9.1PLC通信的基本概念9.2S7-200PLC的通信與網(wǎng)絡(luò)9.3S7-200PLC通信和網(wǎng)絡(luò)功能的實(shí)現(xiàn)本章小結(jié)

9.1PLC通信的基本概念

9.1.1通信系統(tǒng)的構(gòu)成

9.1.2通信方式

9.1.3通信介質(zhì)

9.1.4PLC常用的通信接口

9.1.5通信協(xié)議

9.1.6網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)概述

9.1.7PLC與計(jì)算機(jī)通信的基本功能PLC通信：PLC與PLC、PLC與計(jì)算機(jī)、PLC與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或遠(yuǎn)程I/O之間的信息交換。PLC通信的任務(wù)：將地理位置不同的PLC、計(jì)算機(jī)、各種現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備用通信介質(zhì)連接起來，按照規(guī)定的通信協(xié)議，以某種特定的通信方式高效地完成數(shù)據(jù)的傳送、交換和處理。

9.1.1通信系統(tǒng)的構(gòu)成

通信系統(tǒng)的組成：一般由傳送設(shè)備、傳送控制設(shè)備、通信介質(zhì)、通信協(xié)議和通信軟件等部分構(gòu)成，示意圖如下。通信介質(zhì)（總線）通信軟件通信協(xié)議傳送控制設(shè)備傳送設(shè)備(接收器)傳送設(shè)備(發(fā)送器)圖9-1通信系統(tǒng)的基本組成示意圖

傳送設(shè)備主要是用以發(fā)送或接收信息.對(duì)于多臺(tái)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送，有時(shí)還有主、從之分。主設(shè)備起控制、發(fā)送和處理信息的主導(dǎo)作用，從設(shè)備被動(dòng)地接收、監(jiān)視和執(zhí)行主設(shè)備的信息。

在PLC通信系統(tǒng)中，傳送設(shè)備可以是PLC、計(jì)算機(jī)或各種外圍設(shè)備。

傳送控制設(shè)備主要用于控制發(fā)送與接收之間的同步協(xié)調(diào)，以保證信息發(fā)送與接收的一致性。

通信介質(zhì)是信息傳送的基本通道，是發(fā)送設(shè)備與接收設(shè)備之間的橋梁。通信協(xié)議是通信過程中必須遵守的各種數(shù)據(jù)傳送規(guī)則，是通信得以進(jìn)行的法律。

通信軟件用于對(duì)通信的軟件、硬件進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度、控制和管理。

9.1.2通信方式1．基本通信方式

并行通信方式是指被傳送數(shù)據(jù)的所有位同時(shí)發(fā)送或接收。并行傳送的數(shù)據(jù)有多少位，傳輸線就需要多少根。8位同時(shí)傳送設(shè)備A設(shè)備B并行通信的特點(diǎn)是傳送速度快，但如果數(shù)據(jù)位數(shù)較多，傳送距離較遠(yuǎn)，則會(huì)使得線路復(fù)雜且成本高。因此，并行通信方式一般只在PLC的內(nèi)部各元件之間、主機(jī)與擴(kuò)展模塊或近距離智能模塊之間使用。圖9-2并行通信示意圖串行通信方式是指將被傳送的數(shù)據(jù)逐位逐位地順序傳送。不論被傳送的數(shù)據(jù)有多少位，只需要1~2根傳輸線分時(shí)傳送，數(shù)據(jù)從低位開始一位接一位按順序傳送。傳送數(shù)據(jù)：10100011設(shè)備A設(shè)備B11000101

TTTTTTTT串行通信的特點(diǎn)是傳送速度慢，但傳送線少、成本低，適合長(zhǎng)距離通信。串行通信廣泛用于PLC與PLC之間、PLC與計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳送。圖9-3串行通信示意圖2．串行通信分類串行通信按數(shù)據(jù)傳送的方向可將其分為單工、半雙工和雙工,其示意圖如下：

(a)單工(b)半雙工

(c)全雙工AAABBB圖9-4單工、半雙工和全雙工通信方式的示意圖在串行通信方式中，發(fā)送端與接收端之間的同步問題是數(shù)據(jù)通信中的一個(gè)重要問題，處理不當(dāng)往往會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳送的失敗。為此，在串行通信中采用了同步通信與異步通信技術(shù)。同步通信：以數(shù)據(jù)塊為單位，在每個(gè)數(shù)據(jù)塊的開始加入一個(gè)同步字符來控制同步，而在數(shù)據(jù)塊中的每個(gè)字節(jié)前后不需加開始位、校驗(yàn)位和停止位標(biāo)記，因而克服了異步傳送效率低的缺點(diǎn)。同步傳送要求有統(tǒng)一的時(shí)鐘信號(hào)來實(shí)現(xiàn)發(fā)送端和接收端之間的嚴(yán)格同步，這種傳送方式所需要的軟件和硬件的價(jià)格昂貴，所以通常只在數(shù)據(jù)傳輸速率要求較高的時(shí)候才使用。異步通信：將被傳送的數(shù)據(jù)編碼成一串脈沖，按照約定好的固定格式，發(fā)送設(shè)備一幀一幀地發(fā)送，接收設(shè)備一幀一幀地接收。在發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)發(fā)出字符的開始和結(jié)束標(biāo)志，用于控制字符發(fā)送的開始與結(jié)束。各部件之間進(jìn)行通信時(shí)沒有統(tǒng)一的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，可以有各自的時(shí)鐘。示意圖如下：11010000101111空閑位開始位字符編碼奇偶校驗(yàn)位停止位空閑位圖9-5異步串行通信示意圖異步串行通信中的設(shè)備間有兩項(xiàng)規(guī)定：(1)傳送字符的數(shù)據(jù)格式：上圖是一個(gè)7位字符數(shù)據(jù)傳送格式。(2)發(fā)送設(shè)備與接收設(shè)備有一致的數(shù)據(jù)傳送速率。波特率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)傳送二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)。例如，數(shù)據(jù)的傳送速率為每秒480字符，每個(gè)字符為10位，則數(shù)據(jù)傳送的波特率為：10X480=4800位/秒=4800bps傳送每一位的時(shí)間Td=1/波特率=1/4800=0.208ms異步通信方式的硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但傳送每一個(gè)字節(jié)都要加開始位、校驗(yàn)位和停止位，所以傳送效率較低，主要用于中低速數(shù)據(jù)通信。S7-200PLC采用異步串行通信方式，傳送字符數(shù)據(jù)格式有10位數(shù)據(jù)和11位數(shù)據(jù)兩種。10位字符數(shù)據(jù)：1個(gè)起始位、8個(gè)數(shù)據(jù)位、1個(gè)停止位，傳送速率為9600bps。11位字符數(shù)據(jù)：1個(gè)起始位、8個(gè)數(shù)據(jù)位、1個(gè)偶校驗(yàn)位、1個(gè)停止位，傳送速率為9600bps或19200bps。PLC通信一般使用半雙工或全雙工異步串行通信方式。9.1.3通信介質(zhì)

通信介質(zhì)是信息傳輸?shù)奈锢硗ǖ溃荘LC、計(jì)算機(jī)及外部設(shè)備之間相互連接的橋梁。

PLC中常用的通信介質(zhì)：帶屏蔽的同軸電纜、雙絞線、光纖等。

PLC對(duì)通信介質(zhì)的基本要求：通信介質(zhì)必須具有傳輸速率高、能量損耗小、抗干擾能力強(qiáng)、性能價(jià)格比高等到特性。在各種通信介質(zhì)中，由于雙絞線和同軸電纜的成本低、安裝簡(jiǎn)單，性能價(jià)格比比較高，廣泛應(yīng)用PLC的通信之中。隨著通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，PLC的通信介質(zhì)已有向紅外線、無(wú)線電、微波、衛(wèi)星通信等無(wú)線介質(zhì)的方向發(fā)展的趨勢(shì)。

圖9-6常用的有線介質(zhì)外形圖：(a)無(wú)屏蔽雙絞線UTP(d)同軸電纜(b)光纖(c)屏蔽雙絞線STP表9-1幾種常用通信介質(zhì)的性能表性能通信介質(zhì)雙絞線同軸電纜光纜傳送速率9.6Kbps~2Mbps1~450Mbps10~500Mbps連接方法點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，可多點(diǎn)連接，1.5km內(nèi)不用中繼站點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，可多點(diǎn)連接，寬帶時(shí)10km內(nèi)不用中繼站，基帶時(shí)1~3km內(nèi)不用中繼站點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，50km內(nèi)不用中繼站傳送信號(hào)數(shù)字信號(hào)、模擬信號(hào)、調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)、數(shù)字信號(hào)、聲音圖像信號(hào)調(diào)制信號(hào)、數(shù)字信號(hào)、聲音圖像信號(hào)支持網(wǎng)絡(luò)星型網(wǎng)、環(huán)型網(wǎng)、小型交換機(jī)總線型網(wǎng)、環(huán)型網(wǎng)總線型網(wǎng)、環(huán)型網(wǎng)抗干擾能力一般好極好抗惡劣環(huán)境能力好好，但必須將電纜與腐蝕物隔開極好，耐高溫和其它惡劣環(huán)境9.1.4PLC常用的通信接口

1．RS232C通信接口它規(guī)定通信設(shè)備之間信息交換的方式與功能。它采用按位串行通信的方式傳送數(shù)據(jù)，波特率規(guī)定為300、600、1200、4800、9600、19200bps等幾種。機(jī)械性能上，RS232C接口是標(biāo)準(zhǔn)25針的D型連接器。實(shí)際使用時(shí)并未將25個(gè)引腳全部用完，最簡(jiǎn)單的通信只需用3根線，最多用22根。當(dāng)PLC與計(jì)算機(jī)通信時(shí)，使用的連接器有25針的也有9針的。表9-2PLC與計(jì)算機(jī)連接時(shí)RS232C的引腳使用情況表引腳信號(hào)說明2TXD發(fā)送數(shù)據(jù)3RXD接收數(shù)據(jù)4RTS請(qǐng)求發(fā)送5CTS允許發(fā)送6DSR數(shù)據(jù)裝置準(zhǔn)備好7信號(hào)地信號(hào)地8DCD載波檢測(cè)20DTR數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好22振鈴指示響鈴信號(hào)

2.S422A通信接口S422A通信速率、通信距離、抗共模干擾等方面較RS232C接口有較大的提高。使用RS422A接口最大數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)10Mbps（對(duì)應(yīng)距離為12m），最大通信距離為1200m（對(duì)應(yīng)的通信速率為10Kbps）。3．RS485通信接口RS485的抗干擾能力極強(qiáng)，傳輸距離可達(dá)1200m,傳輸速率可達(dá)10Mbps。9.1.5通信協(xié)議通信協(xié)議：通信雙方交換信息時(shí)所必須遵守的各種規(guī)則。目前國(guó)際上公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)化組織及其通信協(xié)議主要有如下四個(gè)。

(1)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO（InternationalStandardsOrganization）:ISO在通信方面的主要貢獻(xiàn)是建立了開放式系統(tǒng)互聯(lián)通信協(xié)議OSI（OpenSystemInterconnection）。

(2)國(guó)際電子電器工程師協(xié)會(huì)IEEE(theInstituteofElectricalandElectronicEngineer):它對(duì)通信的主要貢獻(xiàn)是建立了IEEE802通信協(xié)議。

(3)美國(guó)高級(jí)研究院ARPA(AdvancedResearchProjectsAgency):成功地開發(fā)了著名的TCP/IP(TransmissionControlProtocol/InternetProtocol）與FTP

(FileTransferProtocol)通信協(xié)議。這個(gè)協(xié)議已成為當(dāng)今國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)（Internet網(wǎng)）的通信標(biāo)準(zhǔn)。

(4)美國(guó)通用汽車公司GM(GeneralMotor)：建立了制造自動(dòng)化協(xié)議MAP(ManufactureAutomationProtocol).MAP協(xié)議的產(chǎn)生，能使來自不同的廠家的PLC、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化儀表等設(shè)備和控制系統(tǒng)連成一個(gè)整體。幾種通信協(xié)議模型的比較:應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層邏輯鏈接控制LLC介質(zhì)存取控制MAC物理層應(yīng)用層主要通信層TCP網(wǎng)際層IP網(wǎng)絡(luò)界面層(a)OSI模型(b)IEEE802(c)TCP/IPMAP協(xié)議的模型與ISO的OSI協(xié)議基本相同，只是內(nèi)容和功能有所增強(qiáng)。

圖9-7幾種通信協(xié)議模型的比較9.1.6網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)概述1．簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)一個(gè)主設(shè)備和多個(gè)從設(shè)備通過傳輸線相連，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)設(shè)備間的通信，這就形成了一種簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

……主設(shè)備從設(shè)備3從設(shè)備2從設(shè)備1從設(shè)備n圖9-8簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)示意圖2．多級(jí)網(wǎng)絡(luò)一般現(xiàn)代大型工業(yè)企業(yè)，常常采用多級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。PLC廠家常用生產(chǎn)金字塔結(jié)構(gòu)描述其產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)的功能。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）對(duì)企業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)確立了初步的6級(jí)金字塔結(jié)構(gòu)模型，如圖9-9所示。西門子公司S7系列的生產(chǎn)金字塔由4級(jí)構(gòu)成，從上到下依次為：公司管理級(jí)、工廠與過程管理級(jí)、過程監(jiān)控級(jí)、過程測(cè)量與控制級(jí)。管理控制車間在線管理作業(yè)企業(yè)短期生產(chǎn)計(jì)劃及業(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng)企業(yè)長(zhǎng)期生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)決策規(guī)劃過程控制與監(jiān)督

設(shè)備控制

參數(shù)檢測(cè)與執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)

圖9-9ISO企業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)模型9.1.7PLC與計(jì)算機(jī)通信的基本功能PLC與計(jì)算機(jī)之間的通信又叫上位通信，與PLC通信的計(jì)算機(jī)常稱之為上位計(jì)算機(jī)。上位計(jì)算機(jī)可以是個(gè)人電腦，也可以是大、中型計(jì)算機(jī)。把PLC與計(jì)算機(jī)連接起來，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信可以更有效地發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，互補(bǔ)應(yīng)用上的不足，擴(kuò)大PLC的應(yīng)用范圍。

PLC與計(jì)算機(jī)通信的基本功能：(1)可以直接在計(jì)算機(jī)上編寫、調(diào)試應(yīng)用程序。(2)可用圖形、圖像、圖表的形式在計(jì)算機(jī)上對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視。

(3)可對(duì)PLC進(jìn)行全面地系統(tǒng)管理，包括數(shù)據(jù)處理、生成報(bào)表、參數(shù)修改、數(shù)據(jù)查詢等。(4)可對(duì)PLC實(shí)施直接控制。(5)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程的模擬仿真。(6)可以打印用戶程序和各種管理信息資料。(7)可以利用各種可視化編程語(yǔ)言在計(jì)算機(jī)上編制多種組態(tài)軟件。(8)通過計(jì)算機(jī)可以隨時(shí)隨地獲得網(wǎng)上有用的信息和其他PLC廠家、用戶的PLC控制信息，也可以將本地的PLC控制信息發(fā)送上網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的資源共享。9.2S7-200PLC的通信與網(wǎng)絡(luò)

9.2.1網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議及類型

9.2.2網(wǎng)絡(luò)通信硬件9.2.1網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議及類型1．通信協(xié)議西門子公司S7系列的生產(chǎn)金字塔中的通信協(xié)議分兩大類：通用協(xié)議和公司專用協(xié)議。通用協(xié)議采用工業(yè)以太網(wǎng)（Ethernet）協(xié)議，用于管理級(jí)的信息交換。公司專用協(xié)議是基于OSI的7層通信結(jié)構(gòu)模型，協(xié)議定義了主站和從站兩類通信設(shè)備。主站可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)上另一個(gè)設(shè)備發(fā)出初始化要求，從站只是響應(yīng)來自主站的信息。S7-200PLC的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中主站、從站間的專用通信協(xié)議有3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議和1個(gè)自由口協(xié)議。(1)PPI協(xié)議：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接口PPI(Point-to-PointInterface)協(xié)議是一種主/從協(xié)議。主站設(shè)備向從站設(shè)備發(fā)送要求，從站設(shè)備響應(yīng)。從站不主動(dòng)發(fā)信息，只是等待主站發(fā)送的要求并作出相應(yīng)的響應(yīng)。網(wǎng)絡(luò)上所有S7-200CPU都默認(rèn)為從站。如果在用戶程序中允許PPI主站模式，一些S7-200CPU在RUN模式下可以作為主站。一旦允許PPI主站模式，就可以利用網(wǎng)絡(luò)的有關(guān)通信指令來讀寫其它CPU，并且還可以作為從站響應(yīng)來自其它主站的申請(qǐng)和查詢。任何一個(gè)從站可以與多個(gè)主站通信，但是在網(wǎng)絡(luò)中最多只能有32個(gè)主站。

（2）MPI協(xié)議：多點(diǎn)接口MPI(Multi-PointInterface)協(xié)議是主/主協(xié)議或主/從協(xié)議，協(xié)議如何操作依賴于設(shè)備類型。如果是S7-300CPU，就建立主/主連接，因?yàn)樗蠸7-300都是網(wǎng)絡(luò)主站。如果是S7-200CPU，就建立主/從連接，因?yàn)镾7-200CPU是從站。（3）Profibus協(xié)議：Profibus(過程現(xiàn)場(chǎng)總線)協(xié)議用于分布式I/O設(shè)備（遠(yuǎn)程I/O）的高速通信。

（4）自由口協(xié)議（用戶定義協(xié)議）自由口協(xié)議是指通過用戶程序控制S7-200CPU通信口的操作模式來進(jìn)行通信。利用自由口模式，可以實(shí)現(xiàn)用戶定義的通信協(xié)議連接多種智能設(shè)備。在自由口模式下，通信協(xié)議完全由用戶程序控制，用戶可以通過使用有關(guān)指令編寫程序控制通信口的操作。當(dāng)CPU處于RUN模式，通過SMB30（口0）允許自由口模式。當(dāng)CPU處于STOP模式時(shí)，自由口通信停止，通信口轉(zhuǎn)為正常的PPI協(xié)議操作。2．通信類型單主站：一個(gè)主站與一個(gè)或多個(gè)從站連接的網(wǎng)絡(luò)。如圖9-10是一個(gè)單主站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖。圖中一臺(tái)計(jì)算機(jī)作為主站，4臺(tái)S7-200CPU作為從站。多主站：一個(gè)主站與最少一個(gè)從站及一個(gè)主站連接的網(wǎng)絡(luò)。圖9-11是一個(gè)多主站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖。圖中一臺(tái)計(jì)算機(jī)作為主站，一臺(tái)TD200中文文本顯示器也是主站，另外4臺(tái)S7-200CPU作為從站。主站計(jì)算機(jī)S7-200CPUS7-200CPUS7-200CPUS7-200CPUPC/PPI電纜從站從站從站從站圖9-10單主站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖S7-200CPUS7-200CPUS7-200CPUS7-200CPU主站主站從站從站從站從站CP卡MPI電纜計(jì)算機(jī)TD200圖9-11多主站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖9.2.2網(wǎng)絡(luò)通信硬件1．通信口

S7-200CPU上的通信口是符合歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50170中Profibus標(biāo)準(zhǔn)的RS-485兼容9針D型連接器。其引腳分配如圖。在進(jìn)行調(diào)試時(shí)，將S7-200接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，該端口一般是作為端口1出現(xiàn)的，端口0為所連接的調(diào)試設(shè)備的端口。引針5引針9引針6引針1圖9-12S7-200CPU通信口引腳分配引針號(hào)Profibus名稱端口0/端口11屏蔽邏輯地224V返回邏輯地3RS-485信號(hào)BRS-485信號(hào)B4發(fā)送申請(qǐng)RTS（TTL）55V返回邏輯地6+5V+5V，100Ω串聯(lián)電阻7+24V+24V8RS-485信號(hào)ARS-485信號(hào)A9不用10位協(xié)議選擇（輸入）端口外殼屏蔽機(jī)殼接地表9-3RS-485接口2．網(wǎng)絡(luò)連接器利用西門子公司提供的兩種網(wǎng)絡(luò)連接器可以將多個(gè)設(shè)備很方便地連接到網(wǎng)絡(luò)中。其中一種連接器僅提供連接到CPU的接口，另一種連接器增加了一個(gè)編程接口。帶有編程接口的連接器可以將SIMATIC編程器或操作面板增加到網(wǎng)絡(luò)中而不需改變現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)連接。

3．通信電纜主要有Profibus網(wǎng)絡(luò)電纜和PC/PPI電纜。Profibus網(wǎng)絡(luò)電纜總的規(guī)范見表9-4

表9-4Profibus網(wǎng)絡(luò)電纜的總規(guī)范通用特性規(guī)范類型屏蔽雙絞線導(dǎo)體截面積24AWG（0.22mm2）或更粗電纜電容<60pF/m阻抗100Ω~102Ωprofibus網(wǎng)絡(luò)的電纜最大長(zhǎng)度取決于對(duì)波特率的要求和所用電纜類型。要求的傳送速率越高，則網(wǎng)絡(luò)段的最大電纜長(zhǎng)度越短，如傳送速率為3M~12M波特則最大電纜長(zhǎng)度為100米。圖9-13PC/PPI電纜外形：

利用PC/PPI電纜和自由口通信功能可以把S7-200CPU與許多配置有RS-232標(biāo)準(zhǔn)接口的設(shè)備（如計(jì)算機(jī)、編程器、調(diào)制解調(diào)器）相連接。通信PC/PPI電纜的一端是RS-485端口，用來連接PLC主機(jī)，另一端是RS-232端口，用于連接計(jì)算機(jī)等其它設(shè)備。PC/PPI電纜分兩種型號(hào)：一種為帶有RS232口的隔離型PC/PPI電纜，用5個(gè)DIP開關(guān)設(shè)置波特率和其它配置項(xiàng)；另一種為帶有RS-232口的非隔離型PC/PPI電纜，用4個(gè)DIP開關(guān)設(shè)置波特率。PC/PPI電纜上的DIP開關(guān)選擇的波特率(見下表)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(rèn)值9600bps。4號(hào)開關(guān)為1，選擇10位模式，4號(hào)開關(guān)為0，選擇11位模式；5號(hào)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(hào)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(shí)4號(hào)開關(guān)和5號(hào)開關(guān)均應(yīng)設(shè)為0。表9-5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(shí)間(ms)000384000.5001192001010960020114800410024007101120014110600284．網(wǎng)絡(luò)中繼器網(wǎng)絡(luò)中繼器連接到Profibus網(wǎng)絡(luò)段可以延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)距離、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)中繼器允許給網(wǎng)絡(luò)增加32個(gè)設(shè)備，可以將網(wǎng)絡(luò)延長(zhǎng)1200米，同時(shí)為網(wǎng)絡(luò)段提供偏置和終端匹配。網(wǎng)絡(luò)中最多可使用9個(gè)網(wǎng)絡(luò)中繼器。5．調(diào)制解調(diào)器

調(diào)制解調(diào)器（Moden）的功能是將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)，以便能在電話線路上使用，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)或編程器與PLC主機(jī)之間的遠(yuǎn)程通信。9.3S7-200PLC通信和網(wǎng)絡(luò)功能的實(shí)現(xiàn)

9.3.1選擇通信組態(tài)

9.3.2PPI網(wǎng)絡(luò)通信

9.3.3MPI網(wǎng)絡(luò)通信

9.3.4PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)通信

9.3.5自由口通信

9.3.6工業(yè)以太網(wǎng)9.3.1選擇通信組態(tài)

選擇通信組態(tài):根據(jù)實(shí)際的需要選擇網(wǎng)絡(luò)通信的類型，選擇所需的通信硬件，并利用編程軟件進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置。表9-6列出了編程軟件STEP7-Micro/WIN32支持的可能的硬件組態(tài)和波特率。在STEP7-Micro/WIN32中有一個(gè)設(shè)置通信的對(duì)話框，在其中可以配置有關(guān)的通信設(shè)置。選擇菜單命令View>Communications，可以找到這個(gè)對(duì)話框進(jìn)行設(shè)置。支持的硬件型號(hào)支持的波特率(bps)支持的協(xié)議PC/PPI電纜到PC通信口的電纜連接器9600,19200PPICP5511(通信處理器)II型，PCMCIA-卡960019200187500PPIMPIProfibusCP5611(通信處理器)PCI卡MPI(多機(jī)接口卡)PG中集成的PCISA-卡表9-6STEP7-Micro/WIN32支持的硬件組態(tài)

9.3.2PPI網(wǎng)絡(luò)通信1．PPI網(wǎng)絡(luò)通信點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接口PPI（Point-to-PointInterface）協(xié)議是西門子公司為S7-200系統(tǒng)開發(fā)的一種主/從通信協(xié)議。PPI網(wǎng)絡(luò)中可以有多個(gè)主站，如圖9-15，網(wǎng)絡(luò)中使用了CP5611等通信卡。圖9-15PPI多主站網(wǎng)絡(luò)舉例當(dāng)用戶編程設(shè)置主站通信端口的工作模式后，就可以用網(wǎng)絡(luò)讀寫指令（NetR/NetW）讀寫從站的數(shù)據(jù)。NETR/NETW格式如下：NETRTBL，PORTNETWTBL，PORTTBL：緩沖區(qū)首址，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(yuǎn)程設(shè)備的數(shù)據(jù)并保存在表（TBL）中。可從遠(yuǎn)方站點(diǎn)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(yuǎn)程設(shè)備寫入在表（TBL）中的數(shù)據(jù)?？上蜻h(yuǎn)方站點(diǎn)最多寫入16字節(jié)的信息。2．PC/PPI電纜通信設(shè)置在STEP7--Micro/WIN32的菜單中選擇“查看→通信”選項(xiàng)，在出現(xiàn)通信設(shè)置對(duì)話框中雙擊PC/PPI電纜的圖標(biāo)，在出現(xiàn)的PC/PG接口屬性的對(duì)話框中單擊“屬性（Properties）”按鈕，出現(xiàn)PC/PPI電纜屬性對(duì)話框。初學(xué)者可以使用默認(rèn)的通信參數(shù)。（1）計(jì)算機(jī)和可編程序控制器在線連接的建立（2）可編程序控制器通信參數(shù)的修改（3）可編程序控制器信息的讀取9.3.3MPI網(wǎng)絡(luò)通信多點(diǎn)接口MPI協(xié)議允許主／主和主／從兩種通信方式。選擇何種方式依賴于設(shè)備類型。如果設(shè)備是S7-300CPU，由于所有的S7-300CPU都必須是網(wǎng)絡(luò)主站，所以進(jìn)行主／主通信方式。如果設(shè)備是S7-200CPU，那么就進(jìn)行主／從通信方式，因?yàn)镾7-200CPU是從站。S7-200可以通過內(nèi)置接口，連接到MPI網(wǎng)絡(luò)上，波特率為19.2k/187.5kbit/s。它可與S7-300CPU或者是S7-400CPU進(jìn)行通訊。S7-200CPU在MPI網(wǎng)絡(luò)中作為從站，它們彼此間不能通信。MPI協(xié)議總是在兩個(gè)相互通信的設(shè)備之間建立邏輯連接。一個(gè)連接可能是兩個(gè)設(shè)備之間的非公用連接。另一個(gè)主站不能干涉兩個(gè)設(shè)備之間已經(jīng)建立的連接。主站為了應(yīng)用可以短時(shí)間建立一個(gè)連接，或無(wú)限地保持連接斷開。9.3.4PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)通信PROFIBUS是世界上第一個(gè)開放式現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，于1995年成為歐洲工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(EN50170),1999年成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（1EC61158-3）。在S7-200系列PLC的CPU中，CPU22X都可以通過增加EM277PROFIBUS-DP擴(kuò)展模塊的方法支持PROFIBUSDP（PROFIBUS表示過程現(xiàn)場(chǎng)總線；DP表示分布式外圍設(shè)備，即遠(yuǎn)程I/O）網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。最高傳輸速率可達(dá)12Mbit/s。采用PROFIBUS的系統(tǒng)，對(duì)于不同廠家所生產(chǎn)的設(shè)備不需要對(duì)接口進(jìn)行特別的處理和轉(zhuǎn)換，就可以通信。PROFIBUS連接的系統(tǒng)由主站和從站組成，主站能夠控制總線，當(dāng)主站獲得總線控制權(quán)后，可以主動(dòng)發(fā)送信息。從站通常為傳感器、執(zhí)行器、驅(qū)動(dòng)器和變送器。它們可以接收信號(hào)并給予響應(yīng)，但沒有控制總線的權(quán)力。當(dāng)主站發(fā)出請(qǐng)求時(shí)，從站回送給主站相應(yīng)的信息。PRORFIBUS除了支持主／從模式，還支持多主／多從的模式。9.3.5自由口通信

自由端口模式:CPU的串行通信口由用戶程序來控制的操作模式。當(dāng)選擇了自由端口模式，梯形圖程序可以使用接收中斷、發(fā)送中斷、發(fā)送指令（XMT）和接收指令（RCV）來控制通信操作。在自由端口模式下，通信協(xié)議完全由梯形圖程序來控制。當(dāng)CPU處于RUN模式，通過SMB30（用于端口0）和SMB130（如果CPU有兩個(gè)端口，則用于端口1）。當(dāng)CPU處于STOP模式時(shí)，自由口通信停止，通信口轉(zhuǎn)為正常的PPI協(xié)議操作。

1.自由端口的初始化自由口模式控制字節(jié)MSBLSB端口0端口1說明SMB30格式SMB130格式

自由口模式控制字節(jié)

MSBLSB

SM30.6和SM30.7SM130.6和SM130.7pp:奇偶選擇00:無(wú)奇偶校驗(yàn)01:偶校驗(yàn)10:無(wú)奇偶校驗(yàn)11:奇校驗(yàn)SM30.5SM130.5d:每個(gè)字符的數(shù)據(jù)位0:每個(gè)字符8位1:每個(gè)字符7位SM30.2到SM30.4SM130.2到SM130.4bbb:自由口波特率000:38,400波特001:19,200波特10:9,600波特011:4,800波特100:2,400波特101:1,200波特110:600波特111:300波特SM30.0和SM30.1SM130.0和SM130.1mm:協(xié)議選擇00:點(diǎn)到點(diǎn)接口協(xié)議(PPI/從站模式)01:自由口協(xié)議10:PPI/主站模式11:保留(缺省設(shè)置為PPI/從站模式)注:每種配置都有一個(gè)停止位。ppdbbbmm表9-8自由口控制寄存器SMB30和SMB1302.自由口的發(fā)送指令(XMT)和接收指令(RCV)

發(fā)送指令格式：XMTTBL，PORT可以用XMT指令方便地發(fā)送數(shù)據(jù)。發(fā)送指令（XMT）激活發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)（TBL）中的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的第一個(gè)數(shù)據(jù)指明了要發(fā)送的字節(jié)數(shù)，PORT指定了用于發(fā)送的端口。XMT指令發(fā)送一個(gè)或多個(gè)字符，最多有225個(gè)字符的緩沖區(qū)。接收指令格式：RCVTBL，PORT可以用RCV指令方便地接收數(shù)據(jù)。接收指令（RCV）激活初始化或結(jié)束接收信息的服務(wù)，通過指定端口（PORT）接收的信息存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)緩沖區(qū)（TBL），數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的第一個(gè)數(shù)據(jù)指明了接收的字節(jié)數(shù)。RCV指令可以接收一個(gè)或多個(gè)字符，最多有225個(gè)字符，這些字符存儲(chǔ)在緩沖區(qū)中。9.3.6工業(yè)以太網(wǎng)S7-200CPU加裝CP243-1擴(kuò)展模塊可以支持工業(yè)以太網(wǎng)通信。CP243-1模塊提供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的RJ45網(wǎng)絡(luò)接口，完全支持TCP/IP協(xié)議，支持標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。人們對(duì)工業(yè)局域網(wǎng)的開放性、互聯(lián)性、帶寬等方面提出了更高的要求，應(yīng)用傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線的工業(yè)控制網(wǎng)已無(wú)法實(shí)現(xiàn)企業(yè)管理自動(dòng)化與工業(yè)控制自動(dòng)化的無(wú)縫接合，技術(shù)上早已成熟的管理網(wǎng)——以太網(wǎng)正在闖入人們的視線。工業(yè)以太網(wǎng)已成為工業(yè)控制系統(tǒng)的一種新的工業(yè)通信網(wǎng)。工業(yè)以太網(wǎng)有以下優(yōu)點(diǎn)：①以太網(wǎng)可以滿足控制系統(tǒng)各個(gè)層次的要求，使企業(yè)信息網(wǎng)與控制網(wǎng)得以統(tǒng)一。②可使設(shè)備的成本下降。③有利于企業(yè)工程人員的學(xué)習(xí)和管理，以太網(wǎng)維護(hù)容易，工作人員無(wú)需再專門