S7协议是西门子公司为其S7系列PLC（可编程逻辑控制器）通信而设计的一种专用协议。S7协议主要用于西门子PLC之间的通信，以及PLC与其他设备的通信。该协议支持多种通信方式，如MPI（多点接口）、PROFIBUS和Industrial Ethernet等。S7协议的报文结构相对复杂，可分为多个层次。

1. 简介

对比OSI参考模型的话，一层到四层（即物理层、数据链路层、网络层、传输层）与常规的TCP/IP通信相同，这里不在赘述。第五层（会话层）通过S7的TPKT实现，六层（表示层）通过COTP实现，S7Comm则于第七层（应用层）。

整个S7协议结构如下图（不含TCP/IP部分，下同）

2.TPKT

TPKT头报文格式如下：

3.COTP

COTP分为两类，一类是COTP连接包，一类是COTP功能包。

1. COTP连接包：COTP连接包主要用于建立、维护和断开COTP协议层的连接。这一过程包括连接请求（CR-Connect Request）、连接确认（CC-Connect Confirm）、断开请求（DR-Disconnect Request）和断开确认（DC-Disconnect Confirm）等步骤。通过这些连接包，COTP能够在通信双方之间建立一个稳定的、可靠的会话，保证数据的顺序传输和完整性。
2. COTP功能包：COTP功能包用于在已建立的COTP连接上进行数据传输和控制信息交换。这包括数据传输（DT-Data Transfer）功能，通过它发送用户数据；以及一些控制功能，如流量控制、复位、错误报告等。功能包使得COTP能够在连接的基础上提供高效、可靠的数据交换服务。

简而言之，COTP连接包主要用于建立和管理连接，而COTP功能包则用于在这些连接上进行实际的数据传输和控制操作。

3.1 COTP连接包

其中PDU类型有以下选项：

• 0x1: ED Expedited Data，加急数据
• 0x2: EA Expedited Data Acknowledgement，加急数据确认
• 0x4: UD，用户数据
• 0x5: RJ Reject，拒绝
• 0x6: AK Data Acknowledgement，数据确认
• 0x7: ER TPDU Error，TPDU错误
• 0x8: DR Disconnect Request，断开请求
• 0xC: DC Disconnect Confirm，断开确认
• 0xD: CC Connect Confirm，连接确认
• 0xE: CR Connect Request，连接请求
• 0xF: DT Data，数据传输

3.1 COTP功能包

4.S7Comm

报文结构如下

4.1 S7头

报文结构如下：

其中,PDU类型有以下值：

• 0x01- Job Request：主站发送的请求（例如读/写存储器，读/写块，启动/停止设备，通信设置）
• 0x02- Ack：从站发送的简单确认没有数据字段（从未见过它由S300 / S400设备发送）
• 0x03- Ack-Data：带有可选数据字段的确认，包含对作业请求的回复
• 0x07- Userdata：原始协议的扩展，参数字段包含请求/响应id，（用于编程/调试，SZL读取，安全功能，时间设置，循环读取..）

4.2 参数、数据

参数取决于消息类型，参数报文的第1个byte是功能码（此处仅介绍建立通讯、读取数据、写入数据三类报文格式）

4.2.1 建立通讯

在每个会话开始时会发送握手消息。它用于协商Ack队列的大小和最大PDU长度，双方都声明其支持的值以确保数据已成功传输。PDU和Ack队列长度字段都遵循大端的数据表示法。

发送请求的报文格式：
S7头消息类型 0x01- Job Request，是功能码为0xF0

响应请求的报文格式与发送请求的报文格式相同，但S7头消息类型0x03- Ack-Data。

4.2.2 读取数据

4.2.2.1请求报文

S7头消息类型 0x01- Job Request，是功能码为0x04。请求部分只有参数部分，没有数据部分。

每个项目的报文格式如下：

• 地址规范的常见值如下所示：

数据规范常见值如下：

数据区域常见值如下：

4.2.2.2 响应报文

响应报文S7头消息类型0x03- Ack-Data。响应报文既有参数部分，又有数据部分。

参数部分：

数据部分：

常见返回码类型：

4.2.3写入数据

4.2.3.1 请求报文

S7头消息类型 0x01- Job Request，请求报文格式中参数部分和读取数据的相同，但功能码为0x05，且多了数据部分：

4.2.3.2 响应报文

参数部分请求报文，数据部分为：