器” 然后在CPU属性页面中激活Web服务器功能，如图3-54所示。

图3-54 CPU激活功能

1. 左键单击“Web服务器”
2. 左键单击“常规”
3. 激活“在此设备的所有模块上激活Web服务器”
4. “仅允许通过HTTPS访问”，默认激活 对于固件版本V4.5及其以上的CPU，必须设置证书，本例中使用硬件证书，如图3-55所示。证书功能与作用可以参考TIA PORTAL帮助信息或S7-1200系统手册。

图3-55 设置证书 然后进行其他必要的相关设置，编译下载，之后打开浏览器，输入“https://IP地址”，即可浏览到Web服务器，如图3-56所示。

图3-56 打开服务器

4 其他

CP1243-1的固件下载链接：

固件版本V2.1

https://support.industry.siemens.com/cs/cn/en/view/109759429

固件版本V3.2

https://support.industry.siemens.com/cs/cn/en/view/109775640

CP1243-1 手册下载：

https://support.industry.siemens.com/cs/cn/zh/view/103948898