PLC的通訊網(wǎng)絡

1、生物機電第第9 9章章 PLCPLC的通訊網(wǎng)絡的通訊網(wǎng)絡 通信及網(wǎng)絡基本知識通信及網(wǎng)絡基本知識 通信實現(xiàn)通信實現(xiàn) 網(wǎng)絡通信網(wǎng)絡通信 自由口通信自由口通信生物機電第一節(jié)第一節(jié) 通信及網(wǎng)絡基本知識通信及網(wǎng)絡基本知識通信方式通信方式網(wǎng)絡概述網(wǎng)絡概述S7-200S7-200通信及網(wǎng)絡通信及網(wǎng)絡生物機電通信方式通信方式w并行通信并行通信 并行通信方式一般發(fā)生在可編程序控制器的內(nèi)部各元件并行通信方式一般發(fā)生在可編程序控制器的內(nèi)部各元件之間、主機與擴展模塊或近距離智能模板的處理器之間。之間、主機與擴展模塊或近距離智能模板的處理器之間。 并行傳送時，一個數(shù)據(jù)的所有位同時傳送，因此，并行傳送時，一個數(shù)據(jù)的所有位

2、同時傳送，因此，每個數(shù)據(jù)位都需要一條單獨的傳輸線，信息有多少二進每個數(shù)據(jù)位都需要一條單獨的傳輸線，信息有多少二進制位組成就需要多少條傳輸線，如下圖所示。制位組成就需要多少條傳輸線，如下圖所示。設備1設備2生物機電通信方式通信方式2. 串行通信串行通信 串行通信多用于可編程序控制器與計算機之間，多臺可編程序控制串行通信多用于可編程序控制器與計算機之間，多臺可編程序控制器之間的數(shù)據(jù)傳送。傳送時，數(shù)據(jù)的各個不同位分時使用同一條傳器之間的數(shù)據(jù)傳送。傳送時，數(shù)據(jù)的各個不同位分時使用同一條傳輸線，從低位開始一位接一位按順序傳送，數(shù)據(jù)有多少位就需要傳輸線，從低位開始一位接一位按順序傳送，數(shù)據(jù)有多少位就需要傳

3、送多少次，如下圖所示。送多少次，如下圖所示。設備1設備2傳送數(shù)據(jù)10110011T3T4T5T6T7T2T11111000生物機電通信方式通信方式(1)串行通信線路的工作方式串行通信線路的工作方式 串行通信按信息在設備間的傳送方向又為分單工、半雙工和全雙工串行通信按信息在設備間的傳送方向又為分單工、半雙工和全雙工三種方式。分別如下圖中的（三種方式。分別如下圖中的（a）、（）、（b）和（和（c）所示。所示。ABABAB（a ）（b ）（c ）生物機電通信方式通信方式(2) 串行通信數(shù)據(jù)的收發(fā)方式串行通信數(shù)據(jù)的收發(fā)方式串行通信按時鐘可分為同步傳送和異步傳送兩種方式。串行通信按時鐘可分為同步傳送和異

4、步傳送兩種方式。 同步傳送：傳送數(shù)據(jù)時不需要增加冗余的標志位，有利于提高傳送速同步傳送：傳送數(shù)據(jù)時不需要增加冗余的標志位，有利于提高傳送速度，但要求有統(tǒng)一的時鐘信號來實現(xiàn)發(fā)送端和接收端之間的嚴格同步，度，但要求有統(tǒng)一的時鐘信號來實現(xiàn)發(fā)送端和接收端之間的嚴格同步，而且對同步時鐘信號的相位一致性要求非常嚴格。而且對同步時鐘信號的相位一致性要求非常嚴格。 異步傳送：允許傳輸線上的各個部件有各自的時鐘，在各部件之間進異步傳送：允許傳輸線上的各個部件有各自的時鐘，在各部件之間進行通信時沒有統(tǒng)一的時間標準，相鄰兩個字符傳送數(shù)據(jù)之間的停頓時行通信時沒有統(tǒng)一的時間標準，相鄰兩個字符傳送數(shù)據(jù)之間的停頓時間長短是

5、不一樣的，它是靠發(fā)送信息時同時發(fā)出字符的開始和結束標間長短是不一樣的，它是靠發(fā)送信息時同時發(fā)出字符的開始和結束標志信號來實現(xiàn)的，如圖所示。志信號來實現(xiàn)的，如圖所示。0/10/10/10/10/10/10/1111起始位奇偶校驗位停止位低位高位數(shù)據(jù)位字符(n+1)空閑位字符n0/1生物機電通信方式通信方式（3）異步串性通信）異步串性通信 異步串性通信的數(shù)據(jù)格式：異步串性通信的數(shù)據(jù)格式： （ 由一組不定由一組不定“位數(shù)位數(shù)”數(shù)組組成）數(shù)組組成） 標志位標志位 字符數(shù)據(jù)位字符數(shù)據(jù)位 奇偶校驗位奇偶校驗位 停止位停止位 波特率：衡量數(shù)據(jù)傳送速度的指標。波特率：衡量數(shù)據(jù)傳送速度的指標。生物機電通信方式通

6、信方式3. 串行通信接口串行通信接口（1）RS232接口接口 （2）RS485接口接口 （3）RS422接口接口 生物機電網(wǎng)絡概述網(wǎng)絡概述1.網(wǎng)絡結構網(wǎng)絡結構（1）簡單網(wǎng)絡）簡單網(wǎng)絡多臺設備通過傳輸線相連，可以實現(xiàn)多備間的通信，形多臺設備通過傳輸線相連，可以實現(xiàn)多備間的通信，形成網(wǎng)絡結構。下圖就是一種最簡單的網(wǎng)絡結構，它由單成網(wǎng)絡結構。下圖就是一種最簡單的網(wǎng)絡結構，它由單主設備和多個從設備構成。主設備和多個從設備構成。主設備從設備1從設備2從設備3從設備 n生物機電網(wǎng)絡概述網(wǎng)絡概述2. 2. 通信協(xié)議通信協(xié)議（1 1）通用協(xié)議）通用協(xié)議 國際標準化組織國際標準化組織ISOISO（Interna

7、tional Standard OrganizationInternational Standard Organization）于于19781978年年提出了開放系統(tǒng)互聯(lián)提出了開放系統(tǒng)互聯(lián)OSIOSI（Open Systems InterconnectionOpen Systems Interconnection）的模型，它所的模型，它所用的通信協(xié)議一般為用的通信協(xié)議一般為7 7層，如下圖所層，如下圖所示。應用層表示層會話層傳送層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應用層 協(xié)議表示層 協(xié)議會話層 協(xié)議傳送層 協(xié)議網(wǎng)絡層 協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層 協(xié)議物理層 協(xié)議應用層表示層會話層傳送層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層物理層生物機電網(wǎng)

8、絡概述網(wǎng)絡概述（2）公司專用協(xié)議）公司專用協(xié)議 低層子網(wǎng)和中層子網(wǎng)一般采用公司專用協(xié)議，低層子網(wǎng)和中層子網(wǎng)一般采用公司專用協(xié)議，尤其是最底層子網(wǎng)，由于傳送的是過程數(shù)據(jù)及控尤其是最底層子網(wǎng)，由于傳送的是過程數(shù)據(jù)及控制命令，這種信息較短，但實時性要求高。公司制命令，這種信息較短，但實時性要求高。公司專用協(xié)議的層次一般只有物理層、鏈路層及應用專用協(xié)議的層次一般只有物理層、鏈路層及應用層，而省略了通用協(xié)議所必須的其他層，信息傳層，而省略了通用協(xié)議所必須的其他層，信息傳送速率快。送速率快。生物機電S7-200S7-200通信及網(wǎng)絡通信及網(wǎng)絡1.字符數(shù)據(jù)格式字符數(shù)據(jù)格式（1 1）1010位字符數(shù)據(jù)位字符數(shù)

9、據(jù) 傳送數(shù)據(jù)由傳送數(shù)據(jù)由1 1個起始位、個起始位、8 8個數(shù)據(jù)位、無校驗位、一個停個數(shù)據(jù)位、無校驗位、一個停止位組成。傳送速率一般為止位組成。傳送速率一般為96009600波特。波特。（2 2）1111位字符數(shù)據(jù)位字符數(shù)據(jù) 傳送數(shù)據(jù)由傳送數(shù)據(jù)由1 1個起始位、個起始位、8 8個數(shù)據(jù)位、個數(shù)據(jù)位、1 1個偶校驗位、一個個偶校驗位、一個停止位組成。傳送速率一般為停止位組成。傳送速率一般為96009600波特或波特或1920019200波特。波特。生物機電S7-200S7-200通信及網(wǎng)絡通信及網(wǎng)絡3. 3. 通信類型及協(xié)議通信類型及協(xié)議 （1 1）通用協(xié)議）通用協(xié)議 （2 2）公司專用協(xié)議）公司專

10、用協(xié)議 PPIPPI協(xié)議協(xié)議 MPIMPI協(xié)議協(xié)議 PROFIBUSPROFIBUS協(xié)議協(xié)議 自由口協(xié)議自由口協(xié)議 （3 3）通信類型）通信類型生物機電S7-200S7-200通信及網(wǎng)絡通信及網(wǎng)絡 可編程序控制器常見的有以下類型：可編程序控制器常見的有以下類型： 把計算機或編程器作為主站、把操作員界把計算機或編程器作為主站、把操作員界面作為主站和把面作為主站和把PLCPLC作為主站等類型，這幾種類型作為主站等類型，這幾種類型又各有兩種連接：單主站和多主站。又各有兩種連接：單主站和多主站。 見下圖見下圖. .生物機電S7-200S7-200通信及網(wǎng)絡通信及網(wǎng)絡計算機CPU 221CPU 224C

11、PU 221PC/PPI 電纜計算機CPU224CPU221CPU 224CPU 221TD200主站MPI 電纜CP卡右圖單主站結構網(wǎng)右圖單主站結構網(wǎng)絡絡右圖多主站結構網(wǎng)右圖多主站結構網(wǎng)絡絡生物機電S7-200S7-200通信及網(wǎng)絡通信及網(wǎng)絡4. 4. 通信設備通信設備（1 1）通信口）通信口 S7-200 CPUS7-200 CPU主機上的通信口是主機上的通信口是符合歐洲標準符合歐洲標準EN EN 5017050170中中PROFIBUSPROFIBUS標標準的準的RS-485RS-485兼容兼容9 9針針D D型接口。接口引腳型接口。接口引腳如圖所示，端口如圖所示，端口0 0或或端口端口

12、1 1的引腳與的引腳與PROFIBUSPROFIBUS的名稱對的名稱對應關系如表所示。應關系如表所示。1569生物機電S7-200S7-200通信及網(wǎng)絡通信及網(wǎng)絡（2）網(wǎng)絡連接器）網(wǎng)絡連接器 網(wǎng)絡連接器可以用來把多個設備很容易地連接網(wǎng)絡連接器可以用來把多個設備很容易地連接到網(wǎng)絡中。網(wǎng)絡連接器有兩種類型：一種是僅提到網(wǎng)絡中。網(wǎng)絡連接器有兩種類型：一種是僅提供連接到主機的接口，另一種增加了一個編程接供連接到主機的接口，另一種增加了一個編程接口。帶有編程口的連接器可以把編程器或操作員口。帶有編程口的連接器可以把編程器或操作員面板直接增加到網(wǎng)絡中，編程口傳遞主機信號的面板直接增加到網(wǎng)絡中，編程口傳遞主

13、機信號的同時，為這些設備提供電源，而不用另加電源。同時，為這些設備提供電源，而不用另加電源。生物機電S7-200S7-200通信及網(wǎng)絡通信及網(wǎng)絡（3）通信電纜）通信電纜 網(wǎng)絡電纜網(wǎng)絡電纜 PC/PPI電纜電纜 下表為各開關與參數(shù)關系對應表下表為各開關與參數(shù)關系對應表生物機電S7-200S7-200通信及網(wǎng)絡通信及網(wǎng)絡（4 4）網(wǎng)絡中繼器）網(wǎng)絡中繼器 網(wǎng)絡中繼器在網(wǎng)絡中繼器在ProfibusProfibus可以用來延長網(wǎng)絡的距可以用來延長網(wǎng)絡的距離、允許給網(wǎng)絡加入設備、隔離不同網(wǎng)絡段，每離、允許給網(wǎng)絡加入設備、隔離不同網(wǎng)絡段，每個中繼器為網(wǎng)絡段提供偏置和終端匹配。個中繼器為網(wǎng)絡段提供偏置和終端匹

14、配。 每個網(wǎng)絡中最多可以有每個網(wǎng)絡中最多可以有9 9個中繼器，每個中繼器個中繼器，每個中繼器最多可再增加最多可再增加3232個設備。個設備。生物機電S7-200S7-200通信及網(wǎng)絡通信及網(wǎng)絡（5 5）調(diào)制解調(diào)器）調(diào)制解調(diào)器 用調(diào)制解調(diào)器可以實現(xiàn)計算機或編程器與用調(diào)制解調(diào)器可以實現(xiàn)計算機或編程器與PLCPLC主機主機之間的遠距離通信。以之間的遠距離通信。以1111位調(diào)制解調(diào)器為例，通信位調(diào)制解調(diào)器為例，通信連接如下圖所示。連接如下圖所示。計算機PLC主機調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器RS232 COMxRS232 本地遠程25 針到 9 針適配器4開關 PC/PPI 電纜電話線RS232RS485生物機

15、電通信實現(xiàn)通信實現(xiàn) 一一. . 確立通信方案確立通信方案二二. . 參數(shù)設置參數(shù)設置生物機電確立通信方案確立通信方案 包括根據(jù)實際通信需要選擇單主站或多主站，同時確定各包括根據(jù)實際通信需要選擇單主站或多主站，同時確定各站的編號；選擇實現(xiàn)通信的硬件，如選擇用站的編號；選擇實現(xiàn)通信的硬件，如選擇用PC/PPIPC/PPI電纜，還電纜，還是用是用CPCP卡、卡、MPIMPI卡、卡、EM 277EM 277通信模塊或調(diào)制解調(diào)器等。通信模塊或調(diào)制解調(diào)器等。 這幾種通信硬件的性能如表所示。這幾種通信硬件的性能如表所示。生物機電參數(shù)組態(tài)參數(shù)組態(tài)通信設置通信設置 如圖所示通信設置狀態(tài)如圖所示通信設置狀態(tài)生物機

16、電參數(shù)組態(tài)參數(shù)組態(tài)如圖通信設置如圖通信設置生物機電參數(shù)組態(tài)參數(shù)組態(tài)2.2.安裝或刪除通信接口安裝或刪除通信接口（1 1）安裝接口）安裝接口（2 2）刪除接口）刪除接口生物機電參數(shù)組態(tài)參數(shù)組態(tài) 在通信設置圖所在通信設置圖所示的對話框，單擊示的對話框，單擊PropertiesProperties按鈕，按鈕，將彈出參數(shù)設置對將彈出參數(shù)設置對話框，如右圖所示。話框，如右圖所示。其中有兩個選項卡：其中有兩個選項卡：PPIPPI選項卡和選項卡和Local Local ConnectionConnection選項卡。選項卡。生物機電網(wǎng)絡通信網(wǎng)絡通信 一一. . 控制寄存器和傳送數(shù)據(jù)表控制寄存器和傳送數(shù)據(jù)表

17、二二. . 應用實例應用實例生物機電控制寄存器和傳送數(shù)據(jù)表控制寄存器和傳送數(shù)據(jù)表 1. 1. 控制寄存器控制寄存器 將特殊標志寄存器中的將特殊標志寄存器中的SMB30SMB30和和SMB130SMB130的低的低2 2位置為位置為2#102#10，其他位為其他位為0 0，即，即SMB30SMB30和和SMB130SMB130的值為的值為16#216#2，則可以控制將，則可以控制將S7-200 CPUS7-200 CPU設置為設置為PPIPPI主站模式。主站模式。 2. 2. 傳送數(shù)據(jù)表傳送數(shù)據(jù)表 （1 1）數(shù)據(jù)表格式）數(shù)據(jù)表格式 執(zhí)行網(wǎng)絡讀寫指令時，執(zhí)行網(wǎng)絡讀寫指令時，PPIPPI主站與從站之

18、間的數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)主站與從站之間的數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)表的格式傳送。傳送數(shù)據(jù)表的程式描述如下表所示表的格式傳送。傳送數(shù)據(jù)表的程式描述如下表所示. .。生物機電生物機電控制寄存器和傳送數(shù)據(jù)表控制寄存器和傳送數(shù)據(jù)表（2 2）狀態(tài)字節(jié)）狀態(tài)字節(jié) 傳送數(shù)據(jù)表中的第一個字節(jié)為狀態(tài)字節(jié)，各傳送數(shù)據(jù)表中的第一個字節(jié)為狀態(tài)字節(jié)，各位及其的含義如下：位及其的含義如下：E1E1、E2E2、E3E3、E4E4錯誤編錯誤編碼。如果執(zhí)行指令后碼。如果執(zhí)行指令后E E位為位為1 1，則由這，則由這4 4位返回位返回一個錯誤碼。一個錯誤碼。 生物機電控制寄存器和傳送數(shù)據(jù)表控制寄存器和傳送數(shù)據(jù)表這這4 4位組成的錯誤編碼及含義如表所示。位

19、組成的錯誤編碼及含義如表所示。 生物機電應用實例應用實例 有一簡單網(wǎng)絡，結構如下圖有一簡單網(wǎng)絡，結構如下圖8.178.17所示。其中所示。其中TD200TD200為主站，為主站，在在RUNRUN模式下，模式下，CPU 224CPU 224在用戶程序中允許在用戶程序中允許PPIPPI主站模式，主站模式，可以利用可以利用NETRNETR和和NETWNETW指令來不斷讀寫兩個指令來不斷讀寫兩個CPU 221CPU 221模塊中模塊中的數(shù)據(jù)。的數(shù)據(jù)。CPU 224TD200CPU 221CPU 221PC/PPI 電纜站1站2站3站4生物機電應用實例應用實例 操作要求：操作要求： 站站4 4要讀寫兩個

20、遠程站（站要讀寫兩個遠程站（站2 2和站和站3 3）的狀態(tài)字節(jié)和計數(shù)值）的狀態(tài)字節(jié)和計數(shù)值（分別放在（分別放在VB100VB100和和VW101VW101中）。如果某個遠程站中的計數(shù)中）。如果某個遠程站中的計數(shù)值達到值達到200200，站，站4 4將發(fā)生一定動作，并將該遠程站的計數(shù)值將發(fā)生一定動作，并將該遠程站的計數(shù)值清清0 0，重新計數(shù)。，重新計數(shù)。 CPU 224CPU 224通信端口號為通信端口號為0 0，從，從VB200VB200開始設置接收和發(fā)送緩開始設置接收和發(fā)送緩沖區(qū)。接收緩沖區(qū)從沖區(qū)。接收緩沖區(qū)從VB200VB200開始，發(fā)送緩沖區(qū)從開始，發(fā)送緩沖區(qū)從VB250VB250開始，

21、開始，內(nèi)容如下表所示。該網(wǎng)絡通信用戶程序如下圖所示。內(nèi)容如下表所示。該網(wǎng)絡通信用戶程序如下圖所示。生物機電應用實例應用實例緩沖區(qū)設置表緩沖區(qū)設置表生物機電應用實例應用實例 LD SM0.1 /初次掃描 MOVB 16#02, SMB30 / /設置 CPU 224 /允許 PPI 主站 /模式 FILL +0, VW200, 30 / /接收和發(fā)送緩 /沖區(qū)清 0 L D N V 2 0 0 .6 / /網(wǎng) 絡 讀 無 效 A N V 2 0 0 .5 / /并 且 無 錯 誤 M O V B 2 , V B 2 0 1 / /裝 入 站 2 地 址 M O V D & V B 1 0

22、 0 ,V D 2 0 2 / /裝 入 訪 問 站 2 /數(shù) 據(jù) 區(qū) 的 指 針 / / M O V B 3 , V B 2 0 6 / /裝 入 讀 數(shù) 據(jù) 的 /字 節(jié) 數(shù) N E T R V B 2 0 0 , 0 / /網(wǎng) 絡 讀 指 令 / 網(wǎng)網(wǎng)絡絡程程序序?qū)崒嵗?）生物機電應用實例應用實例 網(wǎng)絡程序?qū)嵗W(wǎng)絡程序?qū)嵗?2） M OV B +0, V W 257 / /將 站2的 計 數(shù) /值 清0 NETW V B250, 0 / /網(wǎng) 絡 寫 指 令 / 生物機電NETR/NETW指令 網(wǎng)絡讀?。∟ETR）指令開始一項通訊操作，通過指定的端口（PORT）根據(jù)表格（TBL）定義從

23、遠程設備收集數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡寫入（NETW）指令開始一項通訊操作，通過指定的端口（PORT）根據(jù)表格（TBL）定義向遠程設備寫入數(shù)據(jù)。NETR指令可從遠程站最多讀取16字節(jié)信息，NETW指令可向遠程站最多寫入16字節(jié)信息。您可在程序中保持任意數(shù)目的NETR/NETW指令，但在任何時間最多只能有8條NETR和NETW指令被激活。生物機電NETR/NETW指令NETWORK 1LD SM0.1 / 首次掃描時，MOVB 2 SMB30 / 啟用PPI主模式，F(xiàn)ILL +0 VW200 68 / 并清除所有的接收和傳輸緩沖區(qū)NETWORK 2LD V200.7 / 當NETR完成位被設置AW= VW208

24、 +100 / 且100種情況被組裝，MOVB 2 VB301 / 載入情況分組#1的站址MOVD &VB101 VD302 / 將指針載入遠程站中的數(shù)據(jù)MOVB 2 VB306 / 載入需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)長度MOVW +0 VW307 / 載入需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)NETW VB300 0 / 復原由情況分組#1組裝的情況數(shù)目生物機電NETR/NETW指令 NETWORK 3 LD V200.7 / 當NETR完成位被設置， MOVB VB207 VB400 / 保存來自情況分組#1的控制數(shù)據(jù)。 NETWORK 4 LDN SM0.1 / 如果不是首次掃描， AN V200.6 / 并沒有錯誤，

25、 AN V200.5 MOVB 2 VB201 / 載入情況分組#1的站址 MOVD &VB100 VD202 / 將指針載入遠程站中的數(shù)據(jù) MOVB 3 VB206 / 載入將要接收的數(shù)據(jù)長度 NETR VB200 0 / 讀取情況分組#1中的控制和狀態(tài)數(shù)據(jù)生物機電NETR/NETW指令 要使用 NETR/NETW 向?qū)В?選擇菜單命令工具（T） 指令向?qū)ETR/NETW；或點擊瀏覽條中的指令向?qū)D標，然后選擇 NETR/NETW；或打開指令樹中的“向?qū)А蔽募A并隨后打開此向?qū)Щ蚰超F(xiàn)有配置。生物機電NETR/NETW指令 步驟 1指定您需要的網(wǎng)絡操作數(shù)目 2指定端口號和子程序名稱

26、3指定網(wǎng)絡操作 4分配 V 存儲區(qū) 5生成代碼生物機電步驟 1 指定您需要的網(wǎng)絡操作數(shù)目 如果項目包含使用 STEP 7 Micro/WIN 3.2 版建立的現(xiàn)有 NETR/ NETW 配置，您必須在繼續(xù)執(zhí)行步驟 1 之前選擇編輯其中一個現(xiàn)有配置或建立一個新配置。 可使用 NETR/NETW 指令向?qū)В喕W(wǎng)絡操作配置。向?qū)⑾蚰儐柍跏蓟x項，并根據(jù)您的選擇生成完整的配置。向?qū)г试S您配置多達 24 項獨立的網(wǎng)絡操作，并生成代碼協(xié)調(diào)這些操作。生物機電步驟 2 指定端口號和子程序名稱 項目可能已經(jīng)包含一個 NETR/NETW 向?qū)渲谩Ｋ幸郧敖⒌呐渲镁蛔詣虞d入向?qū)?。向?qū)崾灸瓿梢韵聝蓚€步驟之一： 選擇編輯現(xiàn)有配置，方法是點擊“