1、S7-1500_CPU,標(biāo)準(zhǔn)型,安全型,緊湊型,分布型,CPU1512C,CPU1511C,集成運(yùn)動(dòng)軸,模塊寬度,位運(yùn)算時(shí)間,工作存儲(chǔ)器 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,網(wǎng)絡(luò)接口,CPU種類,up to 128,up to 96,up to 30,up to 30,up to 6,up to 6,up to 6,up to 6,175 mm,175 mm,70 mm,70 mm,35 mm,110 mm,85 mm,35 mm,1 ns,2 ns,10 ns,30 ns,40 ns,48 ns,60 ns,60 ns,4/6 MB10/20MB,2/3 MB 8 MB,1/1,5 MB5 MB,500/750 K

2、B3 MB,300/450 KB1,5 MB,250 KB1 MB,175 KB1 MB,150/225 KB1 MB,1518F-4 PN/DP,1517F-3 PN/DP,1516F-3 PN/DP,1515F-2 PN,1513-1F PN,1512C-1 PN,1511C-1 PN,1511-1F PN,CPU 1518(F),CPU 1517(F),CPU 1516(F),CPU 1515(F),CPU 1513(F),CPU 1511(F),1,1,2,3,1,1,2,1,1,2,1,1,1,1,1,1,1,1,2,1,1,S7-1500的種類,37959_84 218_84 22

3、6_84,PROFIBUS,PROFINET/IE,Advanced Controller,S7-1500_標(biāo)準(zhǔn)型CPU擴(kuò)展,S7-1500-模塊標(biāo)識(shí)及維護(hù),模塊標(biāo)識(shí)和維護(hù)數(shù)據(jù) (I&M) 標(biāo)識(shí)和維護(hù) (I&M) 數(shù)據(jù)是指存儲(chǔ)在某個(gè)模塊中的信息，該信息有助于檢查工廠組態(tài)、查找工廠中的硬件更換并消除錯(cuò)誤。 標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)（I 數(shù)據(jù)）是設(shè)備的只讀靜態(tài)信息。 維護(hù)數(shù)據(jù)（M 數(shù)據(jù)）信息與設(shè)備相關(guān)，例如，安裝位置或日期。 維護(hù)數(shù)據(jù)在組態(tài)期間創(chuàng)建并隨后寫入模塊中,I&M0 ：數(shù)據(jù)是設(shè)備的設(shè)備特定基本信息，包含制造商 ID、訂貨號(hào)、序列號(hào)以及硬件和固件版本等信息。 只能對(duì) I&M 0 數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取訪問。 該信息還

4、可以通過設(shè)備的“在線與診斷”視圖顯示在 TIA Portal 中。 I&M 1 ： 數(shù)據(jù)包含設(shè)備的功能描述和位置 ID，即，有關(guān)設(shè)備在工廠中設(shè)計(jì)方式的信息。 I&M 2 ：數(shù)據(jù)包括安裝日期，即有關(guān)設(shè)備何時(shí)安裝在工廠中的信息。 I&M 3 ：數(shù)據(jù)包含有關(guān)已安裝設(shè)備的其它信息。 其它信息是自由文本，可以根據(jù)需要進(jìn)行分配。,模塊標(biāo)識(shí)和維護(hù)數(shù)據(jù) 組態(tài),I&M 1,I&M 1,I&M 2,I&M 3,S7-1500-模塊標(biāo)識(shí)及維護(hù),讀取標(biāo)識(shí)及維護(hù)數(shù)據(jù),0 :來自 I&M 0 數(shù)據(jù) 11: 來自 I&M1 數(shù)據(jù) 12: 來自 I&M2 數(shù)據(jù) 13: 來自 I&M3 數(shù)據(jù),存儲(chǔ)讀取I&M數(shù)據(jù)的區(qū)域 I&M

5、0的數(shù)據(jù)可以定義結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)區(qū)保存 I&M 1-3的數(shù)據(jù)可以定義數(shù)組/字符串保存。,硬件標(biāo)識(shí)符,SIMATIC S7-1500,輸入輸出模塊使用,S7-1500-模塊簡寫,S7-1500-DI,1,2,3,5,4,6. HF V2.1.0 或更高版本 通道 0 和 1具有計(jì)數(shù)功能,6,開關(guān)量傳感器的常用2中種： 1，兩線式兩根線既是電源線又是信號(hào)線； 2，三線式的兩根線是電源線，一根線是信號(hào) 線；電源地與信號(hào)地共地；,S7-1500-DI相關(guān)知識(shí),使用PNP型傳感器，無信號(hào)時(shí)，24V與0V之間不形成回路，內(nèi)部信號(hào)為0。有信號(hào)時(shí)， 24V與0V之間形成回路，內(nèi)部信號(hào)為1。 使用NPN型傳感器，無信

6、號(hào)時(shí)，由于接近開關(guān)內(nèi)部輸出端與24V間的電阻很大（100k），無法提供電耦合器件所需要的驅(qū)動(dòng)電流，需要增加上拉電阻。 PLC內(nèi)部24V與0V之間，通過光電耦合器件、限流電阻、上拉電阻經(jīng)COM公共端構(gòu)成電流回路，此時(shí)PLC內(nèi)部信號(hào)和接近開關(guān)發(fā)出的狀態(tài)相反，內(nèi)部信號(hào)為1 。有信號(hào)時(shí)，上拉電阻下端為0V，光電耦合器件無電流，內(nèi)部信號(hào)為0。上拉下電阻要根據(jù)內(nèi)部光電耦合器件驅(qū)動(dòng)電流、限流電阻阻值計(jì)算1.5-2k。,PLC漏型模板輸入,傳感器PNP/NPN,PLC源型模板輸入,使用NPN型傳感器，無信號(hào)時(shí)，24V與0V之間不形成回路，內(nèi)部信號(hào)為0。有信號(hào)時(shí)， 24V與0V之間形成回路，內(nèi)部信號(hào)為1。 使用

7、PNP型接近開關(guān)時(shí)，無信號(hào)時(shí)，由于接近開關(guān)內(nèi)部輸出端與0V間的電阻很大（100k），無法提供電耦合器件所需要的驅(qū)動(dòng)電流，需要增加下拉電阻， PLC內(nèi)部24V與0V之間，通過光電耦合器件、限流電阻、下拉電阻經(jīng)COM公共端構(gòu)成電流回路，此時(shí)PLC內(nèi)部信號(hào)和接近開關(guān)發(fā)出的狀態(tài)相反，內(nèi)部信號(hào)為1。有信號(hào)時(shí)，下拉電阻上端為24V，光電耦合器件無電流，內(nèi)部信號(hào)為0，未發(fā)信時(shí)，內(nèi)部信號(hào)為1。,S7-1500-DI接線圖,S7-1500-DI模塊組態(tài)1,與CPU的啟動(dòng)項(xiàng)相互影響，CPU側(cè)選3，模塊選2， CPU則無法啟動(dòng)。,只需在1個(gè)通道中組態(tài)無電壓診斷,0 = 值不正確,1,2,3,用來評(píng)估輸出值是否有效

8、輸入ON時(shí)，評(píng)估位才會(huì)ON,PN IO 時(shí)可用 分成多段字節(jié),對(duì)編碼器的短路檢測(cè),PN IO 時(shí)可用，把I狀態(tài)拷貝多個(gè)MSI狀態(tài)，被I_controller共享,S7-1500-DI模塊組態(tài)2,組態(tài)通道,組態(tài)診斷,組態(tài)硬件中斷,1，如下圖輸入點(diǎn)是無效的 2，如果PIP1 分在OB1中，對(duì)其他OB是否有效？,S7-1500-DQ,1,2,S7-1500-DQ,S7-1500-DI/DO,S7-1500-DQ模塊組態(tài)1,組態(tài)CPU的啟動(dòng)項(xiàng),組態(tài)模板,用來評(píng)估輸出值是否有效 沒有異常時(shí)，評(píng)估位ON,0 = 值不正確,S7-1500-DQ模塊組態(tài)2,S7-1500-AI,1,2,S7-1500-模擬量

9、信號(hào)接法,2線制接法：導(dǎo)線電阻加在電橋單臂中，影響測(cè)量精度 3線制接法：導(dǎo)線電阻加在電橋雙臂中，導(dǎo)線阻值帶來的作用相互 抵消，提高測(cè)量精度 4線制接法：當(dāng)測(cè)量電阻數(shù)值很小時(shí)，測(cè)試線的電阻可能引入明顯誤差，四線 測(cè)量用兩條附加測(cè)試線提供恒定電流，另兩條測(cè)試線測(cè)量未知電 阻的電壓降，即可通過計(jì)算得出電阻值。,模擬量信號(hào)接法,模擬量信號(hào)屏蔽,單端屏蔽接地只能衰減低頻干擾。在下列情況建議單端接地：1、不允許安裝等電位導(dǎo)體2、傳送模擬信號(hào)時(shí)雙端屏蔽接地能很好的抑制高頻干擾。通常需要安裝一個(gè)等電位導(dǎo)體防止不等電位電流流過兩端連接的屏蔽層。 1、動(dòng)力電纜線兩邊接地，電機(jī)端的PE必然要接在驅(qū)動(dòng)端的PE上，并最

10、終接入機(jī)箱內(nèi)的大地匯流排； 2、數(shù)字信號(hào)或差分信號(hào)主張雙端接地 3、 變頻器的動(dòng)力電纜要雙端接地。,干擾信號(hào)：干擾源和信號(hào)線形成效成電容的兩極。一邊有電壓波動(dòng)會(huì)通過電容感應(yīng)到另一端。增加屏蔽層可以破壞此等效電容，從而 切斷干擾通路。,S7-1500-AI- AI 8xU/I/RTD/TC ST電壓電流接法,電壓測(cè)量,4線制電流測(cè)量,2線制電流測(cè)量,沒有0-10V，因?yàn)橄鄬?duì)于300PLC模塊的13/14位分辨率更高。,S7-1500-AI熱電阻熱電偶相關(guān)概念,電阻式傳感器：把位移、力、壓力、加速度、扭矩等非電物理量轉(zhuǎn)換為電阻值變化的傳感器。它主要包括電阻應(yīng)變式傳感器、電位式 傳感器和壓阻傳感器等

11、。,熱電阻傳感器： RTD（ Resistance Temperature Detector ）電阻溫度探測(cè)器，是中低溫區(qū)（-200-500C）最常用的一種溫度檢測(cè)器，測(cè)溫原理是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進(jìn)行溫度測(cè)量的。它的主要特點(diǎn)是測(cè)量精度高，性能穩(wěn)定。 PT xxx： (鉑熱電阻)，電阻溫度系數(shù)分散性小，其精度高、線性好、靈敏度也比較高，常用范圍為-200850 。 Ni xxx： (鎳熱電阻)，熱電阻溫度系數(shù)大，靈敏度高。常用范圍-60 -180C。 分度號(hào)：熱電阻分度號(hào)主要有Pt100、Pt1000、Pt10、Pt800、Pt500等鉑電阻；Cu10、Cu50、C

12、u100等銅電阻；鎳NI120、NI500、NI1000 等鎳電阻， PT100鉑電阻在0時(shí)是100歐，NI1000鎳電阻在0時(shí)是1000歐。 熱電阻溫度系數(shù)：溫度變化1 時(shí)，變化的電阻值和原來電阻值的比，非常量，常取平均值。如Pt100的電阻值是100歐姆【零度】， 100度時(shí)電阻值138.5歐姆， Pt100的溫度系數(shù)為38.5/100/100=0.003851。,熱電阻式測(cè)量電路：傳統(tǒng)的不平衡電橋作為電阻溫度變送器(如銅熱電阻、鉑熱電阻等)的測(cè)量電路。,2線制接法：導(dǎo)線電阻加在電橋單臂中，影響測(cè)量精度 3線制接法：導(dǎo)線電阻加在電橋雙臂中，導(dǎo)線阻值帶來的作用相互 抵消，提高測(cè)量精度 4線制

13、接法：當(dāng)測(cè)量電阻數(shù)值很小時(shí)，測(cè)試線的電阻可能引入明顯誤差，四線 測(cè)量用兩條附加測(cè)試線提供恒定電流，另兩條測(cè)試線測(cè)量未知電 阻的電壓降，即可通過計(jì)算得出電阻值。,S7-1500-AI熱電阻熱電偶相關(guān)概念,攝氏度（C）： 攝氏溫標(biāo)的溫度計(jì)量單位。指在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，純凈的冰水混合物的溫度為0度，水的沸點(diǎn)為100度，其間平均分為 100份，每一等份為1度，記作1。 華氏度（F）：選取氯化銨和水的混合物的冰點(diǎn)溫度（即鹽水結(jié)冰的溫度）為溫度計(jì)的零度，人體溫度為溫度計(jì)的100度，把水銀溫 度計(jì)從0度到100度按水銀的體積膨脹距離平均分成100份，每一份為1華氏度，記作“1”。 華氏度 = 32 + 攝氏度

14、 1.8 開爾文（T）: 以絕對(duì)零度作為計(jì)算起點(diǎn)的溫度，即將水三相點(diǎn)的溫度準(zhǔn)確定義為273.15K后所得到的溫度，過去稱為絕對(duì)溫度。開 爾文溫度常用符號(hào)T表示，其單位為開爾文，定義為水三相點(diǎn)溫度的1/273.15,常用符號(hào)K表示。開爾文溫度和人們習(xí)慣 使用的攝氏溫度相差一個(gè)常數(shù)273.15，即T=t+273.15（t是攝氏溫度的符號(hào)）。,S7-1500-AI熱電阻熱電偶相關(guān)概念,熱電偶傳感器： TC（ thermocouple ）兩種不同的導(dǎo)體組成一個(gè)回路，只要兩結(jié)點(diǎn)處的溫度不同，回路中將產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象稱為“熱電效應(yīng)”，兩種導(dǎo)體組成的回路稱為“熱電偶”，這兩種導(dǎo)體稱為“熱電極”，產(chǎn)生

15、的電動(dòng)勢(shì)則稱為“熱電動(dòng)勢(shì)”。常用范圍2001300,S7-1500-AI熱電阻熱電偶相關(guān)概念,熱電偶傳感器基本定律 定律1：由2種均質(zhì)金屬材料A與B所形成的熱電偶回路中，熱電勢(shì)E與接點(diǎn)處溫度t1、t2的相關(guān)函數(shù)關(guān)系， 不受A與B之中間溫度t3與t4之影響。 定律2：A與B所形成之熱電偶回路兩接合點(diǎn)以外的任意點(diǎn)插入均質(zhì)的第三金屬C，C之兩端接合點(diǎn)之溫度 t3若為相同的話，E不受C插入影響。 定律3：任意數(shù)的異種金屬A、B、CG所形成的封閉回路，封閉回路之全體或是全部的接合點(diǎn)保持在相 等的溫度時(shí)，此回路的E=0 定律4： A與B所形成之熱電偶，兩接合點(diǎn)之溫度為t1與t2時(shí)之E為E12，t2與t3時(shí)

16、之E為E13的話， E12+E23=E13。此時(shí)，稱t2為中間溫度。以中間溫度t2選擇如0這樣的標(biāo)準(zhǔn)溫度，求得相 對(duì)0任意的溫度t1、t2、t3tn之熱電動(dòng)勢(shì)，任意兩點(diǎn)間之熱電動(dòng)勢(shì)便可以計(jì)算求得,S7-1500-AI熱電阻熱電偶相關(guān)概念,熱電偶溫度補(bǔ)償：熱電偶熱電勢(shì)的大小與其兩端的溫度有關(guān)，其溫度-熱電勢(shì)關(guān)系曲線是在冷端溫度為0時(shí)分度的。在實(shí)際應(yīng)用中，由于熱電偶冷端暴露在空間受到周圍環(huán)境溫度的影響，所以測(cè)溫中的冷端溫度不可能保持在0不變，而熱偶電勢(shì)既決定于熱端溫度，也決定于冷端溫度。所以，如果冷端溫度自由變化，必然會(huì)引起測(cè)量誤差。為了消除這種誤差，必須進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償。 熱電偶溫度補(bǔ)償方法：

17、1冷端恒溫法一般熱電偶定標(biāo)時(shí)冷端溫度以0為標(biāo)準(zhǔn)。因此，常常將冷端置于冰水混合物中，使其溫度保持為恒定的0。在實(shí)驗(yàn)室條件下，通常把冷端放在盛有絕緣油的試管中，然后再將其放入裝滿冰水混合物的保溫容器中，是冷端保持0。 2補(bǔ)償導(dǎo)線法為了使熱電偶冷端溫度保持恒定（最好為0），可將熱電偶做的很長，使冷端遠(yuǎn)離工作端，并連同測(cè)量儀表一起放置到恒溫或溫度波動(dòng)比較小的地方。但這種方法使安裝使用不方便，而且可能耗費(fèi)許多貴重的金屬材料。因此，一般使用一種稱為補(bǔ)償導(dǎo)線的連接線將熱電偶冷端延伸出來。這種導(dǎo)線在一定溫度范圍內(nèi)（0150）具有和所連接的熱電偶相同的熱電性能，若是用廉價(jià)金屬制成的熱電偶，則可用其本身的材料作為

18、補(bǔ)償導(dǎo)線，將冷端延伸到溫度恒定的地方。,3補(bǔ)償電橋法補(bǔ)償電橋法是利用不平衡電橋產(chǎn)生的電勢(shì)來補(bǔ)償熱電偶因冷端溫度變化而引起的熱電勢(shì)變化值。R1=R2=R3=RCu。當(dāng)冷端溫度變化時(shí)，RCu隨溫度改變，破壞了電橋平衡，產(chǎn)生一不平衡電壓U，此電壓則與熱電勢(shì)相疊加，一起送入測(cè)量儀表。適當(dāng)選擇Rs的數(shù)值，可是電橋產(chǎn)生的不平衡電壓U在一定溫度范圍內(nèi)基本上能補(bǔ)償由于冷端溫度變化而引起的熱電勢(shì)變化值。這樣，當(dāng)冷端溫度有一定變化時(shí)，儀表仍然可給出正確的溫度示值。,S7-1500-AI熱電阻熱電偶相關(guān)概念,西門子模塊的內(nèi)部補(bǔ)償和外部補(bǔ)償 內(nèi)部補(bǔ)償： 使用模板的內(nèi)部溫度為參比接點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償， 再由模板進(jìn)行處理，直接用

19、補(bǔ)償導(dǎo)線連接 熱電偶到模擬量板輸入端； 外部補(bǔ)償： 使用熱電阻采集參比接點(diǎn)溫度，再由模板 進(jìn)行處理；如果參比接點(diǎn)溫度恒定可以不 要溫度參考。,S7-1500-AI- AI 8xU/I/RTD/TC ST電阻電偶接法,2/3/4線制(熱)電阻 測(cè)量,熱電偶測(cè)量,熱電偶測(cè)量,S7-1500-AI- AI 8xU/I HS電壓電流接法,電壓測(cè)量,4線制電流測(cè)量,2線制電流測(cè)量,S7-1500-AI- 4xU/I/RTD/TC ST,電壓測(cè)量,4線制電流測(cè)量,2線制電流測(cè)量,2線制電阻測(cè)量,熱電偶測(cè)量,熱電偶測(cè)量,3/4線制電阻測(cè)量,S7-1500-AI模塊組態(tài)1,組態(tài)模板,用來評(píng)估輸出值是否有效 沒

20、有異常時(shí)，評(píng)估位ON,S7-1500-AI模塊組態(tài)2,可以組態(tài)2組上限，下限,標(biāo)準(zhǔn)型精度為0.1，轉(zhuǎn)換時(shí)除以10氣候型精度為0.01，轉(zhuǎn)換時(shí)除以100,S7-1500-AI濾波,抑制由AC電壓電源頻率產(chǎn)生的噪聲, 400HZ用于航空，設(shè)置的頻率越高，轉(zhuǎn)換時(shí)間越短,AI濾波：系統(tǒng)配置法,AI濾波：程序平均法,每次采集累加,累加次數(shù)到,計(jì)算完后累加值清除,S7-1500-AO,S7-1500- AQ 8xU/I HS,電壓測(cè)量,電流測(cè)量,S7-1500- AQ 4xU/I ST,電壓測(cè)量,電流測(cè)量,電壓測(cè)量,電流測(cè)量,S7-1500-AI/AO,接線圖,S7-1500-AQ模塊組態(tài)1,組態(tài)模板,S

21、7-1500-AQ模塊組態(tài)2,單個(gè)通道組態(tài),AI轉(zhuǎn)換,AQ轉(zhuǎn)換,先轉(zhuǎn)換0-1之間的數(shù)，再轉(zhuǎn)換成需要的量,SIMATIC S7-1500,串口通訊,S7-1500-PTP通訊模塊,在S7-1500 中只能通過通訊模塊(CM) 建立點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接,USS主站,USS主站,S7-1500- PTP物理接口,S7-1500- 參數(shù)比較/ASCII,S7-1500- CM PTP RS232 BA/HF,CM PTP RS232 BA/HF,流控制： 串口的流控制提供里由于某種原因不能進(jìn)行通訊時(shí)阻礙通訊的一種機(jī)制， 硬件流控制：使用串行電纜控制線上的電壓信號(hào)來控制數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，DTR/DSR 信號(hào)根據(jù)

22、組態(tài)可以不接。 軟件流控制：軟件流控使用數(shù)據(jù)流中的兩個(gè)特殊的字符，XOFF和XON，來控制數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。,S7-1500- CM PTP RS422/485 BA/HF,CM PTP RS422/485 BA/HF,RS422采用4線傳輸方式，差分傳輸，發(fā)送數(shù)據(jù)線為T+T-, 接收數(shù)據(jù)線為R+R-。 RS485采用2線傳輸方式 可以使用終端電阻吸收多余的信號(hào)返射，阻抗不連續(xù)和阻抗不匹配都會(huì)引起信號(hào)反射,S7-1500- CM PTP 模塊總結(jié),S7-1500- 參數(shù)比較/ASCII,S7-1500- PTP相關(guān)概念,并行通訊: 數(shù)據(jù)的各位同時(shí)發(fā)送或接收。 串行通訊: 數(shù)據(jù)一位一位順序發(fā)送或

23、接收。 數(shù)據(jù)位： ASCII分為標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼和擴(kuò)展ASCII碼兩種形式。當(dāng)你傳送字符為標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼時(shí)，數(shù)據(jù)位就為七位；當(dāng)你傳送字符為擴(kuò)展ASCII 碼時(shí)，數(shù)據(jù)位就為八位。 起始位：數(shù)據(jù)的起始標(biāo)識(shí)，邏輯0 停止位：數(shù)據(jù)的結(jié)束標(biāo)識(shí)，邏輯1,1奇偶校驗(yàn)原理：通過計(jì)算數(shù)據(jù)中“1”的個(gè)數(shù)是奇數(shù)還是偶數(shù)來判斷數(shù)據(jù)的正確性。在被校驗(yàn)的數(shù)據(jù)后加一位校驗(yàn)位或校驗(yàn)字符 用作校驗(yàn)碼實(shí)現(xiàn)校驗(yàn)。 2校驗(yàn)位的生成方法 奇校驗(yàn)：確保整個(gè)被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中“1”的個(gè)數(shù)是奇數(shù)個(gè)，即載荷數(shù)據(jù)中“1”的個(gè)數(shù)是奇數(shù)個(gè)時(shí)校驗(yàn)位填“0”，否則填“1”； 偶校驗(yàn)：確保整個(gè)被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中“1”的個(gè)數(shù)是偶數(shù)個(gè)，即載荷數(shù)據(jù)中“1”的個(gè)數(shù)是偶

24、數(shù)個(gè)時(shí)校驗(yàn)位填“1”，否則填“0”。 3使用奇偶校驗(yàn)碼校驗(yàn)的特點(diǎn)： 校驗(yàn)處理過程簡單，但如果數(shù)據(jù)中發(fā)生多位數(shù)據(jù)錯(cuò)誤就可能檢測(cè)不出來，更檢測(cè)不到錯(cuò)誤發(fā)生在哪一位；主要應(yīng)用于低速數(shù)字通信系統(tǒng)中，一般異步傳輸模式選用偶校驗(yàn)，同步傳輸模式選用奇校驗(yàn)。,S7-1500- ASCII協(xié)議,自由口是可自由編程的基于幀的協(xié)議，也稱為 ASCII 協(xié)議。必須為發(fā)送方向和接收方向組態(tài)幀的起始和結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。 自由口協(xié)議通過通信模塊和通信伙伴之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接控制數(shù)據(jù)傳輸。 自由口協(xié)議包含物理層（第 1 層）。,自由口協(xié)議報(bào)文格式,S7-1500- PTP,異步通信的接收過程,（1）開始通信時(shí)，信號(hào)線為空閑（邏輯1）,當(dāng)

25、檢測(cè)到由1到0的跳 變時(shí)，開始對(duì)“接收時(shí)鐘”計(jì)數(shù)。 （2）當(dāng)計(jì)到8個(gè)時(shí)鐘時(shí)，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，若仍為低電平， 則認(rèn)這是“起始位”B，而不是干擾信號(hào)。 （3）接收端檢測(cè)到起始位后，隔16個(gè)接收時(shí)鐘，對(duì)輸入信號(hào)檢測(cè) 一次，把對(duì)應(yīng)的值作為D0位數(shù)據(jù)。 若為邏輯1,作為數(shù)據(jù)位1； 若為邏輯0，作為數(shù)據(jù)位0。 （4）再隔16個(gè)接收時(shí)鐘，對(duì)輸入信號(hào)檢測(cè)一次，把對(duì)應(yīng)的值作為 D1位數(shù)據(jù)。.，直到全部數(shù)據(jù)位都輸入。 （5）檢測(cè)校驗(yàn)位P（如果有的話）。 （6）接收到規(guī)定的數(shù)據(jù)位個(gè)數(shù)和校驗(yàn)位后,通信接口電路希望收到 停止位S(邏輯1)，若此時(shí)未收到邏輯1，說明出現(xiàn)了錯(cuò)誤，在 狀態(tài)寄存器中置“幀錯(cuò)誤”標(biāo)志。若沒有

26、錯(cuò)誤，對(duì)全部數(shù)據(jù) 位進(jìn)行奇偶校驗(yàn)，無校驗(yàn)錯(cuò)時(shí)，把數(shù)據(jù)位從移位寄存器中送 數(shù)據(jù)輸入寄存器。若校驗(yàn)錯(cuò)，在狀態(tài)寄存器中置奇偶錯(cuò)標(biāo)志。 （7）本幀信息全部接收完，把線路上出現(xiàn)的高電平作為空閑位。（8）當(dāng)信號(hào)再次變?yōu)榈蜁r(shí)，開始進(jìn)入下一幀的檢測(cè),8個(gè)時(shí)鐘周期,S7-1500- ASCII協(xié)議,1. 設(shè)置校驗(yàn)位。,2. 設(shè)置流控制。,“XON/XOFF” 模式，通信模塊將發(fā)送 XON 字符，從而允許通信伙 伴發(fā)送數(shù)據(jù)。在接收緩沖區(qū)上溢前達(dá)到所組態(tài)的最 大幀數(shù)，或達(dá)到 16 個(gè)字符時(shí)，通信模塊會(huì)發(fā)送 XOFF 字符，從而請(qǐng)求通信伙伴停止發(fā)送。,3. 設(shè)置發(fā)送消息。,每條消息傳輸開始時(shí)發(fā)送附加斷點(diǎn),每個(gè)消息傳輸

27、開始時(shí)附加 Idle Line 信號(hào),數(shù)據(jù)流RTS切換時(shí)可用,位時(shí)間=1/波特率,發(fā)送字符包含結(jié)束碼,發(fā)送字符添加結(jié)束碼,附件斷點(diǎn) 空閑 起始位,S7-1500- ASCII協(xié)議,4. 設(shè)置接受條件。,設(shè)置起始條件,選擇多個(gè)條件時(shí)檢測(cè)順序2,1,3,4,1,2,3,4,最多4個(gè)字符序列，每個(gè)序列5個(gè)字符，,多個(gè)序列時(shí)是“或”的關(guān)系,從接受的第一個(gè)字符計(jì)時(shí),從傳送結(jié)束時(shí)計(jì)時(shí),通過消息的2個(gè)連續(xù)字符時(shí)間間隔,通過固定長度,通過最大長度,通過指定結(jié)束字符,選擇多個(gè)條件時(shí)是“或”的關(guān)系,S7-1500- ASCII協(xié)議,4. 接受的結(jié)束檢測(cè)。,接收數(shù)據(jù)時(shí)，如果已接收幀的長度達(dá)到已發(fā)送的幀長度，則將檢測(cè)

28、到幀結(jié)束,該值用于確定消息長度的字符的起始位置(第3個(gè)字節(jié)里的值是接受字節(jié)的長度),該值用于確定消息長度所占的字節(jié)數(shù)(接受字節(jié)的長度只在第3個(gè)字節(jié)里),該值可用于定義不包括在消息長度評(píng)估中的幀結(jié)束時(shí)的字節(jié)數(shù),S7-1500-3964(R)協(xié)議,3964（R）報(bào)文幀格式,S7-1500-3964(R)協(xié)議,1，3964(R)協(xié)議發(fā)送/接受過程,發(fā)送過程： 1，為發(fā)送建立連接 3964(R) 程序發(fā)送 STX 控制字符以建立連接。 如果通信伙伴在 acknowledgment delay time 結(jié)束前以 DLE 字符進(jìn)行響應(yīng)，則程序?qū)⑶袚Q至發(fā)送模式。 2，發(fā)送數(shù)據(jù) 如果成功建立了連接，則會(huì)將通

29、信模塊的輸出緩沖區(qū)中所包含的用戶數(shù)據(jù)連同所選 擇的傳輸參數(shù)一起 發(fā)送給通信伙伴（發(fā)送作業(yè)期間，用戶數(shù)據(jù)中識(shí)別到的 DLE 將被 發(fā)送兩次）。 3，發(fā)送期間連接終止 一旦發(fā)送了緩沖區(qū)中的內(nèi)容，程序?qū)⑻砑?DLE 和 ETX 字符以及塊校驗(yàn)和 BCC（僅限 3964R）作為結(jié)束 標(biāo)識(shí)符，然后等待確認(rèn)代碼。 如果通信伙伴在 acknowledgment delay time 內(nèi)發(fā)送 DLE 字符，則說明已無錯(cuò)接收數(shù)據(jù)塊。結(jié)束，連接被釋放，具有較 低優(yōu)先級(jí)的設(shè)備就可以執(zhí)行其發(fā)送請(qǐng)求。通信的雙方必 須設(shè)置優(yōu)先級(jí)。,S7-1500-3964(R)協(xié)議,3964(R)組態(tài),必須為一個(gè)通信伙伴分配較高的優(yōu)先級(jí)

30、，為另一個(gè)伙伴分配較低的優(yōu)先級(jí)。,添加BCC校驗(yàn),建立連接失敗的次數(shù),字符間隔時(shí)間,選擇協(xié)議,設(shè)定通訊格式,S7-1500- PTP程序,脈沖有效，重啟后不重新觸發(fā)則組態(tài)參數(shù)有效,脈沖有效,0時(shí)以Buffer長度為準(zhǔn),S7-1500- MODBUS通訊,Modbus是一種單主站的主從通信模式，Modbus網(wǎng)絡(luò)上只能有一個(gè)主站存在。 2. 主站在Modbus網(wǎng)絡(luò)上沒有地址，每個(gè)從站必須有唯一的地址，從站的地址范圍為0 - 247，其中0為廣播地址，從站的實(shí)際地址范圍為1 247，CM最大32個(gè)模塊。 3. Modbus具有兩種串行傳輸模式：分別為ASCII和RTU。 ASCII模式：西門子不提供

31、現(xiàn)成的通訊指令，需用自由口方式編程。 RTU模式：用指令庫編程，也可以用自由口方式編程。 Modbus RTU通信以主從的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，在傳輸?shù)倪^程中Modbus RTU主站是主動(dòng)方，即主站發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求報(bào)文到從站， Modbus RTU從站返回響應(yīng)報(bào)文。,S7-1500- MODBUS通訊,Modbus 功能碼 Modbus地址到 SIMATIC 地址的分配,S7-1500- MODBUS通訊,Modbus 主站程序示例,從站地址,讀操作,從站起始地址,16個(gè)位長度,讀出數(shù)據(jù)存放地址,寫操作,寫入寄存器起始地址,寫入源數(shù)據(jù),讀從站2的I0.0-I1.7的值,向從站2寫入5個(gè)寄存器的值,端口

32、組態(tài),Modbus-Master 通信規(guī)則 1，必須運(yùn)行 Modbus_Comm_Load 來組態(tài)端口。 2，要用來作為 Modbus 主站的端口不可作為 Modbus_Slave 使用。 3，可以使用一個(gè)或多個(gè) Modbus_Master 的實(shí)例。 但是，所有版本的 Modbus_Master 都必須為該端口使用相同的背景數(shù)據(jù)塊。 4，Modbus 指令不會(huì)使用通信報(bào)警事件來控制通信過程。 程序必須查詢 Modbus_Master 指令來獲得完整的命令（DONE、ERROR）。,必須使用此狀態(tài),主站或從站指令的數(shù)據(jù)塊引用,DONE完成位：上一請(qǐng)求已完成且沒有出錯(cuò)后，DONE 位將保持為 TR

33、UE 一個(gè)掃描周期時(shí)間,S7-1500- MODBUS通訊,Modbus 輪詢 對(duì)于多從站通訊，PLC不支持對(duì)Modbus通訊功能塊的自動(dòng)排序，因此需要使用輪詢的方式進(jìn)行信息處理，可以采用標(biāo)志位方式或時(shí)間片方式。,時(shí)間輪詢：以固定的時(shí)間進(jìn)行觸發(fā)，觸發(fā)時(shí)間間隔需要計(jì)算。,以常見的主站讀取從站的寄存器為例， 主站發(fā)出請(qǐng)求需要8個(gè)字節(jié)（站號(hào)1byte+功能碼1byte+起始地址2byte+長度2byte+校驗(yàn)2byte） 從站返回響應(yīng)為5+2*n個(gè)字節(jié)（站號(hào)1byte+功能碼1byte+讀數(shù)據(jù)長度1byte +數(shù)據(jù)ne+校驗(yàn)2byte）。其中n為寄存器個(gè)數(shù)。 如果通訊速率為9600時(shí)，按照常規(guī)的Mo

34、dbusRTU，8個(gè)數(shù)據(jù)位、1個(gè)停止位、 1個(gè)校驗(yàn)位，每傳輸1個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)需要的時(shí)間為：(8+1+1)/9600=1.04ms/Byte 因此，主站發(fā)出響應(yīng)到從站返回?cái)?shù)據(jù)的時(shí)間周期為：(8+5+2*n)*1.04+T1+T2，其中n為寄存器個(gè)數(shù)，T1為從站的響應(yīng)時(shí)間（如果是PLC，則為PLC的掃描時(shí)間），T2為通訊余量，一般為2050ms。如果讀取10個(gè)字的數(shù)據(jù)，從站響應(yīng)時(shí)間為50ms，則整個(gè)周期為：(8+5+2*10)*1.04+50+50=134.32ms。因此，超時(shí)時(shí)間必須大于134.32ms，可以設(shè)置為150ms以上。,Master,Slave1,Slave2,T,T,S7-1500-

35、MODBUS通訊,Modbus 輪詢 對(duì)于多從站通訊，PLC不支持對(duì)Modbus通訊功能塊的自動(dòng)排序，因此需要使用輪詢的方式進(jìn)行信息處理，可以采用標(biāo)志位方式或時(shí)間片方式。,標(biāo)志位輪詢：用一個(gè)計(jì)數(shù)器對(duì)通信功能塊的DONE和ERROR位進(jìn)行計(jì)數(shù)，通過該計(jì)數(shù)器的值來觸發(fā)讀寫功能塊，比如計(jì)數(shù)器=1，讀1#表； 計(jì)數(shù)器2，讀2#表。,Master,Slave1,Slave2,S7-1500- MODBUS通訊,Modbus 從站程序示例,從站地址,讀出數(shù)據(jù)存放地址,端口組態(tài),Modbus 從站通信的規(guī)則 1，必須運(yùn)行 Modbus_Comm_Load 以組態(tài)端口, 2，如果端口作為從站響應(yīng) Modbus

36、 主站，則不能使用 Modbus_Master 指令對(duì)該端口進(jìn)行編程。 3，只有 Modbus_Slave 的一個(gè)實(shí)例可與特定端口一起使用；否則可能遇到意外行為。 4，Modbus 指令不會(huì)使用通信報(bào)警事件來控制通信過程。 為實(shí)現(xiàn)完整的發(fā)送和接收過程，程序必須通過查詢 Modbus_Slave 指令來控制通信過程。 NDR:TRUE 表示新數(shù)據(jù)已由 Modbus 主站寫入 DR: TRUE - 表示該指令已將 Modbus 主站接收到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在目標(biāo)區(qū)域中。,NDR ：新數(shù)據(jù)就緒：0-無新數(shù)據(jù)；1-表示 Modbus主站已寫入新的數(shù)據(jù) DR：數(shù)據(jù)讀?。?-無數(shù)據(jù)讀??；1-表示 Modbus主站

37、已讀取新的數(shù)據(jù),SIMATIC S7-1500,Profibus_DP通訊,S7-1500-DP通信, 一類DP主站（DPM1）：一類DP主站是中央控制器，它在預(yù)定的 周期內(nèi)與分散的站（如DP從站）交換信息。典型的DPM1如PLC 或PC。 二類DP主站（DPM2）：二類DP主站是編程器組態(tài)設(shè)備或操作 面板，在DP系統(tǒng)組態(tài)操作時(shí)使用，完成系統(tǒng)操作和監(jiān)視目的。 DP從站：DP從站是進(jìn)行輸入和輸出信息采集和發(fā)送的外圍設(shè)備 （IO設(shè)備驅(qū)動(dòng)器HMI閥門等,PROFIBUS DP定義三種設(shè)備類型：,S7-1500-DP通信中繼器,按照Profibus的規(guī)范，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的硬件設(shè)備超過32個(gè)，或者波特率對(duì)應(yīng)的

38、網(wǎng)絡(luò)通訊距離已經(jīng)超出規(guī)定范圍時(shí)，就應(yīng)該使用Profibus RS485中繼器來拓展網(wǎng)絡(luò)連接。總線上最多9個(gè)中繼器。,S7-1500- PROFIBUS地址,分配PROFIBUS地址 ：在 PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò)中，為每臺(tái)設(shè)備分配了一個(gè) PROFIBUS 地址。這個(gè)地址可以在 0 到127 的范圍 內(nèi)，以下為特殊地址 地址 0：為網(wǎng)絡(luò)組態(tài)和/或連接到總線的編程工具保留 地址 1：Siemens 保留給第一個(gè)主站使用 地址 126：為不具有開關(guān)設(shè)置且必須通過網(wǎng)絡(luò)重新尋址的出廠設(shè)備保留 地址 127：為給網(wǎng)絡(luò)上所有設(shè)備廣播消息保留，不可以分配給運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備 因此，可用于 PROFIBUS 從站設(shè)備的地址

39、的范圍是 2 到 125。,PROFIBUS DP通訊協(xié)議的3個(gè)版本：DP-V0/V1/V2,S7-1500-DP網(wǎng)絡(luò)通訊種類,PROFIBUS DP通訊的形式主要分為以下3種： 1、主站與遠(yuǎn)程I/O的通訊 2、主站CPU與從站CPU之間的通訊 3、主站CPU與主站CPU之間的通訊（DP/DP Coupler） 4、從站-從站設(shè)備之間的通訊,S7-1500-DP從站組態(tài)1,PROFIBUS 從站（I/O傳感器、閥、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器或其它測(cè)量設(shè)備）構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)上的被動(dòng)站，因?yàn)樗鼪]有總線訪問權(quán)限，只能確認(rèn)接收到的消息或根據(jù)請(qǐng)求將響應(yīng)消息發(fā)送給主站。所有PROFIBUS 從站具有相同的優(yōu)先級(jí)，并且所有網(wǎng)絡(luò)通信

40、都源于主站。對(duì)于非集成從站，可以通過GSD文件加載方式組態(tài)。,S7-1500-DP從站組態(tài)2,一次性讀取從站,一次性寫入,S7-1500-DP 主從通訊,智能從站：以 DP 從站的角色連接到“上級(jí)”DP 主站的CPU或CP。DP 主站實(shí)際是訪問預(yù)處理 CPU 的 I/O 地址空間中的傳輸區(qū)域，而不 是訪問智能 DP 從站所連接的 I/O。1500_PLC只能通過CM/CP組態(tài)智能從站，CPU自帶接口可以作為主站。,智能從站具有以下優(yōu)勢(shì)： 與具有 PROFIBUS 接口的 CPU 連接簡便 可實(shí)現(xiàn) CPU 與 PROFIBUS 接口之間的實(shí)時(shí)通信 通過將計(jì)算容量分配到智能從站，可減輕 DP 主站

41、的負(fù)荷 拆分 STEP 7 項(xiàng)目 專有技術(shù)保護(hù)（GSD 文件組態(tài)進(jìn)行傳輸， ）,S7-1500- DP 智能從站組態(tài),單個(gè)傳送或接受最大64字節(jié)，可以組態(tài)多組,常見問題： 1，雖然主站沒有組態(tài)，但是會(huì)生成數(shù)據(jù)連接，所以主站組態(tài)要重新下載。,數(shù)據(jù)的一致性需要SFC14/15實(shí)現(xiàn),S7-1500-DP 主主通訊,DP/DP Coupler ：DP/DP Coupler用于連接兩個(gè)Profibus-DP主站網(wǎng)絡(luò)，以便在這兩個(gè)主站網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，數(shù)據(jù)通訊區(qū)最高可以達(dá)244字節(jié)輸入和244字節(jié)的輸出. 。,DP/DP Coupler具有以下特點(diǎn)： 通訊速率可以不同 數(shù)據(jù)區(qū)必須一致,S7-1500-

42、DP 主主通訊,S7-1500-DP等時(shí)同步通信,非等時(shí)執(zhí)行周期,等時(shí)執(zhí)行周期,根據(jù)各自的周期，信號(hào)或數(shù)據(jù)，會(huì)從電子輸入模塊發(fā)送到 DP 從站背板總線，再通過 PROFIBUS 子網(wǎng)發(fā)送到 CPU 的非等時(shí)用戶程序。將數(shù)據(jù)返回至電子輸出模塊。各個(gè)周期的不同長度和“隨機(jī)”位置將使過程響應(yīng)時(shí)間波動(dòng)很大。,S7-1500-DP等時(shí)同步通信組態(tài),在組織塊中OB61中使用，,PIP號(hào),S7-1500-DP 從站同步/凍結(jié)功能,DP 主站可以同時(shí)發(fā)送 SYNC /FREEZE 控制命令到一組 DP 從站中以保持這些從站的輸出/輸入狀態(tài)。 DP 主站發(fā)送 SYNC 命令，以凍結(jié)一組 DP 從站的輸出狀態(tài)，使

43、這些從站保持當(dāng)前值。 DP 主站發(fā)送FREEZE 命令，位于相關(guān)組內(nèi)的 DP 從站會(huì)凍結(jié)自身輸入的當(dāng)前狀態(tài)。,一個(gè)從站只能分配到個(gè)一組中,S7-1500-DP 診斷功能,面板診斷功能, RUN/STOP LED ERROR LED MAINT LED,TIA診斷,S7-1500-DP 診斷功能,程序診斷功能,查詢 DP 主站系統(tǒng)中所有 DP 從站的狀態(tài)信息,讀取 DP 從站的當(dāng)前診斷數(shù)據(jù),256字節(jié)的數(shù)組,PROFINET IO 系統(tǒng)：1024 位 對(duì)于 DP 主站系統(tǒng)：128 位,廠商ID,SIMATIC S7-1500,I-Device通訊,S7-1500-I-DEVICE,PROFINE

44、T IO 分為IO 控制器, IO 設(shè)備, IO 監(jiān)視器。 PROFINET IO 控制器指用于對(duì)連接的 IO 設(shè)備進(jìn)行尋址的設(shè)備。這意味著 IO 控制器將與分配的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備交換輸入和輸 出信號(hào)。IO 控制器通常是運(yùn)行自動(dòng)化程序的控制器。 PROFINET IO 設(shè)備指分配給其中一個(gè) IO 控制器（例如，遠(yuǎn)程 IO、閥終端、變頻器和交換機(jī)）的分布式現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。 PROFINET IO 監(jiān)控器指用于調(diào)試和診斷的編程設(shè)備、PC 或 HMI 設(shè)備。,IO 控制器,IO Device,IO Monitor,S7-1500-I-DEVICE,智能設(shè)備（I Device）: CPU 不但可以作為一個(gè)智能處理單

45、元處理生產(chǎn)工藝的某一過程，而且可以和 IO 控制器之間交換過程數(shù)據(jù)。智能設(shè)備設(shè)備可以同時(shí)作為 IO 控制器和 IO 設(shè)備。,智能設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域： 分布式處理 可以將復(fù)雜自動(dòng)化任務(wù)劃分為較小的單元/子過程。 單獨(dú)的子過程 通過使用智能設(shè)備，可以將分布廣泛的大量復(fù)雜過程劃分為具有可管理的接口的多個(gè)子過程。 專有技術(shù)保護(hù) 組件只能通過智能設(shè)備接口描述的 GSD 文件傳輸，而不能通過 STEP 7 項(xiàng)目傳輸。 智能設(shè)備具有以下優(yōu)勢(shì)： 簡單鏈接 IO 控制器 IO 控制器之間的實(shí)時(shí)通信 通過將計(jì)算容量分發(fā)到智能設(shè)備可減輕上層 IO 控制器的負(fù)荷。 由于在局部處理過程數(shù)據(jù)，通信負(fù)載降低,S7-1500-I

46、-DEVICE數(shù)據(jù)交換, 上層 IO 控制器與普通 IO 設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換 在這種方式中，IO 控制器和 IO 設(shè)備通過 PROFINET 來交換數(shù)據(jù)。 上層 IO 控制器與智能設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換 在這種方式中，IO 控制器和智能設(shè)備可通過 PROFINET 來交換 數(shù)據(jù)。上層 IO 控制器與智能設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換，基于常規(guī) IO 控 制器與 IO 設(shè)備之間的關(guān)系。對(duì)于上層 IO 控制器，智能設(shè)備的傳輸區(qū) 代表某個(gè)預(yù)組態(tài)站的子模塊。IO 控制器的輸出數(shù)據(jù)是智能設(shè)備的輸 入數(shù)據(jù)。 與此類似，IO 控制器的輸入數(shù)據(jù)是智能設(shè)備的輸出數(shù)據(jù)。 用戶程序與傳輸區(qū)之間的傳輸關(guān)系 在這種方式中，用戶程序與傳

47、輸區(qū)交換輸入和輸出數(shù)據(jù)。 用戶程序與智能設(shè)備的 I/O 之間的數(shù)據(jù)交換 在這種方式中，用戶程序與集中式/分布式 I/O 交換輸入和輸出數(shù)據(jù)。 智能設(shè)備與下層 IO 設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換 在這種方式中，智能設(shè)備與它的 IO 設(shè)備交換數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)傳輸是通過 PROFINET 完成的。,PNIO系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸過程,S7-1500-I-DEVICE組態(tài),1. 作為CPU的IO設(shè)備：,選擇接口參數(shù)由誰分配,選擇是否作為可選IO設(shè)備,最大1024,對(duì)于非集成項(xiàng)目只有組態(tài)的智能設(shè)備的數(shù)據(jù)， 導(dǎo)出GSD文件，實(shí)現(xiàn)程序保護(hù)。,SIMATIC S7-1500,Open-IE,S7-1500-CP/CM,S7-150

48、0-以太網(wǎng)/Profinet,以太網(wǎng)基本特征: 采用一種稱為載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測(cè)CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)的共享訪問方案，即多個(gè)工作站都連接在一條總線上，所有的工作站都不斷向總線上發(fā)出監(jiān)聽信號(hào)，但在同一時(shí)刻只能有一個(gè)工作站在總線上進(jìn)行傳輸，而其它工作站必須等待其傳輸結(jié)束后再開始自己的傳輸。,PROFINET三大通訊特性: TCP/IP 和UDP/IP通訊(非實(shí)時(shí)) 在時(shí)間要求并不嚴(yán)格的情況下， 可利用TCP/IP和UDP/IP進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，這是通訊技術(shù)的基礎(chǔ) 例如用于進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和配置。TCP/IP

49、是IT領(lǐng)域發(fā)展過程中所形成的一種標(biāo)準(zhǔn)。 實(shí)時(shí)(RT) 實(shí)時(shí)技術(shù)用于處理對(duì)時(shí)間要求較為嚴(yán)格的過程數(shù)據(jù)，即用于處理循環(huán)數(shù)據(jù)或者事件觸發(fā)的報(bào)警信號(hào)。PROFINET利用經(jīng)過優(yōu)化的實(shí)時(shí)通訊通道來處理自動(dòng)化系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)請(qǐng)求信息。這樣可以縮短執(zhí)行時(shí)間，且 可提高刷新過程數(shù)據(jù)的性能。其性能優(yōu)于傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線，且能使響應(yīng)時(shí)間降低到以微秒計(jì)算 等時(shí)實(shí)時(shí)(IRT) 如果是要求特別高的應(yīng)用，則可使用硬件支持的實(shí)時(shí)通訊方式，即等時(shí)實(shí)時(shí)(IRT) 例如運(yùn)動(dòng)控制以及工廠自動(dòng)化系統(tǒng)中的高性能應(yīng)用。 利用IRT 可實(shí)現(xiàn)最高為250 s 的循環(huán)時(shí)間，且抖動(dòng)誤差小于1 s，為此可將通信循環(huán)劃分為確定性和開放性兩部分，并由網(wǎng)絡(luò)中的S

50、ync主站傳遞給其它設(shè)備。,S7-1500-OPEN-IE,開放式通信具有主要特點(diǎn)： 1， 開放式標(biāo)準(zhǔn)（可與其它廠商的 CPU 或 PC 進(jìn)行通信） 2， 通過各種協(xié)議（在 STEP 7 中稱為“連接類型”）進(jìn)行通信 3，可傳輸?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上具有高度靈活性。 4，數(shù)據(jù)交換必須編程實(shí)現(xiàn) 5，可以動(dòng)態(tài)建立和釋放連接,通過開放式IE通信，CPU 可以與同一子網(wǎng)中具有通信能力的其它模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。,S7-1500-OPEN IE 通訊模型,開放式通信協(xié)議,CP,CM,CPU,CP,CM,CPU,編寫程序建立連接,S7-1500 支持開放式通信的通信接口： 1， CPU 中集成的接口（PROFINET/

51、工業(yè)以太網(wǎng)） 2， CP 1543-1/CM 1542-1,S7-1500-TCP特點(diǎn),面向連接的傳輸層協(xié)議； 適用于中等大小或較大的數(shù)據(jù)量傳輸（=8192 Byte） ； TCP連接只能有兩個(gè)端點(diǎn)，每條TCP連接只能是點(diǎn)對(duì)點(diǎn) ； TCP 提供可靠交付的服務(wù)，無差錯(cuò)、不丟失、不重復(fù)、按序到達(dá)； 只能傳輸固定長度的數(shù)據(jù)； 協(xié)議的透明性，廣泛應(yīng)用于與第三方通訊。,TCP主要特點(diǎn),以固定好的順序傳輸一個(gè)序列（數(shù)據(jù)流）,S7-1500-TCP特點(diǎn),面向連接的協(xié)議； 是ISO協(xié)議和TCP協(xié)議的融合，具有面向消息的數(shù)據(jù)信息特點(diǎn) ； 數(shù)據(jù)信息以數(shù)據(jù)報(bào)文形式出現(xiàn)，發(fā)送端和接收端的數(shù)據(jù)長度可以不一致，發(fā)送端的

52、長度不能大于接收端的數(shù)據(jù)報(bào)文長度； 可用于實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)長度； 適用于中等大小或較大的數(shù)據(jù)量傳輸（=8192 Byte） ； 只能用在SMATIC體系中。,ISO-on-TCP主要特點(diǎn),ISO-on-TCP,傳送數(shù)據(jù)增加了報(bào)文頭（消息）。類似于傳送帶上的包裹， 傳輸數(shù)據(jù)量取決于發(fā)送區(qū)大小。,ISO-on-TCP 報(bào)文頭,字長度,S7-1500-UDP特點(diǎn),面向非連接的協(xié)議（不需要建立連接）； 適用于中小數(shù)據(jù)量傳播（=2048 Byte）； 丟失數(shù)據(jù)包后不重新發(fā)送，消息長度不定； 具有廣播功能（廣播只針對(duì)發(fā)送放）； 協(xié)議的透明性，廣泛應(yīng)用于與第三方通訊。,UDP主要特點(diǎn),UDP,面向消息的傳播,U

53、DP報(bào)文頭 目標(biāo)地址/端口/長度,S7-1500-OUC開放式用戶通信,對(duì)于開放式用戶通信，兩個(gè)通信伙伴都必須具有用來建立和終止連接的指令。 其中一個(gè)通信伙伴通過 TSEND、TUSEND 或 TSEND_C 發(fā)送數(shù)據(jù)，而另一個(gè)通信伙伴則通過 TRCV、TURCV 或 TRCV_C 接收數(shù)據(jù)。 其中一個(gè)通信伙伴作為主動(dòng)方啟動(dòng)連接建立過程。 另一個(gè)通信伙伴通過作為被動(dòng)方啟動(dòng)連接建立過程來進(jìn)行響應(yīng)。,S7-1500-TCON建立TCP連接,通訊協(xié)議 選擇,用戶程序的訪問點(diǎn),每個(gè)連接具有一個(gè)ID,DONE： 0： 作業(yè)未啟動(dòng)，或者仍在執(zhí)行過程中； 1：作業(yè)已經(jīng)成功完成。 BUSY： 0： 作業(yè)尚未啟

54、動(dòng)或已完成； 1：作業(yè)尚未完成， 無法啟動(dòng)新作業(yè)。,兩個(gè)通信伙伴都需要調(diào)用，以設(shè)置和建立通信連接； 參數(shù)分配時(shí)，用戶需要指定哪個(gè)是主動(dòng)通信端點(diǎn)以及哪個(gè)是被動(dòng)通信端點(diǎn)；,S7-1500-TSEND/TRCV實(shí)現(xiàn)TCP數(shù)據(jù)交換,“TSEND” “TRCV”指令是異步執(zhí)行，在發(fā)送作業(yè)完成前不能編輯要發(fā)送的數(shù)據(jù)，接收數(shù)據(jù)時(shí)不能更改 DATA 參數(shù)或定義的接收區(qū)以確保接收到的數(shù)據(jù)一致；,參數(shù) DONE 的信號(hào)狀態(tài)“1”并不能確定通信伙伴已讀取所發(fā)送的數(shù)據(jù)。成功接收數(shù)據(jù)后，參數(shù) NDR 設(shè)置為值“1”，參數(shù) RCVD_LEN 顯示接收的數(shù)據(jù)量。,DB,DB數(shù)據(jù)塊,DB數(shù)據(jù)塊,CPU 1 (active),

55、CPU 2 (passive),DB,通訊中轉(zhuǎn)區(qū),數(shù)據(jù)從發(fā)送DB塊進(jìn)入通訊中轉(zhuǎn)區(qū)TSEND功能塊DONE=1,數(shù)據(jù)從通訊中轉(zhuǎn)區(qū)進(jìn)入到接收DB塊TRCV功能塊NDR=1,S7-1500-集成指令TCP連接,脈沖有效,On時(shí)接受,編程/組態(tài)建立連接,通訊協(xié)議 選擇,用戶程序的訪問點(diǎn),每個(gè)連接具有一個(gè)ID,每個(gè)連接對(duì)象需要建立一個(gè)連接,CONT ： 控制通信連接，與REQ無關(guān) 0： 斷開通信連接。 1： 建立并保持通信連接。 COM_RST：重置連接 0： 無關(guān) 1： 重置現(xiàn)有連接。 ADDR：用于UDP通信 指向接收方/發(fā)送方地址的指針。,S7-1500-TCP通訊關(guān)于長度的數(shù)據(jù)流,TCP傳輸?shù)男?/p>

56、式是數(shù)據(jù)流，沒有傳輸長度及信息幀的起始、結(jié)束信息，數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收由LEN、DATA 和 ADHOC參數(shù)決定。,LEN = 0， “TSEND” 指令會(huì)發(fā)送參數(shù) DATA 指定的所有數(shù)據(jù)， “TRCV”指令則將數(shù)據(jù)按參數(shù) DATA 中指定長度保存在接收區(qū)，參數(shù) RCVD_LEN指示字節(jié)數(shù)。,DONE 脈沖發(fā)生3次，每次發(fā)送5字節(jié),NDR 脈沖發(fā)生1次，共接收15字節(jié),S7-1500-TCP通訊關(guān)于長度的數(shù)據(jù)流,8,9,10,發(fā)送,1,2,3,4,5,6,7,REQ第1次,LEN不等于0，“TSEND” 指令按照參數(shù) LEN 指定長度發(fā)送參數(shù) DATA 指定的數(shù)據(jù)， “TRCV”指令接收LEN

57、參數(shù)指定的長度數(shù)據(jù)后保存在參數(shù) DATA 中指定的接收區(qū)，參數(shù) RCVD_LEN指示字節(jié)數(shù)。,TCP 數(shù)據(jù)傳送（發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)（10）大于接收數(shù)據(jù)區(qū)（7）,1,2,3,4,5,6,7,接受,8,9,10,發(fā)送,8,9,10,1,2,3,4,REQ第2次,1,2,3,4,5,6,7,接受,8,9,10,發(fā)送,5,6,7,8,9,10,1,REQ第3次,1,2,3,4,5,6,7,接受,發(fā)送,1,2,3,4,5,6,7,REQ第1次,TCP 數(shù)據(jù)傳送（發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)（7）小于接收數(shù)據(jù)區(qū)（10）,1,2,3,4,5,6,7,發(fā)送,REQ第2次,1,2,3,4,5,6,7,接受,發(fā)送,REQ第3次,1,2,3

58、,4,5,6,接受,1,2,3,4,5,6,7,1,2,3,4,5,6,7,S7-1500-TCP通訊關(guān)于長度的數(shù)據(jù)流程,發(fā)送,1,2,3,4,5,6,7,REQ第1次,TCP 數(shù)據(jù)傳送（動(dòng)態(tài)調(diào)整接收數(shù)據(jù)區(qū)大小Ad-hoc）。 Ad-hoc模式下，“TRCV”指令可接收動(dòng)態(tài)長度的數(shù)據(jù)。 設(shè)置參數(shù) LEN = 0參數(shù) Ad-hoc=1，接到數(shù)據(jù)后立即保存到參數(shù) DATA 中指定接收區(qū)，參數(shù) RCVD_LEN指示實(shí)際接收字節(jié)數(shù)。,TCP 數(shù)據(jù)傳送,1,2,3,4,5,6,7,接受,發(fā)送,1,2,3,4,REQ第2次,1,2,3,4,接受,8,9,10,發(fā)送,REQ第3次,1,2,3,4,5,6,7,接受,8,9,10,1,2,3,4,5,6,7,S7-1500-TCP通訊診斷,可通過診斷指令檢查連接狀態(tài)并讀取該連接的本