Connettore Siemens S7

Panoramica

Il connettore Siemens S7 abilita la comunicazione diretta con PLC della serie Siemens S7 senza richiedere OPC UA o altri middleware.

Tipi Connettore:

• S7Reader - Leggi dati da PLC S7
• S7Writer - Scrivi dati su PLC S7

PLC Supportati:

• S7-300
• S7-400
• S7-1200
• S7-1500

Configurazione Base

S7 Reader

{
  "type": "S7Reader",
  "config": {
    "endpoint": "192.168.0.1:102",
    "pollingRate": 1000,
    "rack": 0,
    "slot": 2
  },
  "variables": [
    {
      "key": "temperature",
      "dataType": "Real",
      "memoryArea": "DB",
      "blockNumber": 1,
      "startIdx": 0,
      "size": 4,
      "bitOrder": "BigEndian"
    },
    {
      "key": "counter",
      "dataType": "Dint",
      "memoryArea": "DB",
      "blockNumber": 1,
      "startIdx": 4,
      "size": 4,
      "bitOrder": "BigEndian"
    }
  ]
}

S7 Writer

{
  "type": "S7Writer",
  "config": {
    "endpoint": "192.168.0.1:102",
    "rack": 0,
    "slot": 2
  },
  "variables": [
    {
      "key": "setpoint",
      "dataType": "Real",
      "memoryArea": "DB",
      "blockNumber": 1,
      "startIdx": 100,
      "size": 4,
      "bitOrder": "BigEndian"
    }
  ]
}

Parametri di Configurazione

Endpoint

Indirizzo IP PLC e porta (porta default è 102):

{
  "endpoint": "192.168.0.1:102"
}

Rack e Slot

Posizione fisica del modulo CPU:

{
  "rack": 0,
  "slot": 2
}

Configurazioni comuni:

• S7-300: rack=0, slot=2
• S7-400: rack=0, slot=2 o 3
• S7-1200: rack=0, slot=1
• S7-1500: rack=0, slot=1

Frequenza di Polling

Per i reader, intervallo in millisecondi:

{
  "pollingRate": 1000
}

Aree di Memoria

DB (Data Blocks)

Area più comune per dati strutturati:

{
  "key": "temperature",
  "dataType": "Real",
  "memoryArea": "DB",
  "blockNumber": 1,
  "startIdx": 0,
  "size": 4
}

Richiede blockNumber per specificare quale DB.

M (Merkers/Flag)

Memoria general-purpose:

{
  "key": "flag_value",
  "dataType": "Word",
  "memoryArea": "M",
  "startIdx": 0,
  "size": 2
}

I (Inputs)

Segnali di ingresso fisici (solo lettura):

{
  "key": "sensor_input",
  "dataType": "Bool",
  "memoryArea": "I",
  "startIdx": 0,
  "size": 1
}

Q (Outputs)

Segnali di uscita fisici (lettura/scrittura):

{
  "key": "motor_output",
  "dataType": "Bool",
  "memoryArea": "Q",
  "startIdx": 0,
  "size": 1
}

C (Counters)

Valori contatori:

{
  "key": "production_count",
  "dataType": "Word",
  "memoryArea": "C",
  "startIdx": 0,
  "size": 2
}

Tipi di Dati

Bool (1 bit)

Valore booleano:

{
  "dataType": "Bool",
  "size": 1
}

Byte (8 bit)

Intero senza segno 8-bit (0-255):

{
  "dataType": "Byte",
  "size": 1
}

Word (16 bit)

Intero senza segno 16-bit (0-65535):

{
  "dataType": "Word",
  "size": 2
}

Dword (32 bit)

Intero senza segno 32-bit:

{
  "dataType": "Dword",
  "size": 4
}

Int (16 bit con segno)

Intero con segno 16-bit (-32768 a 32767):

{
  "dataType": "Int",
  "size": 2
}

Dint (32 bit con segno)

Intero con segno 32-bit:

{
  "dataType": "Dint",
  "size": 4
}

Real (32 bit float)

Floating point 32-bit:

{
  "dataType": "Real",
  "size": 4
}

Char (8 bit ASCII)

Carattere ASCII:

{
  "dataType": "Char",
  "size": 1
}

Ordine Byte

I PLC S7 usano ordine byte Big Endian per default:

{
  "bitOrder": "BigEndian"
}

Struttura Variabile

Definizione variabile completa:

{
  "key": "temperature",        // Chiave payload Meddle
  "dataType": "Real",          // Tipo dati S7
  "memoryArea": "DB",          // Area memoria
  "blockNumber": 1,            // Numero DB (per area DB)
  "startIdx": 0,               // Offset byte iniziale
  "size": 4,                   // Dimensione in byte
  "bitOrder": "BigEndian"      // Ordine byte
}

Casi d’Uso Comuni

1. Monitoraggio Produzione

{
  "type": "S7Reader",
  "config": {
    "endpoint": "192.168.1.10:102",
    "pollingRate": 1000,
    "rack": 0,
    "slot": 2
  },
  "variables": [
    {
      "key": "machine_status",
      "dataType": "Word",
      "memoryArea": "DB",
      "blockNumber": 10,
      "startIdx": 0,
      "size": 2,
      "bitOrder": "BigEndian"
    },
    {
      "key": "production_count",
      "dataType": "Dint",
      "memoryArea": "DB",
      "blockNumber": 10,
      "startIdx": 2,
      "size": 4,
      "bitOrder": "BigEndian"
    },
    {
      "key": "cycle_time",
      "dataType": "Real",
      "memoryArea": "DB",
      "blockNumber": 10,
      "startIdx": 6,
      "size": 4,
      "bitOrder": "BigEndian"
    }
  ]
}

2. Controllo Processo

{
  "type": "S7Writer",
  "config": {
    "endpoint": "192.168.1.10:102",
    "rack": 0,
    "slot": 2
  },
  "variables": [
    {
      "key": "temperature_setpoint",
      "dataType": "Real",
      "memoryArea": "DB",
      "blockNumber": 20,
      "startIdx": 0,
      "size": 4,
      "bitOrder": "BigEndian"
    },
    {
      "key": "enable_process",
      "dataType": "Bool",
      "memoryArea": "M",
      "startIdx": 0,
      "size": 1,
      "bitOrder": "BigEndian"
    }
  ]
}

3. Monitoraggio I/O Digitali

{
  "type": "S7Reader",
  "config": {
    "endpoint": "192.168.1.10:102",
    "pollingRate": 500,
    "rack": 0,
    "slot": 2
  },
  "variables": [
    {
      "key": "emergency_stop",
      "dataType": "Bool",
      "memoryArea": "I",
      "startIdx": 0,
      "size": 1,
      "bitOrder": "BigEndian"
    },
    {
      "key": "motor_running",
      "dataType": "Bool",
      "memoryArea": "Q",
      "startIdx": 0,
      "size": 1,
      "bitOrder": "BigEndian"
    }
  ]
}

Risoluzione dei Problemi

Connessione Fallita

Soluzioni:

• Verifica indirizzo IP PLC e porta
• Controlla connettività di rete: ping [plc-ip]
• Assicurati che il PLC permetta connessioni esterne (controlla configurazione PLC)
• Verifica che i numeri rack e slot corrispondano alla configurazione PLC
• Controlla regole firewall (porta 102)

Accesso Negato

Soluzioni:

• Controlla impostazioni protezione PLC
• Verifica che la comunicazione PUT/GET sia abilitata nel PLC
• Assicurati che non ci sia protezione password sul PLC
• Controlla se il PLC è in modalità RUN (alcune operazioni richiedono modalità STOP)

Valori Dati Errati

Soluzioni:

• Verifica che startIdx (offset byte) sia corretto
• Controlla che size corrisponda al tipo dati
• Conferma blockNumber per aree DB
• Verifica bitOrder (dovrebbe essere BigEndian per S7)
• Usa TIA Portal o STEP 7 per verificare layout memoria

Prestazioni Lente

Soluzioni:

• Aumenta pollingRate per ridurre frequenza
• Raggruppa indirizzi memoria consecutivi
• Riduci numero variabili
• Controlla latenza di rete

Best Practice

1. Usa Data Block: Organizza dati in DB per migliore struttura
2. Documenta Layout Memoria: Mantieni una mappa della struttura DB
3. Raggruppa Indirizzi Consecutivi: Più efficiente di letture sparse
4. Testa Prima in Modalità STOP: Più sicuro per test iniziali
5. Usa Tipi Dati Appropriati: Abbina esattamente i tipi dati del programma PLC

Limitazioni

Attenzione

• Operazioni di scrittura non sono completamente testate - usa con cautela in produzione
• Alcune funzionalità avanzate S7 potrebbero non essere supportate
• I DB ottimizzati potrebbero richiedere gestione speciale

Connettori Correlati

• OPC UA - Alternativa con supporto più ampio
• Modbus - Protocollo industriale alternativo
• Filter - Filtra dati S7
• InfluxDB Writer - Archivia dati S7

Risorse Aggiuntive

• Siemens TIA Portal
• STEP 7