第8章 可編程序控制器的應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)-電氣控制與PLC應(yīng)用專業(yè)課程課件

12/18/20242:56PM

第8章PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)及網(wǎng)絡(luò)通信8.1PLC應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)8.2PLC的網(wǎng)絡(luò)通信8.3S7-200系列CPU與計(jì)算機(jī)設(shè)備的通信8.4

S7-200系列PLC自由口通信8.5

S7-200CPU的PROFIBUS-DP通信12/18/20242:56PM8.1

PLC應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)8.1.1PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和步驟①充分發(fā)揮PLC功能，最大限度地滿足被控對象的控制要求；②在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便；③保證控制系統(tǒng)安全可靠；④應(yīng)考慮生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在選擇PLC的型號(hào)、I/O點(diǎn)數(shù)和存儲(chǔ)器容量等內(nèi)容時(shí)，應(yīng)留有適當(dāng)?shù)挠嗔?，以利于系統(tǒng)的調(diào)整和擴(kuò)充。1.PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則12/18/20242:56PM2.PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖如圖8-1所示。圖8-1

PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖.12/18/20242:56PM8.1.2

PLC的選擇1.PLC的機(jī)型選擇(1)結(jié)構(gòu)合理(2)安裝方式(3)功能合理(4)系統(tǒng)的可靠性(5)機(jī)型統(tǒng)一12/18/20242:56PM8.1.3PLC的容量選擇1.I/O點(diǎn)數(shù)

通常I/O點(diǎn)數(shù)是根據(jù)被控對象的輸入、輸出信號(hào)的實(shí)際需要，再加上10%~15%的備用量來確定。2.用戶存儲(chǔ)容量

一般可按下式估算，再按實(shí)際需要留適當(dāng)?shù)挠嗔浚?0％～30％）來選擇。存儲(chǔ)容量＝開關(guān)量I/O點(diǎn)總數(shù)×10+模擬量通道數(shù)×10012/18/20242:56PM3.I/O模塊的選擇(1)開關(guān)量輸入模塊的選擇1)輸入信號(hào)的類型及電壓等級(jí)的選擇2)輸入接線方式選擇按輸入電路接線方式的不同，開關(guān)量輸入模塊可分為匯點(diǎn)式輸入和分組式輸入兩種1MI0.0I0.1I0.2┊In.n1MI0.0I0.1I0.22MI0.3I0.4圖8-2輸入的接線方式(a)匯點(diǎn)式輸入(b)分組式輸入(a)(b)12/18/20242:56PM3)注意同時(shí)接通的輸入點(diǎn)數(shù)量

對于選用高密度的輸入模塊（如32點(diǎn)、48點(diǎn)等），應(yīng)考慮該模塊同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)一般不要超過輸入點(diǎn)數(shù)的60％。(2)開關(guān)量輸出模塊的選擇1)輸出方式的選擇

開關(guān)量輸出模塊有三種輸出方式：繼電器輸出、晶閘管輸出和晶體管輸出。2)輸出接線方式的選擇

按PLC的輸出接線方式的不同，一般有分組式輸出和分隔式輸出兩種。12/18/20242:56PM圖8-3輸出的接線方式(a)分組式輸出(b)分隔式輸出12/18/20242:56PM3)輸出電流的選擇4)注意同時(shí)接通的輸出點(diǎn)數(shù)量

選擇輸出模塊時(shí)，還應(yīng)考慮能同時(shí)接通的輸出點(diǎn)數(shù)量。一般來說，同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)不要超出同一公共端輸出點(diǎn)數(shù)的60％。5)輸出的最大負(fù)載電流與負(fù)載類型、環(huán)境溫度等因素有關(guān)(3)電源模塊編程器的選擇1）電源模塊的選擇2）編程器的選擇12/18/20242:56PM8.1.4節(jié)省PLC輸入/輸出點(diǎn)數(shù)的方法1.減少輸入點(diǎn)數(shù)的方法(1)分時(shí)分組輸入圖8-4分時(shí)分組輸入

圖8-4所示為系統(tǒng)有自動(dòng)和手動(dòng)兩種工作方式?！白詣?dòng)”輸入信號(hào)S1~S8”、“手動(dòng)”輸入信號(hào)B1~B8,兩組輸入信號(hào)共用PLC輸入點(diǎn)I0.0~I0.7,用“工作方式”選擇開關(guān)SA來切換“自動(dòng)”和“手動(dòng)”信號(hào)輸入電路。SAB8B2B1S1+24VI1.0I0.0I0.1┋I0.7S2S8┋12/18/20242:56PM(2)輸入觸點(diǎn)的合并例如某負(fù)載可在多處起動(dòng)和停止，可以將三個(gè)起動(dòng)信號(hào)并聯(lián)，將三個(gè)停止信號(hào)串聯(lián)，分別送給PLC的兩個(gè)輸入點(diǎn)SB3SB2SB1I0.1I0.2PLC+24VSB4SB5SB6圖8-5輸入觸點(diǎn)合并12/18/20242:56PM(3)將信號(hào)設(shè)置在PLC之外系統(tǒng)中的某些輸入信號(hào)功能簡單、涉及面很窄，如手動(dòng)操作按鈕、電動(dòng)機(jī)過載保護(hù)的熱繼電器觸點(diǎn)等，有時(shí)就沒有必要作為PLC輸入。將它們放在外部電路中,同樣可以滿足控制要求。如圖8-6所示。圖8-6輸入信號(hào)設(shè)在PLC外部KM3KM2KM1自動(dòng)手動(dòng)FR2FR1FR3SB3SB2O0.0O0.1PLCO0.2

1LSB1~12/18/20242:56PM1.分組輸出

當(dāng)兩組負(fù)載不會(huì)同時(shí)工作，可通過外部轉(zhuǎn)換開關(guān)或通過受PLC控制的電器觸點(diǎn)進(jìn)行切換，這樣PLC的每個(gè)輸出點(diǎn)可以控制兩個(gè)不同時(shí)工作的負(fù)載。KM6KM5電源21L1Q0.0Q0.1Q0.2KM2KM1KM4KM3SA圖8-7分組輸出8.1.5減少輸出點(diǎn)數(shù)的方法12/18/20242:56PM2.矩陣輸出KM1Q0.0

Q0.1Q0.2Q0.3PLCL1Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7L2電源圖8-8矩陣輸出采用8個(gè)輸出組成4×4矩陣，可接16個(gè)輸出設(shè)備。要使某個(gè)負(fù)載接通工作，只要控制它所在的行與列對應(yīng)的輸出繼電器接通即可。這樣用8個(gè)輸出點(diǎn)就可控制16個(gè)不同控制要求的負(fù)載。12/18/20242:56PM3.并聯(lián)輸出

當(dāng)兩個(gè)通斷狀態(tài)完全相同的負(fù)載，可并聯(lián)后共用PLC的一個(gè)輸出點(diǎn)。4.負(fù)載多功能化一個(gè)負(fù)載實(shí)現(xiàn)多種用途。5.某些輸出設(shè)備可不進(jìn)PLC

系統(tǒng)中某些相對獨(dú)立、比較簡單的部分可考慮直接用繼電器電路控制。12/18/20242:56PM8.1.6PLC應(yīng)用中的若干問題1.對PLC的某些輸入信號(hào)的處理(1)如果PLC輸入設(shè)備采用兩線式傳感器（如接近開關(guān)等）時(shí)，它們的漏電流較大，可能會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤的輸入信號(hào)。為了避免這種現(xiàn)象，可在輸入端并聯(lián)旁路電阻R，如圖8-9所示。兩線式傳感器PLC輸入圖8-9

兩線式傳感器輸入的處理(2)如果PLC輸入信號(hào)由晶體管提供，則要求晶體管的截止電阻應(yīng)大于10KΩ，導(dǎo)通電阻應(yīng)小于800Ω。12/18/20242:56PM2.PLC的安全保護(hù)(1)短路保護(hù)當(dāng)PLC輸出控制的負(fù)載短路時(shí)，為了避免PLC內(nèi)部的輸出元件損壞，應(yīng)該在PLC輸出的負(fù)載回路中加裝熔斷器，進(jìn)行短路保護(hù)。(2)感性輸入/輸出的處理

PLC的輸入端和輸出端常常接有感性元件。如果是直流感性元件，應(yīng)在其兩端并聯(lián)續(xù)流二極管；如果是交流元件，應(yīng)在其兩端并聯(lián)阻容電路，從而抑制電路斷開時(shí)產(chǎn)生的電弧對PLC內(nèi)部輸入、輸出元件的影響。12/18/20242:56PM圖8-10

感性輸入/輸出的處理12/18/20242:56PM(3)PLC系統(tǒng)的接地要求

良好的接地是PLC安全可靠運(yùn)行的重要條件。PLC一般最好單獨(dú)接地，與其它設(shè)備分別使用各自的接地裝置。也可以采用公共接地，但禁止使用串聯(lián)接地方式。另外，PLC的接地線應(yīng)盡量短，使接地點(diǎn)盡量靠近PLC。同時(shí)，接地線的截面應(yīng)大于2mm2。圖8-11

PLC接地PLC其它設(shè)備其它設(shè)備PLCPLC其它設(shè)備a)分別接地b)公共接地c)串聯(lián)接地12/18/20242:56PM8.2

PLC網(wǎng)絡(luò)及通信8.2.1網(wǎng)絡(luò)概述1.聯(lián)網(wǎng)目的2.網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和通信協(xié)議(1)鏈接結(jié)構(gòu)(2)聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)

圖8-12聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖20134(a)星形結(jié)構(gòu)1342（b）總線結(jié)構(gòu)4132（c）環(huán)形結(jié)構(gòu)12/18/20242:56PM（1）星形結(jié)構(gòu)

只有一個(gè)中心節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)上其他各節(jié)點(diǎn)都分別與中心節(jié)點(diǎn)相連，通信功能由中心節(jié)點(diǎn)進(jìn)行管理，并通過中心節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。（2）總線結(jié)構(gòu)

這種結(jié)構(gòu)的所有節(jié)點(diǎn)都通過相應(yīng)硬件連接到一條無源公共總線上，任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)出的信息都可沿著總線傳輸，并被總線上其他任意節(jié)點(diǎn)接收。它的傳輸方向是從發(fā)送節(jié)點(diǎn)向兩端擴(kuò)散傳送。（3）環(huán)形結(jié)構(gòu)

環(huán)形結(jié)構(gòu)中的各節(jié)點(diǎn)通過有源接口連接在一條閉合的環(huán)形通信線路中，是點(diǎn)對點(diǎn)式結(jié)構(gòu)，即一個(gè)節(jié)點(diǎn)只能把數(shù)據(jù)傳送到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。若下一個(gè)節(jié)點(diǎn)不是數(shù)據(jù)發(fā)送的目的節(jié)點(diǎn)，則再向下傳送直到目的節(jié)點(diǎn)接收為止。12/18/20242:56PM3．網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議在通信網(wǎng)絡(luò)中，各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，各用戶主機(jī)為了進(jìn)行通信，就必須共同遵守一套事先制定的規(guī)則，稱為協(xié)議。8.2.2

通信方式

1．串行數(shù)據(jù)傳送與并行數(shù)據(jù)傳送（1）并行數(shù)據(jù)傳送（2）串行數(shù)據(jù)傳送2．異步方式與同步方式串行通信數(shù)據(jù)的傳送是一位一位分時(shí)進(jìn)行的。根據(jù)串行通信數(shù)據(jù)傳輸方式的不同可以分為異步方式和同步方式。12/18/20242:56PM（1）異步方式

異步方式又稱為起止方式。它在發(fā)送字符時(shí)，要先發(fā)送起始位，然后才是字符本身，最后是停止位。字符之后還可以加入奇偶校驗(yàn)位。異步傳送較為簡單，但要增加傳送位，將影響傳輸速率。異步傳送是靠起始位和波特率來保持同步的。PLC網(wǎng)絡(luò)多采用異步方式傳送數(shù)據(jù)。（2）同步方式

同步方式要在傳送數(shù)據(jù)的同時(shí)，也傳遞時(shí)鐘同步信號(hào)，并始終按照給定的時(shí)刻采集數(shù)據(jù)。同步方式傳遞數(shù)據(jù)雖提高了數(shù)據(jù)的傳輸速率，但對通信系統(tǒng)要求較高。12/18/20242:56PM8.2.3網(wǎng)絡(luò)配置

網(wǎng)絡(luò)配置與建立網(wǎng)絡(luò)的目的、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及通訊方式有關(guān)，但任何網(wǎng)絡(luò)，其結(jié)構(gòu)配置都包括硬件、軟件兩個(gè)方面。1．硬件配置

（1）通信接口

（2）通信介質(zhì)

2．軟件配置

要實(shí)現(xiàn)PLC的聯(lián)網(wǎng)控制，就必須遵循一些網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。不同公司的機(jī)型，通信軟件各不相同。軟件一般分為兩類，一類是系統(tǒng)編程軟件，用以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)編程，并把程序下載到PLC，且監(jiān)控PLC工作狀態(tài)。12/18/20242:56PM1．SIEMENS公司的網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)管理層計(jì)算機(jī)集合工業(yè)以太網(wǎng)（Ethernet）S7－300S7－200及遠(yuǎn)程I/OS7－200及遠(yuǎn)程I/O智能模塊AS－1總線現(xiàn)場設(shè)備現(xiàn)場設(shè)備S7－300S7－200S7－200現(xiàn)場總線多點(diǎn)MPI網(wǎng)圖8-13

SIEMENS公司S7系列PLC網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)8.3

S7-200系列CPU與計(jì)算機(jī)設(shè)備的通信8.3.1S7-200系列CPU的通信性能12/18/20242:56PM2．S7系列的通信協(xié)議（1）PPI協(xié)議PPI(Point-to-point-Interface)協(xié)議，即點(diǎn)對點(diǎn)接口，是一個(gè)主/從協(xié)議。協(xié)議規(guī)定主站向從站發(fā)出申請，從站進(jìn)行響應(yīng)。從站不能初始化信息。但當(dāng)主站發(fā)出申請或查詢時(shí)，從站才對其響應(yīng)。（2）MPI協(xié)議MPI（Multi-PointInterface）即多點(diǎn)接口，可以是主/主協(xié)議或主/從協(xié)議，協(xié)議如何操作有賴于設(shè)備的類型。12/18/20242:56PMPROFIBUS協(xié)議用于分布式I/O設(shè)備（遠(yuǎn)程I/O）的高速通信。該協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)使用RS－485標(biāo)準(zhǔn)雙絞線，適合多段、遠(yuǎn)距離通信。PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)常有一個(gè)主站和幾個(gè)I/O從站。主站初始化網(wǎng)絡(luò)并核對網(wǎng)絡(luò)上的從站設(shè)備和配置中的匹配情況。如果網(wǎng)絡(luò)中有第三個(gè)主站，則它只能訪問第一個(gè)主站的從站。（3）PROFIBUS協(xié)議（4）自由口協(xié)議在自由口模式下，主機(jī)只有在RUN方式時(shí)，用戶才可以用相關(guān)的通信指令編寫用戶控制通信口的程序。當(dāng)主機(jī)處于STOP方式時(shí)，自由口通信被禁止，通信口自動(dòng)切換到正常的PPI協(xié)議操作。12/18/20242:56PM3．通信設(shè)備

（1）通信口S7－200CPU主機(jī)上的通信口是符合歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50170中的PRO-FIBUS標(biāo)準(zhǔn)的RS－485兼容9針D型連接器。（2）網(wǎng)絡(luò)連接器

網(wǎng)絡(luò)連接器可以用來把多個(gè)設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)中。網(wǎng)絡(luò)連接器有兩種類型：一種僅提供連接到主機(jī)的接口；另一種則增加了一個(gè)編程接口。兩種連接器都有兩組螺絲端子，可以連接網(wǎng)絡(luò)的輸入和輸出。（3）通信電纜通信電纜主要有網(wǎng)絡(luò)電纜和PC/PPI電纜。12/18/20242:56PM5個(gè)DIP開關(guān)與PC/PPI通信方式如圖8-14所示。圖8-14PPI方式的CPU通信

12/18/20242:56PM（4）網(wǎng)絡(luò)中繼器

網(wǎng)絡(luò)中繼器在PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)中，可以用來延長網(wǎng)絡(luò)的距離，允許給網(wǎng)絡(luò)加入設(shè)備，并且提供一個(gè)隔離不同網(wǎng)絡(luò)段的方法。每個(gè)網(wǎng)絡(luò)中最多有9個(gè)中繼器，每個(gè)中繼器最多可再增加32個(gè)設(shè)備。（5）其他設(shè)備

除了以上設(shè)備之外，常用的還有通信處理器CP、多機(jī)接口卡（MPI卡）和EM277通信模塊等。12/18/20242:56PM8.3.2PC與S7－200CPU之間的聯(lián)網(wǎng)通信1.鏈接圖8-15利用PC/PPI電纜和幾個(gè)S7－200CPU通信2.PC/PPI網(wǎng)絡(luò)12/18/20242:56PM3．多主機(jī)網(wǎng)絡(luò)（MPI網(wǎng)絡(luò)）

圖8-16

利用MPI或CP卡和S7－200CPU通信（1）STEP7-Micro/WIN32(在0號(hào)站)可以監(jiān)視2號(hào)站的狀態(tài)，同時(shí)TD200(5號(hào)和1號(hào)站)和CPU224模塊（3號(hào)站和4號(hào)站）可以實(shí)現(xiàn)通信。12/18/20242:56PM（2）兩個(gè)CPU224模塊可以通過網(wǎng)絡(luò)指令NETR和NETW相互發(fā)送信息。（3）3號(hào)站可以從2號(hào)站（CPU222）和4號(hào)站（CPU224）讀寫數(shù)據(jù)。（4）4號(hào)站可以從2號(hào)站（CPU222）和3號(hào)站（CPU224）讀寫數(shù)據(jù)。12/18/20242:56PM8.4S7－200系列PLC自由口通信自由口模式通信是指用戶程序在自定義的協(xié)議下，通過端口0控制PLC主機(jī)與其他的帶編程口的智能設(shè)備（如打印機(jī)、條形碼閱讀器、顯示器等）進(jìn)行通信。8.4.1相關(guān)的特殊功能寄存器1．自由端口的初始化SMB30控制和設(shè)置通信端口0，如果PLC主機(jī)上有通信端口1，則用SMB130來進(jìn)行控制和設(shè)置。SMB30和SMB130的對應(yīng)數(shù)據(jù)位功能相同，每位的含義如下：PPDBBBMM12/18/20242:56PM（1）PP位：奇偶選擇00和10表示無奇偶校驗(yàn)；01表示奇校驗(yàn)；11表示偶校驗(yàn)。（2）D位：有效位數(shù)0表示每個(gè)字符有效數(shù)據(jù)位為8位；1表示每個(gè)字符有效數(shù)據(jù)位為7位。（3）BBB位：自由口波特率000表示38.4kb/s；001表示19.2kb/s；010表示9.6kb/s；011表示4.8kb/s；100表示2.4kb/s；101表示1.2kb/s；110表示600b/s；111表示300b/s。（4）MM位：協(xié)議選擇00表示點(diǎn)到點(diǎn)接口PPI協(xié)議從站模式；01表示自由口協(xié)議；10表示點(diǎn)到點(diǎn)接口PPI協(xié)議主站模式；11表示保留（默認(rèn)設(shè)置為PPI從站模式）。12/18/20242:56PM2．特殊標(biāo)志位及中斷事件（1）特殊標(biāo)志位SM4.5和SM4.6分別表示口0和口1處于發(fā)送空閑狀態(tài)。（2）中斷事件

字符接收中斷：中斷事件8（端口0）和25（端口1）；發(fā)送完成中斷：中斷事件9（端口0）和26（端口1）；接收完成中斷：中斷事件23（端口0）和24（端口1）。3．特殊存儲(chǔ)器字節(jié)

接收信息時(shí)用到一系列特殊功能存儲(chǔ)器。端口0用SMB86到SMB94；端口1用SMB186到SMB194。

12/18/20242:56PM（1）接收信息狀態(tài)字節(jié)狀態(tài)字節(jié)SMB86和SMB186的位數(shù)據(jù)含義：NRE00TCPN=1表示用戶通過禁止命令結(jié)束接收信息操作。R=1表示因輸入?yún)?shù)錯(cuò)誤或缺少起始結(jié)束條件引起的接收信息結(jié)束。E=1表示接收到字符。T=1表示超時(shí)，接收信息結(jié)束。C=1表示字符數(shù)超長，接收信息結(jié)束。P=1表示奇偶校驗(yàn)錯(cuò)誤，接收信息結(jié)束。12/18/20242:56PM（2）接收信息控制字節(jié)接收信息控制字節(jié)SMB97和SMB187主要用于定義和識(shí)別信息的判據(jù)，各數(shù)據(jù)位的含義：ENSCECILC/MTMRBK0EN表示接收允許。＝0，禁止接收信息；＝1，允許接收信息。SC表示是否使用SMB88或SMB188的值檢測起始信息。＝0忽略；＝1，使用。EC表示是否使用SMB89或SMB189的值檢測結(jié)束信息。＝0忽略；＝1，使用。IL表示是否使用SMB90或SMB190的值檢測空閑信息。＝0忽略；＝1，使用。12/18/20242:56PMC/M表示定時(shí)器定時(shí)性質(zhì)。＝0，內(nèi)部字符定時(shí)器；＝1，信息定時(shí)器。TMR表示是否使用SMB92或SMB192的值終止接收。＝0忽略；＝1，使用。BK表示是否使用中斷條件來檢測起始信息。＝0忽略；＝1，使用。

通過對接收控制字節(jié)各個(gè)位的設(shè)置，可以實(shí)現(xiàn)多種形式的自由口接收通信。12/18/20242:56PM8.4.2自由口發(fā)送接收指令

LABSTL功能描述XMTTABLE，PORT發(fā)送指令XMT，輸入使能端有效時(shí)，激活發(fā)送的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)（TABLE）中的數(shù)據(jù)。通過通信端口PORT將緩沖區(qū)（TABLE）的數(shù)據(jù)發(fā)送出去RCVTABLE，PORT接收指令RCV，輸入使能端有效時(shí)，激活初始化或結(jié)束接受信息服務(wù)。通過指定端口（PORT）接受從遠(yuǎn)程設(shè)備上傳送來的數(shù)據(jù)，并放到緩沖區(qū)（TABLE）????????XMTENENOTBLPORT????????RVCENENOTBLPORT表8-2自由口發(fā)送接收指令的指令格式12/18/20242:56PM自由口發(fā)送接收指令說明如下:①XMT、RCV指令只有在CPU處于RUN模式時(shí),才允許進(jìn)行自由端口通信。②操作數(shù)類型。TABLE:VB,IB,QB,MB,SMB,*VD,*AC,SBPODRT:0,1③數(shù)據(jù)緩沖區(qū)TABLE的第1個(gè)數(shù)據(jù)指明了要發(fā)送/接收的字節(jié)數(shù),從第2個(gè)數(shù)據(jù)開始是要發(fā)送/接收的內(nèi)容.④XMT指令可以發(fā)送1個(gè)或多個(gè)字符,最多有255個(gè)字符緩沖區(qū).通過向SMB30(端口0)或SMB130(端口1)的協(xié)議選擇區(qū)置1,可以允許自由端口模式。當(dāng)處于自由端口模式,不能與可編程設(shè)備通信。當(dāng)CPU處于停止模式時(shí),自由端口模式被禁止,通信端口恢復(fù)正常PPI模式，此時(shí)可以與可編程設(shè)備通信。⑤RCV指令可以接收1個(gè)或多個(gè)字符，最多有255個(gè)字符。在接收任務(wù)完成后產(chǎn)生中斷事件23（對端口0）或事件24（對端口1）。如果有1個(gè)中斷服務(wù)程序連接到接收完成事件上，則可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的操作。12/18/20242:56PM8.4.3自由口發(fā)送與接收應(yīng)用舉例1.控制要求

在自由端口通信模式下，實(shí)現(xiàn)1臺(tái)本地PLC（CPU226）與1臺(tái)遠(yuǎn)程PLC（CPU226）之間的數(shù)據(jù)通信。本地PLC接收遠(yuǎn)程PLC20個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，接收完成后，信息再次發(fā)回對方。2.硬件要求2臺(tái)CPU226；網(wǎng)絡(luò)連接器2個(gè)，其中1個(gè)帶編程口；網(wǎng)絡(luò)線2根，其中1根PPI電纜。3.參數(shù)設(shè)置

CPU226通信口設(shè)置為自由端口通信模式。通信協(xié)議為比特率為9.6

kbit/s，無奇偶校驗(yàn)，每字符8位。接收和發(fā)送用1個(gè)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，首地址為VB200。12/18/20242:56PM4.程序

程序包括主程序、中斷程序，主程序如圖8-17（a）所示。實(shí)現(xiàn)的功能是初始化通信口為自由口端模式，建立數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，建立中斷聯(lián)系，并允許全局中斷。

中斷程序INT-0，當(dāng)接收完成后，啟動(dòng)發(fā)送命令，將信息發(fā)回對方，梯形圖如圖8-17（b）所示。

中斷程序INT-1，當(dāng)發(fā)回對方的信息結(jié)束時(shí)，顯示任務(wù)完成，通信結(jié)束，梯形圖如圖8-17（c）所示。12/18/20242:56PM圖8-17

自由口通信的主程序、中斷程序12/18/20242:56PM8.4.4網(wǎng)絡(luò)通信運(yùn)行1.

控制寄存器和傳送數(shù)據(jù)表(1)控制寄存器

將特殊標(biāo)志寄存器中的SMB30和SMB130中的內(nèi)容設(shè)置為(2)16，則可將S7－200CPU設(shè)置為點(diǎn)到點(diǎn)接口PPI協(xié)議主站模式。(2)傳遞數(shù)據(jù)表的格式及定義

執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)讀寫指令時(shí)，PPI主站與從站之間的數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)表的格式傳送。數(shù)據(jù)表的格式如圖8-18所示。12/18/20242:56PM圖8-18

網(wǎng)絡(luò)讀寫數(shù)據(jù)表12/18/20242:56PM2.

網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行指令

西門子公司S7-200系列CPU的網(wǎng)絡(luò)指令有2條，分別是網(wǎng)絡(luò)讀（NETR指令和網(wǎng)絡(luò)寫（NETW）指令，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行指令的格式如表8-4所示。表8-4

網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的指令格式LABSTL功能描述NETRTABLE，PORT網(wǎng)絡(luò)讀?。∟ETR）指令，在使能端輸入有效時(shí)，指令初始化操作，并通過端口PORT從遠(yuǎn)程設(shè)備接收數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)表NETWTABLE，PORT網(wǎng)絡(luò)寫入（NETW）指令，在使能端輸入有效時(shí)，指令初始化通信操作，并通過指定端口PORT將數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程設(shè)備12/18/20242:56PM3.

網(wǎng)絡(luò)讀/寫指令舉例(1)系統(tǒng)功能描述

如圖8-19所示，某產(chǎn)品自動(dòng)裝箱生產(chǎn)線將產(chǎn)品送到4臺(tái)包裝機(jī)中的某一臺(tái)上，包裝機(jī)把每10個(gè)產(chǎn)品裝到1個(gè)紙箱中，1個(gè)分流機(jī)控制著產(chǎn)品流向各個(gè)包裝機(jī)（4個(gè)）。CPU221模塊用于控制打包機(jī)。1個(gè)CPU222模塊安裝了TD200文本顯示器，用來控制分流機(jī)。圖8-19

某產(chǎn)品自動(dòng)裝箱生產(chǎn)線控制結(jié)構(gòu)圖12/18/20242:56PM(2)操作控制要求

網(wǎng)絡(luò)站6要讀寫4個(gè)遠(yuǎn)程站（站2、站3、站4、站5）的狀態(tài)字和計(jì)數(shù)值。CPU222通信端口號(hào)為0。從VB200開始設(shè)置接收和發(fā)送緩沖區(qū)。接收緩沖區(qū)從VB200開始，發(fā)送緩沖區(qū)從VB300開始，具體分區(qū)如表8-5所示。表8-5

接收、發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)劃分表VB200接收緩沖區(qū)（站2）VB300發(fā)送緩沖區(qū)（站2）VB210接收緩沖區(qū)（站3）VB310發(fā)送緩沖區(qū)（站3）VB221接收緩沖區(qū)（站4）VB320發(fā)送緩沖區(qū)（站4）VB230接收緩沖區(qū)（站5）VB330發(fā)送緩沖區(qū)（站5）12/18/20242:56PM

CPU222用NETR指令連續(xù)地讀取每個(gè)打包機(jī)的控制和狀態(tài)信息。每當(dāng)某個(gè)打包機(jī)裝完100箱，分流機(jī)（CPU222）會(huì)注意到這個(gè)事件，并用NETW指令發(fā)送1條信息清除狀態(tài)字。

下面以站2打包機(jī)為例，編制其對單個(gè)打包機(jī)需要讀取的控制字節(jié)、包裝完的箱數(shù)和復(fù)位包裝完的箱數(shù)的管理程序。分流機(jī)CPU222與站2打包機(jī)進(jìn)行通信的接收/發(fā)送緩沖區(qū)劃分如表8-6所示。12/18/20242:56PM4.

程序程序包括主程序、中斷程序，主程序如圖8-17（a）所示。

實(shí)現(xiàn)的功能是初始化通信口為自由口端模式，建立數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，建立中斷聯(lián)系，并允許全局中斷。

中斷程序INT-0，當(dāng)接收完成后，啟動(dòng)發(fā)送命令，將信息發(fā)回對方，梯形圖如圖8-17（b）所示。

中斷程序INT-1，當(dāng)發(fā)回對方的信息結(jié)束時(shí)，顯示任務(wù)完成，通信結(jié)束，梯形圖如圖8-17（c）所示12/18/20242:56PM圖8-17

自由口通信的主程序、中斷程序12/18/20242:56PM8.4.4網(wǎng)絡(luò)通信運(yùn)行1.控制寄存器和傳送數(shù)據(jù)表(1)控制寄存器將特殊標(biāo)志寄存器中的SMB30和SMB130中的內(nèi)容設(shè)置為（2）16，則可將S7－200CPU設(shè)置為點(diǎn)到點(diǎn)接口PPI協(xié)議主站模式。(2)傳遞數(shù)據(jù)表的格式及定義執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)讀寫指令時(shí)，PPI主站與從站之間的數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)表的格式傳送。12/18/20242:56PM圖8-18網(wǎng)絡(luò)讀寫數(shù)據(jù)表D表示操作是否完成，D=1表示完成，D=0表示末完成；A表示操作是否排隊(duì)，A=1表示排隊(duì)有效，A=0表示排隊(duì)無效；E表示操作返回是否有錯(cuò)誤，E=1表示有錯(cuò)誤，E=0表示無誤。E1、E2、E3、E4錯(cuò)誤編碼，執(zhí)行指令后E=1時(shí)，則由這4位返回一個(gè)錯(cuò)誤碼。12/18/20242:56PM2.

網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行指令12/18/20242:56PM3.

網(wǎng)絡(luò)讀/寫指令舉例(1)系統(tǒng)功能描述

如圖8-19所示，某產(chǎn)品自動(dòng)裝箱生產(chǎn)線將產(chǎn)品送到4臺(tái)包裝機(jī)中的某一臺(tái)上，包裝機(jī)把每10個(gè)產(chǎn)品裝到1個(gè)紙箱中，1個(gè)分流機(jī)控制著產(chǎn)品流向各個(gè)包裝機(jī)（4個(gè)）。CPU221模塊用于控制打包機(jī)。1個(gè)CPU222模塊安裝了TD200文本顯示器，用來控制分流機(jī)。圖8-19

某產(chǎn)品自動(dòng)裝箱生產(chǎn)線控制結(jié)構(gòu)圖12/18/20242:56PM(2)操作控制要求

網(wǎng)絡(luò)站6要讀寫4個(gè)遠(yuǎn)程站（站2、站3、站4、站5）的狀態(tài)字和計(jì)數(shù)值。CPU222通信端口號(hào)為0。從VB200開始設(shè)置接收和發(fā)送緩沖區(qū)。接收緩沖區(qū)從VB200開始，發(fā)送緩沖區(qū)從VB300開始，具體分區(qū)如表8-5所示。表8-5

接收、發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)劃分表VB200接收緩沖區(qū)（站2）VB300發(fā)送緩沖區(qū)（站2）VB210接收緩沖區(qū)（站3）VB310發(fā)送緩沖區(qū)（站3）VB221接收緩沖區(qū)（站4）VB320發(fā)送緩沖區(qū)（站4）VB230接收緩沖區(qū)（站5）VB330發(fā)送緩沖區(qū)（站5）12/18/20242:56PM

CPU222用NETR指令連續(xù)地讀取每個(gè)打包機(jī)的控制和狀態(tài)信息。每當(dāng)某個(gè)打包機(jī)裝完100箱，分流機(jī)（CPU222）會(huì)注意到這個(gè)事件，并用NETW指令發(fā)送1條信息清除狀態(tài)字。

下面以站2打包機(jī)為例，編制其對單個(gè)打包機(jī)需要讀取的控制字節(jié)、包裝完的箱數(shù)和復(fù)位包裝完的箱數(shù)的管理程序。分流機(jī)CPU222與站2打包機(jī)進(jìn)行通信的接收/發(fā)送緩沖區(qū)劃分如表8-6所示。12/18/20242:56PM表8-6

站2打包機(jī)通信用數(shù)據(jù)緩沖區(qū)劃分VB200狀態(tài)字VB305VB300狀態(tài)字VB201遠(yuǎn)程站地址VB301遠(yuǎn)程站地址VB202指向遠(yuǎn)程站（＆VB100）的數(shù)據(jù)區(qū)指針VB302指向遠(yuǎn)程站（＆VB100）的數(shù)據(jù)區(qū)指針VB203VB204VB205VB206數(shù)據(jù)長度=3BVB306數(shù)據(jù)長度=2BVB207控制字節(jié)VB3070VB208狀態(tài)（最高有效字節(jié)）VB3080VB209狀態(tài)（最低有效字節(jié)）12/18/20242:56PM網(wǎng)絡(luò)站6通過網(wǎng)絡(luò)讀寫指令管理站2的程序及其注釋，如圖8-20所示。(3)程序清單及注釋12/18/20242:56PM8.5S7-200CPU的PROFIBUS-DP通信8.5.1PROFIBUS組成

PROFIBUS是目前最通用的現(xiàn)場總線之一。它依靠生產(chǎn)廠家開放式的現(xiàn)場總線，使各種自動(dòng)化設(shè)備均可通過同樣的接口交換信息，因此得到了廣泛的應(yīng)用。PROFIBUS已成為德國國家標(biāo)準(zhǔn)DIN19245和歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50170。

PROFIBUS協(xié)議定義了各種數(shù)據(jù)設(shè)備連接的串行現(xiàn)場總線技術(shù)各功能特性，這些數(shù)據(jù)設(shè)備可以從底層（如傳感器、執(zhí)行電器）到中間層（車間）廣泛分布。

PROFIBUS連接的系統(tǒng)由主站和從站組成，主站能控制總線，當(dāng)主站得到總線控制權(quán)時(shí)可以主動(dòng)發(fā)送信息。從站為簡單的外圍設(shè)備，典型的從站為傳感器、執(zhí)行電器、變頻器等。它們沒有總線控制權(quán)，僅對接收到的信息給予回答。12/18/20242:56PM8.5.2PROFIBUS-DP的標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議

PROFIBUS-DP是歐洲EN50170和國家標(biāo)準(zhǔn)IEC61158定義的一種遠(yuǎn)程I/O通信協(xié)議。該協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)使用用RS-485標(biāo)準(zhǔn)雙絞線進(jìn)行遠(yuǎn)距離高速通信。PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)通常有1個(gè)主站和幾個(gè)I/O從站。1個(gè)DP主站組態(tài)應(yīng)包含地址，從站類型以及從站所需要的任何參數(shù)賦值信息，還應(yīng)告訴主站由從站讀入的數(shù)據(jù)應(yīng)放置在何處，以及從何處獲得寫入從站的數(shù)據(jù)。DP主站通過網(wǎng)絡(luò)，初始化其他DP從站。主站從從站那里讀出有關(guān)診斷信息，并驗(yàn)證DP從站已經(jīng)接收參數(shù)和I/O配置。然后主站開始與從站交換I/O數(shù)據(jù)。每次對從站的事務(wù)處理為寫輸出和讀輸入。這種數(shù)據(jù)交換方式無限期地繼續(xù)下去。如果有1個(gè)例外事件，從站會(huì)通知主站，然后主站從從站那里讀出診斷信息。12/18/20242:56