可編程控制器原理及應(yīng)用（第2版）課件：s7-200的通信與網(wǎng)絡(luò)

s7-200的通信與網(wǎng)絡(luò)本章要點

通信基本概念和術(shù)語

S7-200PLC通信部件的介紹

S7-200PLC通信協(xié)議與通信

S7-200PLC通信實例8.1

通信的基本知識

8.1.1基本概念和術(shù)語1.并行傳輸與串行傳輸2.異步傳輸和同步傳輸3.信號的調(diào)制和解調(diào)4.傳輸速率5.信息交互方式1.并行傳輸與串行傳輸

并行傳輸：通信中同時傳送構(gòu)成一個字或字節(jié)的多位二進制數(shù)據(jù)。串行傳輸：通信中構(gòu)成一個字或字節(jié)的多位二進制數(shù)據(jù)是一位一位被傳送的。特點：（1）串行傳輸?shù)膫鬏斔俣嚷?，但傳輸線的數(shù)量少，成本比并行傳輸?shù)?，故常用于遠距離傳輸且速度要求不高的場合，如計算機與可編程控制器間的通信、計算機USB口與外圍設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送。（2）并行傳輸?shù)乃俣瓤?，但傳輸線的數(shù)量多，成本比高，故常用于近距離傳輸?shù)膱龊?，如計算機內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸、計算機與打印機的數(shù)據(jù)傳輸。3.信號的調(diào)制和解調(diào)

調(diào)制：就是發(fā)送端將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成適合傳輸線傳送的模擬信號，完成此任務(wù)的設(shè)備叫調(diào)制器。解調(diào)：接收端將收到的模擬信號還原為數(shù)字信號的過程稱為解調(diào)，完成此任務(wù)的設(shè)備叫解調(diào)器。調(diào)制解調(diào)器：實際上一個設(shè)備工作起來既需要調(diào)制，又需要解調(diào)，將調(diào)制、解調(diào)功能由一個設(shè)備完成，稱此設(shè)備為調(diào)制解調(diào)器。當進行遠程數(shù)據(jù)傳輸時，可以將可編程控制器的PC/PPI電纜與調(diào)制解調(diào)器進行連接以增加數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x。4.傳輸速率

傳輸速率：是指單位時間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒘?，它是衡量系統(tǒng)傳輸性能的主要指標，常用波特率(BaudRate)表示。波特率是指每秒傳輸二進制數(shù)據(jù)的位數(shù)，單位是bit/s。常用的波特率有185000bit/s、19200bit/s、9600bit/s、4800bit/s、2400bit/s、1200bit/s等。例如，1200bit/s的傳輸速率，每個字符格式規(guī)定包含10個數(shù)據(jù)位（起始位、停止位、數(shù)據(jù)位），信號每秒傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為1200/10=120（字符/秒）。5.信息交互方式

單工通信是指信息始終保持一個方向傳輸，而不能進行反向傳輸。如無線電廣播、電視廣播等就屬于這種類型。半雙工通信是指數(shù)據(jù)流可以在兩個方向上流動，但同一時刻只限于一個方向流動，又稱雙向交替通信。全雙工通信方式是指通信雙方能夠同時進行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。8.1.2差錯控制

1.糾錯編碼糾錯編碼的方法是在有效信息的基礎(chǔ)上附加一定的冗余信息位，利用二進制位組合來監(jiān)督數(shù)據(jù)碼的傳輸情況。（1）奇偶檢驗碼。奇偶檢驗碼是在信息碼組之后加一位監(jiān)督碼，即奇偶檢驗位。奇偶檢驗碼有奇檢驗碼、偶檢驗碼兩種。奇檢驗碼的方法是信息位和檢驗位中1的個數(shù)為奇數(shù)。偶檢驗碼的方法是信息位和檢驗位中1的個數(shù)為偶數(shù)。例如，一信息碼為35H，其中1的個數(shù)為偶數(shù)，那么如果是奇檢驗，檢驗位應(yīng)為1。如果是偶檢驗，那么檢驗位應(yīng)為0。（2）循環(huán)檢驗碼。循環(huán)檢驗碼不象奇偶檢驗碼一個字符校驗一次，而是一個數(shù)據(jù)塊校驗一次。在同步通信中幾乎都使用這種方法。循環(huán)檢驗碼的基本思想是利用線性編碼理論，在發(fā)送端根據(jù)要發(fā)送二進制碼序列，以一定的規(guī)則產(chǎn)生一個監(jiān)督碼，附加在信息之后，構(gòu)成一新的二進制碼序列發(fā)送出去。在接收端，則根據(jù)信息碼和監(jiān)督碼之間遵循的規(guī)則進行檢驗，確定傳送中是否有錯。2.糾錯控制方法（1）自動重發(fā)請求。自動重發(fā)請求中，發(fā)送端對發(fā)送序列進行糾錯編碼，可以檢測出錯誤的校驗序列。接收端根據(jù)校驗序列的編碼規(guī)則判斷是否出錯，并將結(jié)果傳給發(fā)送端。若有錯，接收端拒收，同時通知發(fā)送端重發(fā)。（2）向前糾錯方式。向前糾錯方式就是發(fā)送端對發(fā)送序列進行糾錯編碼，接收端收到此碼后，進行譯碼。譯碼不僅可以檢測出是否有錯誤，而且根據(jù)譯碼自動糾錯。（3）混合糾錯方式?；旌霞m錯方式是上兩種方法的結(jié)合。接收端有一定的判斷是否出錯和糾錯的能力，如果錯誤超出了接收端的糾錯的能力，再命令發(fā)送端重發(fā)。8.1.3傳輸介質(zhì)

1.雙絞線

2.同軸電纜3.光纖（又稱光導(dǎo)纖維或光纜）1.雙絞線

一對相互絕緣的線螺旋形式絞合在一起就構(gòu)成了雙絞線，兩根線一起作為一條通信電路使用，兩根線螺旋排列的目的是為了使各線對之間的電磁干擾減小到最小。而通常人們將幾對雙絞線包裝在一層塑料保護套中，如兩對或四對雙絞線構(gòu)成產(chǎn)品的稱為非屏蔽雙絞線，在外塑料層下增加一屏蔽層的稱為屏蔽雙絞線。雙絞線的螺旋型的絞和僅僅解決了相鄰絕緣線對之間的電磁干擾，但對外界的電磁干擾還是比較敏感的，同時信號會向外輻射，有被竊取的可能。2.同軸電纜同軸電纜是從內(nèi)到外依次由內(nèi)導(dǎo)體（芯線）、絕緣線、屏蔽層銅線網(wǎng)及外保護層的結(jié)構(gòu)制造的。由于從橫截面看這四層構(gòu)成了4個同心圓，故而得名。同軸電纜外面加了一層屏蔽銅絲網(wǎng)，是為了防止外界的電磁干擾而設(shè)計的，因此它比雙絞線的抗外界電磁干擾能力要強。3.光纖（又稱光導(dǎo)纖維或光纜）光纖常應(yīng)用在遠距離快速地傳輸大量信息中，它是由石英玻璃經(jīng)特殊工藝拉成細絲來傳輸光信號的介質(zhì)，這種細絲的直徑比頭發(fā)絲還要細，一般直徑在8~9μm（單模光纖）及50/62.5μm（多模光纖，50μm為歐洲標準，62.5μm為美國標準），但它能傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量卻是巨大的。光纖是以光脈沖的形式傳輸信號的，它具有的優(yōu)點如下：（1）所傳輸?shù)氖菙?shù)字的光脈沖信號，不會受電磁干擾，不怕雷擊，不易被竊聽；（2）數(shù)據(jù)傳輸安全性好；（3）傳輸距離長，且?guī)拰?，傳輸速度快。缺點：光纖系統(tǒng)設(shè)備價格昂貴，光纖的連接與連接頭的制作需要專門工具和專門培訓(xùn)的人員。8.1.4串行通信接口標準

1.RS-232C計算機上配有RS-232C接口，它使用一個25針的連接器。PLC一般使用9腳連接器，距離較近時，3腳也可以完成。如圖所示為3針連接器與PLC的連接圖。TD發(fā)送數(shù)據(jù)：串行數(shù)據(jù)的發(fā)送端。RD接收數(shù)據(jù)：串行數(shù)據(jù)的接收端。GND信號地：它為所有的信號提供一個公共的參考電平，為0V電壓。2.RS-232C的不足232C既是一種協(xié)議標準，又是一種電氣標準，它采用單端的、雙極性電源電路，可用于最遠距離為15m、最高速率達20kbit/s的串行異步通信。232C仍有一些不足之處，主要表現(xiàn)在：（1）傳輸速率不夠快。232C標準規(guī)定最高速率為20kbit/s，盡管能滿足異步通信要求，但不能適應(yīng)高速的同步通信。（2）傳輸距離不夠遠。232C標準規(guī)定各裝置之間電纜長度不超過15m。實際上，RS-232C能夠?qū)崿F(xiàn)30m或60m的傳輸，但在使用前，一定要先測試信號的質(zhì)量，以保證數(shù)據(jù)的正確傳輸。（3）RS-232C接口采用不平衡的發(fā)送器和接收器，每個信號只有一根導(dǎo)線，兩個傳輸方向僅有一個信號線──地線，因而，電氣性能不佳，容易在信號間產(chǎn)生干擾。3.RS-485RS-485為半雙工，不能同時發(fā)送和接收信號。目前，工業(yè)環(huán)境中廣泛應(yīng)用RS-422、RS-485接口。S7-200系列PLC內(nèi)部集成的PPI接口的物理特性為RS-485串行接口，可以用雙絞線組成串行通信網(wǎng)絡(luò)，不僅可以與計算機的RS-232C接口互聯(lián)通信，而且可以構(gòu)成分布式系統(tǒng)，系統(tǒng)中最多可有32個站，新的接口部件允許連接128個站。8.2工業(yè)局域網(wǎng)基礎(chǔ)

8.2.1局域網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)中的通信線路和節(jié)點間的幾何連接結(jié)構(gòu)，表示了網(wǎng)絡(luò)的整體結(jié)構(gòu)外貌。網(wǎng)絡(luò)中通過傳輸線連接的點稱為節(jié)點或站點。拓撲結(jié)構(gòu)反映了各個站點間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，對整個網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計、功能、可靠性和成本都有影響。常見的有星形網(wǎng)絡(luò)、環(huán)形網(wǎng)絡(luò)、總線形網(wǎng)絡(luò)3種拓撲結(jié)構(gòu)形式。星形網(wǎng)絡(luò)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)總線形網(wǎng)絡(luò)1.星形網(wǎng)絡(luò)星形拓撲結(jié)構(gòu)是以中央節(jié)點為中心與各節(jié)點連接組成的，網(wǎng)絡(luò)中任何兩個節(jié)點要進行通信都必須經(jīng)過中央節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)。星形網(wǎng)絡(luò)的特點是：結(jié)構(gòu)簡單，便于管理控制，建網(wǎng)容易，網(wǎng)絡(luò)延遲時間短，誤碼率較低，便于程序集中開發(fā)和資源共享。但系統(tǒng)花費大，網(wǎng)絡(luò)共享能力差，負責通信協(xié)調(diào)工作的上位計算機負荷大，通信線路利用率不高，且系統(tǒng)可靠性不高，對上位計算機的依賴性也很強，一旦上位機發(fā)生故障，整個網(wǎng)絡(luò)通信就停止。在小系統(tǒng)、通信不頻繁的場合可以應(yīng)用。星形網(wǎng)絡(luò)常用雙絞線作為傳輸介質(zhì)。上位計算機（也稱主機、監(jiān)控計算機、中央處理機）通過點到點的方式與各現(xiàn)場處理機（也稱從機）進行通信，就是一種星形結(jié)構(gòu)。各現(xiàn)場機之間不能直接通信，若要進行相互間數(shù)據(jù)傳輸，就必須通過中央節(jié)點的上位計算機協(xié)調(diào)。2.環(huán)形網(wǎng)絡(luò)環(huán)形網(wǎng)中，各個節(jié)點通過環(huán)路通信接口或適配器，連接在一條首尾相連的閉合環(huán)型通信線路上，環(huán)路上任何節(jié)點均可以請求發(fā)送信息。請求一旦被批準，便可以向環(huán)路發(fā)送信息。環(huán)形網(wǎng)中的數(shù)據(jù)主要是單向傳輸，也可以是雙向傳輸。由于環(huán)線是公用的，一個節(jié)點發(fā)出的信息可能穿越環(huán)中多個節(jié)點，信息才能到達目的地址，如果某個節(jié)點出現(xiàn)故障，信息不能繼續(xù)傳向環(huán)路的下一個節(jié)點，應(yīng)設(shè)置自動旁路。環(huán)形網(wǎng)具有容易掛接或摘除節(jié)點，安裝費用低，結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點；由于在環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)信息在網(wǎng)中是沿固定方向流動的，節(jié)點之間僅有一個通路，大大簡化了路徑選擇控制；某個節(jié)點發(fā)生故障時，可以自動旁路，提高系統(tǒng)的可靠性。所以工業(yè)上的信息處理和自動化系統(tǒng)常采用環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)。但節(jié)點過多時，會影響傳輸效率，整個網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)時間變長。3.總線形網(wǎng)絡(luò)利用總線把所有的節(jié)點連接起來，這些節(jié)點共享總線，對總線有同等的訪問權(quán)?？偩€形網(wǎng)絡(luò)由于采用廣播方式傳輸數(shù)據(jù)，任何一個節(jié)點發(fā)出的信息經(jīng)過通信接口（或適配器）后，沿總線向相反的兩個方向傳輸，因此可以使所有節(jié)點接收到，各節(jié)點將目的地址是本站站號的信息接收下來。這樣就無需進行集中控制和路徑選擇，在總線形網(wǎng)絡(luò)中，所有節(jié)點共享一條通信傳輸鏈路，因此，在同一時刻，網(wǎng)絡(luò)上只允許一個節(jié)點發(fā)送信息。一旦兩個或兩個以上節(jié)點同時發(fā)送信息就會發(fā)生沖突，應(yīng)采用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議控制沖突。這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單靈活，容易掛接或摘除節(jié)點，節(jié)點間可直接通信，速度快，延時小可靠性高。8.2.2網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和體系結(jié)構(gòu)

1.通信協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，為確保數(shù)據(jù)通信雙方能正確而自動地進行通信，應(yīng)針對通信過程中的各種問題，制定一整套的約定，這就是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的通信協(xié)議，又稱網(wǎng)絡(luò)通信規(guī)程。通信協(xié)議就是一組約定的集合，是一套語義和語法規(guī)則，用來規(guī)定有關(guān)功能部件在通信過程中的操作。通常通信協(xié)議必備的兩種功能是通信和信息傳輸，包括了識別和同步、錯誤檢測和修正等。2.體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)通常包括網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)組織結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)配置。比較復(fù)雜的PLC控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)，常將其分解成一個個相對獨立、又有一定的聯(lián)系層面。這樣就可以將網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行分層，各層執(zhí)行各自承擔的任務(wù)，層與層可以設(shè)有接口。層次的設(shè)計結(jié)構(gòu)是目前人們常用的設(shè)計方法。網(wǎng)絡(luò)組織結(jié)構(gòu)指的是從網(wǎng)絡(luò)的物理實現(xiàn)方面來描述網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)配置指的是從網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用來描述網(wǎng)絡(luò)的布局、硬件、軟件等；網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是指從功能上來描述網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，至于體系結(jié)構(gòu)中所確定的功能怎樣實現(xiàn)，有待網(wǎng)絡(luò)生產(chǎn)廠家來解決。8.2.3現(xiàn)場總線現(xiàn)場總線(FieldBus)的產(chǎn)生將分散于現(xiàn)場的各種設(shè)備連接了起來，并有效實施了對設(shè)備的監(jiān)控。它是一種可靠、快速、能經(jīng)受工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境、低廉的通信總線。按照國際電工委員會IEC61158的定義，現(xiàn)場總線是“安裝在過程區(qū)域的現(xiàn)場設(shè)備、儀表與控制室內(nèi)的自動控制裝置系統(tǒng)之間的一種串行、數(shù)字式、多點通信的數(shù)據(jù)總線。”也就是說基于現(xiàn)場總線的系統(tǒng)是以單個分散的、數(shù)字化、智能化的測量和控制設(shè)備作為網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點，用總線相連，實現(xiàn)信息的相互交換，使得不同網(wǎng)絡(luò)、不同現(xiàn)場設(shè)備之間可以信息共享?，F(xiàn)場設(shè)備的各種運行參數(shù)、狀態(tài)信息及故障信息等通過總線傳輸?shù)竭h離現(xiàn)場的控制中心，而控制中心又可以將各種控制、維護、組態(tài)命令又送往相關(guān)的設(shè)備，從而建立起具有自動控制功能的網(wǎng)絡(luò)。通常將這種位于網(wǎng)絡(luò)底層的自動化及信息集成的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)稱之為現(xiàn)場總線系統(tǒng)（FieldBus）。西門子通信網(wǎng)絡(luò)的中間層為現(xiàn)場總線，用于車間級和現(xiàn)場級的國際標準，傳輸速率最大為12Mbit/s，響應(yīng)時間的典型值為1ms，使用屏蔽雙絞線電纜（最長9.6km）或光纜（最長90km），最多可接127個從站。8.3S7-200通信部件介紹

通信口PC/PPI電纜通信卡S7-200通信擴展模塊等8.3.1通信端口

S7-200系列PLC內(nèi)部集成的PPI接口的物理特性為RS-485串行接口，為9針D型，該端口也符合歐洲標準EN50170中PROFIBUS標準。S7-200CPU上的通信口外形如圖所示。表S7-200通信口各引腳名稱引腳名稱端口0/端口11屏蔽機殼地224V返回邏輯地3RS-485信號BRS-485信號B4發(fā)送申請RTS（TTL）55V返回邏輯地6+5V+5V，100Ω串聯(lián)電阻7+24V+24V8RS-485信號ARS-485信號A9不用10位協(xié)議選擇（輸入）連接器外殼屏蔽機殼接地8.3.2PC/PPI電纜

用計算機編程時，一般用PC/PPI（個人計算機/點對點接口）電纜連接計算機與可編程序控制器，這是一種低成本的通信方式。PC／PPI電纜外型如圖所示。1.PC/PPI電纜的連接

將PC/PPI電纜有“PC”的RS-232端連接到計算機的RS-232通信接口，標有“PPI”的RS-485端連接到PLC的CPU模塊的通信口，擰緊兩邊螺絲即可。PC/PPI電纜上的DIP開關(guān)選擇的波特率（見表）應(yīng)與編程軟件中設(shè)置的波特率一致。初學(xué)者可選通信速率的默認值9600bps。4號開關(guān)為1，選擇10位模式，4號開關(guān)為0就是11位模式，5號開關(guān)為0，選擇RS-232口設(shè)置為數(shù)據(jù)通信設(shè)備（DCE）模式，5號開關(guān)為1，選擇RS-232口設(shè)置為數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）模式。未用調(diào)制解調(diào)器時4號開關(guān)和5號開關(guān)均應(yīng)設(shè)為0。表

開關(guān)設(shè)置與波特率的關(guān)系開關(guān)1、2、3傳輸速率（b/s）轉(zhuǎn)換時間000384000.5001192001010960020114800410024007101120014110600282.PC/PPI電纜通信設(shè)置

在STEP7-Micro/WIN32的指令樹中單擊“通信”圖標，或從菜單中選擇“檢視→通信”選項，通信設(shè)置對話框

在對話框中雙擊“PC/PPI”電纜的圖標，“PC/PG接口屬性”的對話框單擊其中的【屬性（Properties）】按扭“PC/PPI電纜屬性”對話框初學(xué)者可以使用默認的通信參數(shù)，在“PC/PPI性能設(shè)置”窗口中按【Default（默認）】按扭可獲得默認的參數(shù)。8.3.3網(wǎng)絡(luò)連接器

利用西門子公司提供的兩種網(wǎng)絡(luò)連接器可以把多個設(shè)備很容易地連到網(wǎng)絡(luò)中。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。通過網(wǎng)絡(luò)連接器上的選擇開關(guān)可以對網(wǎng)絡(luò)進行偏置和終端匹配。兩個連接器中的一個連接器僅提供連接到CPU的接口，而另一個連接器增加了一個編程接口（如圖所示）。帶有編程接口的連接器可以把SIMATIC編程器或操作面板增加到網(wǎng)絡(luò)中，而不用改動現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)連接。編程口連接器把CPU的信號傳到編程口（包括電源引線）。這個連接器對于連接從CPU取電源的設(shè)備（例如TD200或OP3）很有用。網(wǎng)絡(luò)連接器8.3.4PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)電纜

當通信設(shè)備相距較遠時，可使用PROFIBUS電纜進行連接，表8-3列出了PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)電纜的性能指標。PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)的最大長度有賴于波特率和所用電纜的類型表8-4中列出的規(guī)范電纜時網(wǎng)絡(luò)段的最大長度。表8-3PROFIBUS電纜性能指標通用特性規(guī)范類型屏蔽雙絞線導(dǎo)體截面積24AWG（0.22mm2）或更粗電纜容量<60pF/m阻抗100--200Ω表8-4PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)的最大長度傳輸速率(bps)網(wǎng)絡(luò)段的最大電纜長度（m）9.6—93.75K1200187.5K1000500k4001—1.5M2003—12M1008.3.5網(wǎng)絡(luò)中繼器

西門子公司提供連接到PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)環(huán)的網(wǎng)絡(luò)中繼器，如圖8-7所示。利用中繼器可以延長網(wǎng)絡(luò)通信距離，允許在網(wǎng)絡(luò)中加入設(shè)備，并且提供了一個隔離不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)的方法。在波特率是9600時，PROFIBUS允許在一個網(wǎng)絡(luò)環(huán)上最多有32個設(shè)備，這時通信的最長距離是1200m。每個中繼器允許加入另外32個設(shè)備，而且可以把網(wǎng)絡(luò)再延長1200m。在網(wǎng)絡(luò)中最多可以使用9個中繼器。每個中繼器為網(wǎng)絡(luò)環(huán)提供偏置和終端匹配。8.3.6EM277PROFIBUS-DP模塊

EM277PROFIBUS-DP模塊是專門用于PROFIBUS-DP協(xié)議通信的智能擴展模塊。EM277機殼上有一個RS-485接口，通過接口可將S7-200系列CPU連接至網(wǎng)絡(luò)，它支持PROFIBUS-DP和MPI從站協(xié)議。其上的地址選擇開關(guān)可進行地址設(shè)置，地址范圍為：0～99。DP表示分布式外圍設(shè)備，即遠程I/O。PROFIBUS表示過程現(xiàn)場總線。EM277模塊作為PROFIBUS-DP協(xié)議下的從站，實現(xiàn)通信功能。8.4S7-200PLC的通信

8.4.1概述1．單主站方式單主站與一個或多個從站相連，SETP-Micro/WIN32每次和一個S7-200CPU通信，但是它可以訪問網(wǎng)絡(luò)上的所有CPU。2．多主站方式通信網(wǎng)絡(luò)中有多個主站，一個或多個從站。圖8-11中帶CP通信卡的計算機和文本顯示器TD200、操作面板OP15是主站，S7-200CPU可以是從站或主站。3．使用調(diào)制解調(diào)器的遠程通信方式

利用PC/PPI電纜與調(diào)制解調(diào)器連接，可以增加數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x。串行數(shù)據(jù)通信中，串行設(shè)備可以是數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE），也可以是數(shù)據(jù)發(fā)送設(shè)備（DCE）。當數(shù)據(jù)從RS-485傳送到RS-232口時，PC/PPI電纜是接收模式（DTE），需要將DIP開關(guān)5設(shè)置為1的位置，當數(shù)據(jù)從RS-232傳送到RS-485口時，PC/PPI電纜是發(fā)送模式（DCE），需要將DIP開關(guān)的第5個設(shè)置為0的位置。S7-200系列PLC單主站通過11位調(diào)制解調(diào)器（Modem）與一個或多個作為從站的S7-200CPU相連，或單主站通過10位調(diào)制解調(diào)器與一個作為從站的S7-200CPU相連。4．S7-200通信的硬件選擇

下表給出了可供用戶選擇的SETP-Micro/WIN32支持的通信硬件和波特率。除此之外，S7-200還可以通過EM277PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)，各通信卡提供一個與PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)相連的RS-485通信口。表SETP-Micro/WIN32支持的硬件配置支持的硬件類型支持的波特率/Kbps支持的協(xié)議PC/PPI電纜到PC通信口的電纜聯(lián)接器9.6,19.2PPI協(xié)議CP5511II型,PCMCIA卡9.6,19.2,187.5支持用于筆記本電腦的PPI,MPI和PROFIBUS協(xié)議CP5611PCI卡(版本3或更高)支持用于PC的PPI,MPI和PROFIBUS協(xié)議MPI集成在編程器中的PCISA卡8.4.2利用PPI協(xié)議進行網(wǎng)絡(luò)通信

PPI通信協(xié)議是西門子專為S7-200系列PLC開發(fā)的一個通信協(xié)議;可通過普通的兩芯屏蔽雙絞電纜進行聯(lián)網(wǎng)，波特率為9.6kbit/s19.2kbit/s和187.5kbit/s。S7-200系列CPU上集成的編程口同時就是PPI通信聯(lián)網(wǎng)接口，利用PPI通訊協(xié)議進行通信非常簡單方便，只用NETR和NETW兩條語句，即可進行數(shù)據(jù)信號的傳遞，不需額外再配置模塊或軟件。PPI通信網(wǎng)絡(luò)是一個令牌傳遞網(wǎng)，在不加中繼器的情況下，最多可以由31個S7-200系列PLC、TD200、OP/TP面板或上位機插MPI卡為站點構(gòu)成PPI網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)讀/網(wǎng)絡(luò)寫指令NETR（NetworkRead）/NETW（NetworkWrite）TBL：緩沖區(qū)首地址，操作數(shù)為字節(jié)。PROT：操作端口，CPU226為0或1，其他只能為0。網(wǎng)絡(luò)讀NETR指令是通過端口（PROT）接收遠程設(shè)備的數(shù)據(jù)并保存在表（TBL）中?？蓮倪h方站點最多讀取16字節(jié)的信息。網(wǎng)絡(luò)寫NETW指令是通過端口（PROT）向遠程設(shè)備寫入表（TBL）中的數(shù)據(jù)?？上蜻h方站點最多寫入16字節(jié)的信息。在程序中可以有任意多NETR/NETW指令，但在任意時刻最多只能有8個NETR及NETW指令有效。TBL表的參數(shù)定義VB100DAE0錯誤碼VB101遠程站點的地址VB102指向遠程站點的數(shù)據(jù)指針VB103VB104VB105VB106數(shù)據(jù)長度（1～16字節(jié)）VB107數(shù)據(jù)字節(jié)0VB108數(shù)據(jù)字節(jié)1……VB122數(shù)據(jù)字節(jié)15D：操作已完成。0=未完成，1=功能完成。A：激活（操作已排隊）。0=未激活，1=激活。E：錯誤。0=無錯誤，1=有錯誤。在PPI網(wǎng)絡(luò)中作為主站的PLC程序中，必須在上電第1個掃描周期，用特殊存儲器SMB30指定其主站屬性，從而使能其主站模式。SMB30、SMB30分別是是S7-200PLCPort0、Port1自由通信口的控制字節(jié).在PPI模式下，控制字節(jié)的2到7位是忽略掉的。即SMB30=00000010，定義PPI主站。SMB30中協(xié)議選擇缺省值是00=PPI從站，因此，從站側(cè)不需要初始化SMB30、SMB130各位表達的意義bit7bit6bit5bit4bit3bit2bit1Bit0ppdbbbmmpp:校驗選擇d:每個字符的數(shù)據(jù)位mm:協(xié)議選擇00=不校驗0=8位00=PPI/從站模式01=偶校驗1=7位01=自由口模式10=不校驗10=PPI/主站模式11=奇校驗11=保留（未用）bbb:自由口波特率（單位：波特）000=38400011=4800110=115.2k001=19200100=2400111=57.6k010=9600101=1200【例】用NETR指令實現(xiàn)兩臺PLC之間的數(shù)據(jù)通信，用2號機的IB0控制1號機QB0。1號機為主站，站地址為2，2號機為從站，站地址為3，編程用的計算機的站地址為0。從站在通信中是被動的，不需要通信程序。本例中1號機讀取2號機的IB0值并寫入本機的QB0。1號機的網(wǎng)絡(luò)讀緩沖區(qū)內(nèi)的地址安排如表所示。表8-8

網(wǎng)絡(luò)讀緩沖區(qū)狀態(tài)字節(jié)遠程站地址指向遠程站點的數(shù)據(jù)指針數(shù)據(jù)長度數(shù)據(jù)字節(jié)VB100VB101VD102VB106VB107網(wǎng)絡(luò)1LDSM0.1//首次掃描時，MOVB2,SMB30//啟用PPI主模式，F(xiàn)ILL+0,VW100,5//并清除讀緩沖區(qū)網(wǎng)絡(luò)2LDV100.7//當NETR完成MOVBVB107,QB0//將2號機的IB0送給QB0網(wǎng)絡(luò)3LDNSM0.1//如果不是首次掃描，ANV100.6//若NETR未被激活A(yù)NV100.5//且沒有錯誤MOVB3,VB101//載入2號機站址MOVD&IB0,VD102//載入2號機的數(shù)據(jù)指針&IB0MOVB1,VB106//載入將要讀取的數(shù)據(jù)長度NETRVB100,0//讀取2號機IB0，讀緩沖區(qū)起始地址為VB1008.3S7-200PLC的通信實訓(xùn)

1.實訓(xùn)目的（1）掌握利用網(wǎng)絡(luò)連接器進行接線的方法。（2）掌握網(wǎng)絡(luò)讀寫指令的使用方法。（3）掌握網(wǎng)絡(luò)讀寫指令向?qū)У氖褂梅椒ā?.實訓(xùn)內(nèi)容及指導(dǎo)

如圖要求各站PLC之間要使用PPI協(xié)議實現(xiàn)通信。操作步驟（1）對網(wǎng)絡(luò)上每一臺PLC，設(shè)置其系統(tǒng)塊中的通信端口參數(shù)，對用作PPI通信的端口（PORT0或PORT1），指定其地址（站號）和波特率。設(shè)置后把系統(tǒng)塊下載到該PLC。在瀏覽條中點擊【系統(tǒng)塊】或者在指令樹中點擊“系統(tǒng)塊”→“通信端口”。出現(xiàn)如圖所示系統(tǒng)塊/通信端口界面。設(shè)置端口0為1號站，波特率為187.5kbit/s。利用PPI/RS485編程電纜單獨地把輸送站PLC系統(tǒng)塊的設(shè)置下載到輸送站的PLC。同樣方法設(shè)置供料站PLC端口0為2號站，波特率為187.5kbit/s；加工站PLC端口0為3號站，波特率為187.5kbit/s；裝配站PLC端口0為4號站，波特率為187.5kbit/s；最后設(shè)置分揀站PLC端口0為5號站，波特率為187.5kbit/s。分別把系統(tǒng)塊下載到各站相應(yīng)的PLC中。注意：各站PLC波特率一定要保持一致，默認為9.6kbit/s；各站PLC的地址不能重復(fù)，如有PLC地址重復(fù)，PLC將亮起紅燈提示；S7-CPU226PLC有兩個端口（Port0或Port1），如果要和其他器件連接，仍然要保持地址一致。（2）利用網(wǎng)絡(luò)接頭和網(wǎng)絡(luò)線把各臺PLC中用作PPI通信的端口0連接。使用的網(wǎng)絡(luò)接頭中，2～5號站用的是標準網(wǎng)絡(luò)連接器網(wǎng)絡(luò)接頭用專用網(wǎng)線連接各站PLC的端口0后，用PC/PPI編程電纜連接網(wǎng)絡(luò)連接器的編程口，將主站的運行開關(guān)撥到STOP狀態(tài)。利用SETP7V4.0軟件搜索網(wǎng)絡(luò)中的5個站。如圖所示。如果能全部搜索到表明網(wǎng)絡(luò)連接正常。（3）在PPI網(wǎng)絡(luò)中作為主站的PLC程序中，必須在上電第1個掃描周期，用特殊存儲器SMB30指定其主站屬性，從而使能其主站模式。即SMB30=00000010，定義PPI主站。SMB30中協(xié)議選擇缺省值是00=PPI從站，因此，從站側(cè)不需要初始化。（4）編寫主站網(wǎng)絡(luò)讀寫程序段。如前所述，在PPI網(wǎng)絡(luò)中，只有主站程序中使用網(wǎng)絡(luò)讀寫指令來讀寫從站信息。而從站程序沒有必要使用網(wǎng)絡(luò)讀寫指令。在編寫主站的網(wǎng)絡(luò)讀寫程序前，應(yīng)預(yù)先規(guī)劃好下面數(shù)據(jù)：①主站向各從站發(fā)送數(shù)據(jù)的長度（字節(jié)數(shù)）②發(fā)送的數(shù)據(jù)位于主站何處。③數(shù)據(jù)發(fā)送到從站的何處。④主站從各從站接收數(shù)據(jù)的長度（字節(jié)數(shù)）⑤主站從從站的何處讀取數(shù)據(jù)。⑥接收到的數(shù)據(jù)放在主站何處。以上數(shù)據(jù)，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)工作要求，信息交換量等統(tǒng)一籌劃。本實訓(xùn)中，所規(guī)劃的數(shù)據(jù)如表所示。表

網(wǎng)絡(luò)讀寫數(shù)據(jù)規(guī)劃實例輸送站1#站（主站）供料站2#站（從站）加工站3#站（從站）裝