西门子S7-1200TCP通信

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        由于工作需要，我对S7-1200的各种通信方式进行了学习，在与客户交流问题的过程中，对TCP通信的使用及咨询最为广泛，了解S7-1200 TCP通信的数据交互过程能更好的帮助客户理解TCP及解决在使用过程中出现的问题。

一、TCP连接的建立
        TCP 是一种可靠的连接通信。在组态TCP时需要指定一方为客户端一方为服务器，为了建立连接，首先需要在服务器端调用并触发TCON 指令，使其处于listen状态监听客户机发出的SYN连接请求，之后，客户机调用并触发TCON指令，发出SYN请求建立连接，服务器端响应该请求通过“三报文握手”建立连接。如下图可见（S7-1200 IP:192.168.0.212），S7-1200的MSS(最大分段长度)为1460字节。

二、TCP连接的中断
        S7-1200 通过TDISCON指令取消TCP的连接，与互联网之间的TCP“四报文挥手”取消连接不一样的是，S7-1200 通过在报文置位RST来复位TCP连接，对方无需发出ACK响应。个人认为，此方式的好处在于能够立即中断连接，再次建立连接时也省去了常规时的FIN_WAIT_2及TIME_WAIT的等待过程。

三、数据的发送
        S7-1200 通过TSEND 发送指令，当然，前提是TCP已建立连接，在该指令中当输入引脚LEN=0时，发送的数据为DATA指令的区域长度；而当LEN≠0时，发送的数据长度为LEN指定的长度，当然，LEN的大小不能超过DATA指定的区域长度。当上升沿触发TSEND指令时，plc建立一个上面指定长度的发送buffer 将数据Copy至 TCP 发送buffer中通过网卡将数据发送出去。

        从上图可以看出，发送DB为20字节，当LEN=0时，第一条发送长度为20，当修改LEN值为10或15时，发送长度相应地为10或15字节，共进行5此发送，tcp_send为DONE信号的计数为5次。

四、数据的接收
        S7-1200通过TRCV指令接收数据，其LEN用途与TSEND一致，当上升沿触发TRCV指令时，PLC建立一个指定大小的buffer将数据从TCP的接收buffer 传送过来， TCP的接收buffer 相应地释放相同大小的空间。如果接收的数据长度小于接收buffer的长度，无论触发多少次TRCV指令，数据都不会显示在DB中；如果接收的数据长度大于接收buffer的长度，则在第一次上升沿触发TRCV时建立buffer并导入TCP接收buffer中等长的数据，TCP接收buffer释放等长空间，第二次触发TRCV指令时buffer数据传至CPU应用。即，首次触发TRCV建立应用接收buffer并导入TCP接收buffer数据，二次触发数据从应用buffer传至应用使用。下图测试PLC的接收DB为500字节（NDR为TRCV输出NDR信号的计数值）。

        从上图可见，分六次每次发送100字节，TCP接收buffer不断被占用，当第一次上升沿触发TRCV指令时，tcp buffer中的数据传至应用buffer，TCP buffer释放500字节，这点从 keep-alive的反馈窗口值8092可以看出，再次上升沿触发TRCV指令时，TRCV完成数据传输，NDR计数为1；再次发送100字节，TCP buffer的窗口变为7992。
        当采用ADHOC模式时，如下图所示，分三次每次发送100字节，第一次上升沿触发TRCV时，根据keep-alive反馈窗口值为8192，即TCP buffer数据进入PLC应用buffer中，再次上升沿触发TRCV，TRCV接收数据，NDR计数为1，DB区显示接收数据。

        当不采用ADHOC模式时，如下图所示，分四次每次发送100字节，第一次上升沿触发TRCV指令时，400字节数据从TCP buffer进入PLC应用buffer中，从keep-alive窗口值可见TCP buffer已全部释放，第二次上升沿触发TRCV指令时，NDR计数依旧为0，DB区无数据，当再次发送100字节后，上升沿触发TRCV指令，NDR计数为1，DB区数据显示接收值。
        此外，在TCP接收buffer满时，还会有Nagle算法反馈接收窗口变化，即当窗口的值过小时不会将此窗口反馈给TCP 发送端 使TCP send buffer数据不能发送，直至TCP 接收buffer 的空间足够接收满足MSS大小的数据或者达到buffer一半大小的空间时，才会更新接收窗口值使发送端能够发送数据。

        如上图所示，当发送数据共8500字节将TCP接收buffer占满时，接收端反馈窗口值为0，禁止发送端继续发送数据，当两次上升沿触发TRCV指令时，NDR为1，报文4502显示TCP 接收buffer 空闲窗口为500字节，但在报文4912中Win的值仍为0；继续两次上升沿触发TRCV指令，NDR为2，报文6259显示TCP接收buffer有1000字节的空闲，但在报文7586的反馈报文中Win依然为0。
        直至多次触发至Win为1500（不会立即更新，需要等到探测报文时间到达才会更新）或空闲长度比较大时才会继续传输未完的数据。见下图，报文9875和9744。

        综上所述，S7-1200的TCP通信遵循了TCP的协议规范，其MSS为1460字节，TCP 接收Buffer为8192字节，根据上面的各种测试，建议在数据发送和接收过程中保持发送和接送DB保持同样的长度。
                                                                                                        -------来自 西门子技术支持工程师