第八章PLC的通信及网络

1、 本章介绍了网络通信的基本概念及所采用的数据本章介绍了网络通信的基本概念及所采用的数据传送方式，重点介绍了传送方式，重点介绍了S7-200 PLCS7-200 PLC通信功能及协议，通信功能及协议，通过举例说明通过举例说明S7-200 PLCS7-200 PLC通信网络的构成与实现，并通信网络的构成与实现，并讲解了通信指令的使用。讲解了通信指令的使用。 通过对本章的学习，应能根据需要配置通过对本章的学习，应能根据需要配置S7-200 S7-200 PLCPLC通信网络，通过网络读写指令或自由口指令实现其通信网络，通过网络读写指令或自由口指令实现其通信。通信。第第8章章 PLC的通信及网络的通信

2、及网络第第8章章 PLC的通信及网络的通信及网络8.18.1SIEMENSSIEMENS工业自动化控制网络工业自动化控制网络8.28.2S7-200S7-200串行通信网络及应用串行通信网络及应用8.38.3通信指令及应用通信指令及应用8.1.1 数据通信方式数据通信方式 1. 1. 数据传输方式数据传输方式: :(1)(1)按照传输数据的时空顺序按照传输数据的时空顺序，数据的通信可分为，数据的通信可分为并行通信和串行通信两种：并行通信和串行通信两种： 并行通信并行通信：所传送数据的：所传送数据的各位同时发送或接收各位同时发送或接收。 串行通信串行通信：所传送的数据：所传送的数据按顺序一位一位

3、地按顺序一位一位地发送发送或接收。或接收。 8.1.1 数据通信方式数据通信方式 1. 1. 数据传输方式数据传输方式: :(2)(2)串行通信按信息传输格式串行通信按信息传输格式分为同步传输和异步传输，分为同步传输和异步传输，是按发送端和接收端同步技术的不同划分的。是按发送端和接收端同步技术的不同划分的。 异步传送异步传送：异步传送也称起止式传送，它是利用：异步传送也称起止式传送，它是利用起止起止法来达到收发同步法来达到收发同步的。的。 数据以字符（帧）为单位发送，每个字符由数据以字符（帧）为单位发送，每个字符由4 4部分组成：部分组成：起始位（起始位（0 0）、数据位、校验位、停止位（）、

4、数据位、校验位、停止位（1 1，可以是，可以是1 1位、位、2 2位）。位）。8.1.1 数据通信方式数据通信方式 1. 1. 数据传输方式数据传输方式: :(2)(2)串行通信按信息传输格式串行通信按信息传输格式分为同步传输和异步传输，分为同步传输和异步传输，是按发送端和接收端同步技术的不同划分的。是按发送端和接收端同步技术的不同划分的。 同步传送同步传送：同步传送同步传送在数据开始处就用同步字符（通在数据开始处就用同步字符（通常为常为1 12 2个）来指示个）来指示。由时钟实现收发端同步，一旦。由时钟实现收发端同步，一旦检测到同步字符，就连续按顺序传递数据。检测到同步字符，就连续按顺序传递

5、数据。数据以数数据以数据块形式传送，不需要起始位和停止位，所以效率比据块形式传送，不需要起始位和停止位，所以效率比较高，但是价格比较贵较高，但是价格比较贵。8.1.1 数据通信方式数据通信方式 2. 2. 数据传送方向数据传送方向: :在通信线路，在通信线路，按照数据传送的方向按照数据传送的方向可分为单工、半双可分为单工、半双工和全双工通信三种方式工和全双工通信三种方式: : 单工通信方式单工通信方式：数据的传送始终保持同一个方向数据的传送始终保持同一个方向，而，而不能进行反向传送。不能进行反向传送。 半双工通信方式半双工通信方式：信息流：信息流可以在两个方向上传送，但可以在两个方向上传送，但

6、同一时刻只限于一个方向同一时刻只限于一个方向传送。传送。全双工通信方式全双工通信方式：能：能在两个方向上同时在两个方向上同时发送和接收。发送和接收。 8.1.1 数据通信方式数据通信方式单工、半双工、全双单工、半双工、全双工示意图工示意图广播广播对讲机对讲机电话电话8.1.1 数据通信方式数据通信方式 3. 3. 波特率波特率: :在串行通信中，用波特率来描述数据的传输速在串行通信中，用波特率来描述数据的传输速率。率。波特率波特率：即：即数据传送速率数据传送速率，表示，表示每秒钟传送二每秒钟传送二进制代码的位数进制代码的位数，它的单位是，它的单位是bit/sbit/s（bpsbps）。假如数据

7、传送速率是假如数据传送速率是120120字符字符/s/s，而每个字符包而每个字符包含含1010个代码位（一个起始位、一个终止位、个代码位（一个起始位、一个终止位、8 8个个数据位）。这时传送的波特率为：数据位）。这时传送的波特率为： 10b/10b/字符字符120120字符字符/s=1200b/s/s=1200b/s8.1.1 数据通信方式数据通信方式 4. 4. 传送介质传送介质: :目前普遍使用的传送介质有：目前普遍使用的传送介质有：同轴电缆、同轴电缆、双绞线、光缆双绞线、光缆，其它介质如无线电、红外，其它介质如无线电、红外微波等在微波等在PLCPLC网络中应用很少。网络中应用很少。其中其

8、中双绞线（带屏蔽）成本低、安装简单双绞线（带屏蔽）成本低、安装简单；光缆尺寸小、质量轻、传输距离远，但光缆尺寸小、质量轻、传输距离远，但成本高、安装维修需专用仪器。成本高、安装维修需专用仪器。 8.1.1 数据通信方式数据通信方式 5. 5. 串行通信接口串行通信接口: : RSRS- -232C232C接口接口：19691969年由美国电子工业协会年由美国电子工业协会EIAEIA（E1ectronic E1ectronic Industries AssociationIndustries Association）所公布的串行通信接口标准。所公布的串行通信接口标准。是工是工控计算机普遍配置的接

9、口。控计算机普遍配置的接口。它采用按位串行的方式，单端发送它采用按位串行的方式，单端发送、单端接收。、单端接收。 RS-422RS-422接口接口：传输线采用：传输线采用差动接收和差动发送的方式差动接收和差动发送的方式传送数据传送数据，也有，也有较高的通信速率较高的通信速率（波特率可达（波特率可达10MB10MB以上）和较强的抗干以上）和较强的抗干扰能力。扰能力。 RS-485RS-485接口接口：最常用的的串行通信协议，使用双绞线作为传输最常用的的串行通信协议，使用双绞线作为传输介质。介质。 RS-422RS-422与与RS-485RS-485的区别的区别：RS-485RS-485采用的是半

10、双工传送方式，采用的是半双工传送方式，RS-422RS-422采用的是全双工传送方式；采用的是全双工传送方式；RS-422RS-422用两对差分信号线，用两对差分信号线，RS-485RS-485只用一对差分信号线。只用一对差分信号线。 8.1.2 网络概述网络概述 u将具有独立功能而又分散在不同地理位置的将具有独立功能而又分散在不同地理位置的多台多台计算机，通过通信设备和通信线路连接起来计算机，通过通信设备和通信线路连接起来构成构成的计算机系统称为的计算机系统称为计算机网络计算机网络。uPLCPLC与计算机之间或多台与计算机之间或多台PLCPLC之间之间也可直接或通过也可直接或通过通信处理器通

11、信处理器构成网络构成网络，以实现信息交换；，以实现信息交换；各各PLCPLC或远程或远程I/OI/O模块模块按功能各自放置在生产现场进行按功能各自放置在生产现场进行分散控制，再分散控制，再用网络连接起来用网络连接起来，组成集中管理的，组成集中管理的分布式网络分布式网络。 u互连和通信是网络的核心互连和通信是网络的核心，网络的拓扑结构网络的拓扑结构、传传输控制输控制、传输介质传输介质和和通道利用方式通道利用方式是构成网络的是构成网络的四大要素。四大要素。 1. 1. 数据通信的网络拓扑结构数据通信的网络拓扑结构: :树形结构树形结构：结构中处于：结构中处于较高位置的站点控制位于它较高位置的站点控

12、制位于它下面的那些站点下面的那些站点的数据通信。的数据通信。 总线形结构总线形结构：通过一条总线电缆作为传输介质，各：通过一条总线电缆作为传输介质，各节点通过接口接入总线。其特点是节点通过接口接入总线。其特点是所有站点共享一所有站点共享一个公共通信总线。个公共通信总线。在底层在底层S7-200 PLCS7-200 PLC的网络中，一的网络中，一般采用总线型结构。般采用总线型结构。 星形结构星形结构：以中央节点为中心与各个节点连接组成，：以中央节点为中心与各个节点连接组成，网络中网络中任何两个节点要进行通讯都由中央控制站点任何两个节点要进行通讯都由中央控制站点控制控制并转换。并转换。环路结构环路

13、结构：以环行网中：以环行网中各节点首尾顺序连接各节点首尾顺序连接形成。形成。 8.1.2 网络概述网络概述 8.1.2 网络概述网络概述 网络拓扑结构示意图：网络拓扑结构示意图： 树形树形 总线形总线形 星形星形 环形环形图图 网络拓扑结构图网络拓扑结构图 8.1.3 S7系列系列PLC的网络类型的网络类型 主站主站：可以主动发起数据通信，读：可以主动发起数据通信，读/ /写其他站点的数写其他站点的数据。据。 从站从站：从站不能主动发起通信，进行数据交换，只能：从站不能主动发起通信，进行数据交换，只能响应主站的访问，提供或接收数据。响应主站的访问，提供或接收数据。从站不能访问其从站不能访问其他

14、从站。他从站。 设备在网络中是作为主站还是从站是由通信协议决定设备在网络中是作为主站还是从站是由通信协议决定的。的。 安装编程软件的安装编程软件的PCPC一定是通信主站；所有的一定是通信主站；所有的HMIHMI也是也是主站，与主站，与S7-200 PLCS7-200 PLC通信的通信的S7-300/400 PLCS7-300/400 PLC也是主站也是主站；S7-200 CPUS7-200 CPU在读写其他在读写其他S7-200 CPUS7-200 CPU数据时就是主站数据时就是主站；在多数情况下，在多数情况下，S7-200PLCS7-200PLC在通信网络中是作为从在通信网络中是作为从站出现

15、的，它响应主站的数据请求站出现的，它响应主站的数据请求。S7-200 CPUS7-200 CPU使用使用自由口通信模式时，既可以做主站，也可以做从站。自由口通信模式时，既可以做主站，也可以做从站。 简单网络简单网络：指以个人计算机为主站，一台或多台同指以个人计算机为主站，一台或多台同型号的型号的PLCPLC为从站，组成简易集散控制系统。为从站，组成简易集散控制系统。在这种在这种系统中，个人计算机充当操作站，实现通信管理、系统中，个人计算机充当操作站，实现通信管理、显示、报警、监控、编程及操作等功能，而多台显示、报警、监控、编程及操作等功能，而多台PLCPLC负责控制任务；负责控制任务；PLCP

16、LC也可以作为主站，其他多台同型也可以作为主站，其他多台同型号号PLCPLC作为从站，构成主从式网络。作为从站，构成主从式网络。 多级复杂网络多级复杂网络：现代大型工业企业：现代大型工业企业PLCPLC控制系统中，控制系统中，一般采用多级网络的形式。不同一般采用多级网络的形式。不同PLCPLC厂家的自动化系厂家的自动化系统网络结构的层数及各层的功能分布有所差异。统网络结构的层数及各层的功能分布有所差异。 8.1.3 S7系列系列PLC的网络类型的网络类型8.1 SIEMENS工业自动化控制网络工业自动化控制网络.1SIEMENS PLCSIEMENS PLC网络的层次结构网络的

17、层次结构.2网络通信设备网络通信设备.3通信协议通信协议8.1.1SIEMENS PLC网络的层次结构网络的层次结构6.PROFIBUS-DP6.PROFIBUS-DP通信模块通信模块 现代大型工业企业中，一般采用多级工业控制现代大型工业企业中，一般采用多级工业控制网络。网络。PLCPLC的制造商通常采用的制造商通常采用企业自动化网络金字塔企业自动化网络金字塔模型模型来描述产品可实现的性能。自动化网络金字塔来描述产品可实现的性能。自动化网络金字塔的特点是的特点是上层负责生产管理，中间层负责生产过程上层负责生产管理，中间层负责生产过程的监控和优化，底层负责现场的检

18、测和控制的监控和优化，底层负责现场的检测和控制。 S7 S7系列自动化网络金字塔由四级组成，由上到系列自动化网络金字塔由四级组成，由上到下分别是。通过下分别是。通过3 3层工业控制总线将这层工业控制总线将这4 4级子网连接级子网连接起来。起来。6.PROFIBUS-DP6.PROFIBUS-DP通信模块通信模块最高层是工业以太网最高层是工业以太网，是一种开放式网络，可以连接，是一种开放式网络，可以连接到互联网使用通用协议。到互联网使用通用协议。中间层是工业现场总线中间层是工业现场总线PROFIBUSPROFIBUS，用于车间级和现场，用于车间级和现场级的国际标准，是级的国际标准，是不依赖生产厂

19、家的、开放式的现场不依赖生产厂家的、开放式的现场总线总线。传输速率最高为。传输速率最高为12Mbit/s12Mbit/s，使用屏蔽双绞线电，使用屏蔽双绞线电缆时最长通信距离是缆时最长通信距离是9.6km9.6km，最多可接，最多可接127127个从站。个从站。最底层是最底层是AS-iAS-i总线总线。是。是传感器和执行器通信的国际标传感器和执行器通信的国际标准准，属于主从式网络，主要负责现场传感器和执行器，属于主从式网络，主要负责现场传感器和执行器的通信。的通信。8.1.2 网络通信设备网络通信设备1.1.通信口通信口2.2.网络连接器网络连接器3.3.通信电缆通信电缆4.CP4.CP通信卡通

20、信卡5.5.网络中继器网络中继器6.PROFIBUS-DP6.PROFIBUS-DP通信模块通信模块7.7.工业以太网工业以太网CP243-1CP243-1通信处理器通信处理器8.8.工业以太网工业以太网CP243-2CP243-2通信处理器通信处理器1.通信口通信口端口端口0 0、端口、端口1 RS-4851 RS-485引脚与引脚与PROFIBUSPROFIBUS对应关系表对应关系表针号针号端口端口0/0/端口端口1 1PROFIBUSPROFIBUS名称名称1 1逻辑地逻辑地屏蔽屏蔽2 2逻辑地逻辑地+24V+24V地地3 3RSRS 485485信号信号B BRSRS 485485信号

21、信号B B4 4RTSRTS（TTLTTL）请求发送信号（请求发送信号（TTLTTL）5 5逻辑地逻辑地+5V+5V地地6 6+5V+5V（带（带100100串联电阻）串联电阻）+5V+5V7 7+24V+24V+24V+24V8 8RSRS 485485信号信号A ARSRS 485485信号信号A A9 91010位协议选择（输入）位协议选择（输入）不用不用端口外壳端口外壳屏蔽屏蔽屏蔽屏蔽1.1.通信口通信口通信口：通信口：S7-200主机带有一或两个串行通信口，主机带有一或两个串行通信口，是标准的是标准的RS485 9针针D型接口。接口引脚见图。型接口。接口引脚见图。 2.2.网络连接器

22、网络连接器将多个设备很容易地连接到网络中将多个设备很容易地连接到网络中，西门子公司提，西门子公司提供供两种网络连接器两种网络连接器：一种标准网络连接器和一种带：一种标准网络连接器和一种带编程接口的连接器。编程接口的连接器。网络连接器的开关在网络连接器的开关在ONON位置时，表示内部有终端匹位置时，表示内部有终端匹配和偏置电阻。在配和偏置电阻。在OFFOFF位置时表示未接终端电阻。位置时表示未接终端电阻。接在网络两个末端的连接器必须有终端匹配和偏置接在网络两个末端的连接器必须有终端匹配和偏置电阻，所以开关放在电阻，所以开关放在ONON位置。位置。3.3.通信电缆通信电缆(1)(1) PROFIB

23、USPROFIBUS网络电缆网络电缆 现场现场PROFIBUSPROFIBUS总线使用屏蔽双绞线电缆总线使用屏蔽双绞线电缆(2) PC/ PPI(2) PC/ PPI电缆电缆 一端是一端是RS-485RS-485接口，一端是接口，一端是RS-232CRS-232C接口，用接口，用于连接于连接PLCPLC和计算机等其他设备。和计算机等其他设备。(3) PPI(3) PPI多主站电缆多主站电缆 一端是一端是RS-485RS-485接口，一端是接口，一端是RS-232CRS-232C接口或接口或USBUSB接口，用于连接接口，用于连接PLCPLC和计算机等其他设备。和计算机等其他设备。 计算机上安装

24、了计算机上安装了STEP7STEP7软件后，计算软件后，计算机被默认为网络的主站，可通过机被默认为网络的主站，可通过PPIPPI电缆电缆或或CPCP通信卡与通信卡与S7-200 PLCS7-200 PLC通信。通信。 与与PPIPPI电缆相比，电缆相比，CPCP通信卡能获得相通信卡能获得相当高的通信速率，并支持多种通信协议，当高的通信速率，并支持多种通信协议，但价格较高。但价格较高。4.CP4.CP通信卡通信卡4.CP4.CP通信卡通信卡STEP7-Micro/WINSTEP7-Micro/WIN支持的支持的CPCP通信卡和协议通信卡和协议配置配置波特率波特率/ /（bit/sbit/s） 支

25、持的协议支持的协议PC/PPIPC/PPI电缆电缆9 96 6或或19192k2kPPIPPIRSRS 232C/PPI232C/PPI和和USB/PPIUSB/PPI多主站电缆多主站电缆9 96k1876k1875k5kPPIPPICP 5511CP 5511类型类型IIII、CP 5512CP 5512类型类型II PCMCIAII PCMCIA卡，适用于笔记本电脑卡，适用于笔记本电脑9 96k12M6k12MPPIPPI、MPI MPI 、 PROFIBUSPROFIBUSCP 5611CP 5611（版本（版本3 3以上）以上）PCIPCI卡卡9 96k12M6k12MPPIPPI、M

26、PI MPI 、 PROFIBUSPROFIBUSCP 1613CP 1613、CP 1612CP 1612、SoftNet7 PCISoftNet7 PCI卡卡10M10M或或100M100MTCP/IPTCP/IPCP 1512CP 1512、SoftNet7 PCMCIASoftNet7 PCMCIA卡，适用于卡，适用于笔记本电脑笔记本电脑10M10M或或100M100MTCP/IPTCP/IP5.5.网络中继器网络中继器 使用中继器可以延长网络通信距离使用中继器可以延长网络通信距离，增加接入网络，增加接入网络的设备，并能隔离不同的网段，提高网络通信质量。的设备，并能隔离不同的网段，提高

27、网络通信质量。 在一个串联网络中，最多可使用在一个串联网络中，最多可使用9 9个中继器，每个中个中继器，每个中继器最多可增加继器最多可增加3232个设备，个设备，网络总长度不能超过网络总长度不能超过96009600米米。6.PROFIBUS-DP6.PROFIBUS-DP通信模块通信模块 EM277 PROFIBUS-DPEM277 PROFIBUS-DP通信模块用来将通信模块用来将S7-200 PLCS7-200 PLC连接连接到到PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP网络网络，PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP网络通常由一个主站网络通常由一个主站和多个从站组成。和多个从站组

28、成。 EM277 EM277通过通过DPDP通信端口连接到通信端口连接到PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP网络中的网络中的一个主站，通过串行一个主站，通过串行I/OI/O总线连接到总线连接到S7-200 CPUS7-200 CPU模块。模块。 EM277EM277模块上的模块上的DPDP从站端口可按从站端口可按9.6kbit/s12Mbit/s9.6kbit/s12Mbit/s的波特率运行。的波特率运行。7.7.工业以太网工业以太网CP243-1CP243-1通信处理器通信处理器 利用利用CP243-1CP243-1通信处理器可将通信处理器可将S7-200 PLCS7-200 PLC

29、连接到连接到工业以太网（工业以太网（IEIE）中。）中。S7-200 PLCS7-200 PLC通过以太网与其他通过以太网与其他S7-200 S7-200 交换数据。交换数据。 CP243-1CP243-1在出厂时，预设了唯一的在出厂时，预设了唯一的MACMAC地址地址，而且，而且不能被改变，不能被改变，从而唯一标识从而唯一标识CP243-1CP243-1相连的站点相连的站点。8.8.工业以太网工业以太网CP243-2CP243-2通信处理器通信处理器 CP243-2CP243-2是专门为是专门为S7-200 CPU22S7-200 CPU22* *设计的用于与设计的用于与AS-iAS-i总线

30、连接的连接部件。总线连接的连接部件。 CP243-2CP243-2作为作为AS-iAS-i的主站，最多可以连接的主站，最多可以连接3131个个AS-iAS-i从站。从站。每个每个S7-200 CPUS7-200 CPU最多可以同时处理两个最多可以同时处理两个CP243-2CP243-2，每个，每个CP243-2CP243-2的的AS-iAS-i网络上最多能有网络上最多能有124124个个数字量输入和数字量输入和124124个数字量输出，因此个数字量输出，因此通过通过CP243-2CP243-2和和AS-iAS-i网络可以增加网络可以增加S7-200 CPUS7-200 CPU处理的输入处理的输

31、入/ /输出数字输出数字量。量。.3通信协议通信协议1.1.通用协议通用协议 主要是主要是EthernetEthernet协议，用于管理级的信息交换。协议，用于管理级的信息交换。包括以太网协议、包括以太网协议、AS-iAS-i协议。协议。 2.2.公司专用协议公司专用协议2.2.公司专用协议公司专用协议(1) PPI(1) PPI协议协议(2) MPI(2) MPI协议协议(3) PROIBUS(3) PROIBUS协议协议(4) (4) 自由口协议自由口协议2.2.公司专用协议公司专用协议- - PPIPPI协议协议 PPI PPI（Point-to-Point Interf

32、acePoint-to-Point Interface）协议用于）协议用于点对点对点接口，它是一个主点接口，它是一个主/ /从协议从协议。其特点是从站不能主动。其特点是从站不能主动发送信息，主站给从站发送申请或查询时，从站才对发送信息，主站给从站发送申请或查询时，从站才对其进行响应。其进行响应。 PPIPPI通信协议是通信协议是西门子专门为西门子专门为S7-200S7-200系系列列PLCPLC开发的一个通信协议开发的一个通信协议。 S7-200 PLCS7-200 PLC可以作为可以作为PPIPPI主站，此时可用相关的通主站，此时可用相关的通信指令信指令NETRNETR、NETWNETW来读

33、写其它来读写其它S7-200S7-200中的数据，同时中的数据，同时它还可以作为从站来响应其它主站的申请或查询。它还可以作为从站来响应其它主站的申请或查询。2.2.公司专用协议公司专用协议- - MPIMPI协议协议 MPI MPI（Multi-Point InterfaceMulti-Point Interface）协议适用于）协议适用于多点接多点接口口，可以是，可以是主主/ /主协议或主主协议或主/ /从协议从协议，协议操作有赖于设，协议操作有赖于设备类型。备类型。 S7-200S7-200可以通过通信接口连接到可以通过通信接口连接到MPIMPI网上，主网上，主要应用于要应用于S7-300

34、/400 CPUS7-300/400 CPU与与S7-200S7-200通信的网络中。通信的网络中。 S7-300/400 CPUS7-300/400 CPU都默认为网络主站，都默认为网络主站，如果网络中只如果网络中只有有S7-300/400 CPUS7-300/400 CPU，则建立主，则建立主/ /主连接。如果设备中有主连接。如果设备中有S7-200 CPUS7-200 CPU，则可建立主，则可建立主/ /从连接，从连接，S7-200 CPUS7-200 CPU是从站。是从站。3.3.公司专用协议公司专用协议- - PROIBUSPROIBUS协议协议 PROFIBUSPROFIBUS协议

35、用于分布式协议用于分布式I/OI/O设备（远程设备（远程I/OI/O）的）的高速通信。高速通信。该协议的网络使用该协议的网络使用RS-485RS-485标准双绞线，适标准双绞线，适合多段、远距离高速通信。合多段、远距离高速通信。 PROFIBUSPROFIBUS网络通常有一个主站和几个网络通常有一个主站和几个I/OI/O从站。从站。如如果网络中有第二个主站，它只能很有限制地访问第一果网络中有第二个主站，它只能很有限制地访问第一个主站的从站。个主站的从站。 S7-200 CPUS7-200 CPU可以通过可以通过EM 277 EM 277 ProfibusProfibus-DP-DP扩展模扩展模

36、块的方法连接到块的方法连接到ProfibusProfibus-DP-DP协议支持的网络中。协议支持的网络中。自由口协议自由口协议（自由口通信模式）：自由口通信（自由口通信模式）：自由口通信(Freeport Mode)(Freeport Mode)模式是指模式是指CUPCUP串行通信口可由串行通信口可由用户程序控制，自定义通信协议。用户程序控制，自定义通信协议。 通用协议通用协议-TCP/IP-TCP/IP协议：协议：通过以太网扩展模块通过以太网扩展模块CP243-1CP243-1和互联网扩展模块和互联网扩展模块CP243-1ITCP243-1IT，S7-200S7-200将能支持将能支持TC

37、P/IPTCP/IP以太网通信。以太网通信。 3.3.公司专用协议公司专用协议 自由口协议自由口协议8.28.2S7-200S7-200串行通信网络及应用串行通信网络及应用.1S7S7系列系列PLCPLC产品组建的几种典型网络产品组建的几种典型网络.2在编程软件中设置通信参数在编程软件中设置通信参数.1S7S7系列系列PLCPLC产品组建的几种典型网络产品组建的几种典型网络1.1.仅仅使用仅仅使用S7-200S7-2002.2.使用使用S7-200S7-200、S7-300/400S7-300/400设备配置网络设备配置网络3.PROFIBUS3

38、.PROFIBUS网络配置网络配置1.1.仅仅使用仅仅使用S7-200S7-200(1) (1) 单主站单从站单主站单从站PPIPPI网络网络(2) (2) 多主站单从站多主站单从站PPIPPI网络网络(3) (3) 复杂的复杂的PPIPPI网络网络uS7S7系列系列PLCPLC常见的通信网络主要有把计算机或编常见的通信网络主要有把计算机或编程器作为主站、把操作面板作为主站和把程器作为主站、把操作面板作为主站和把PLCPLC作作为主站等类型，这几种类型中又可分为：为主站等类型，这几种类型中又可分为：(1) (1) 单主站单从站单主站单从站PPIPPI网络网络单主站单主站PPIPPI；编程站可以

39、通过编程站可以通过PC/PPIPC/PPI电缆或者通信卡电缆或者通信卡（CPCP）与）与S7-200S7-200可以组成单主站可以组成单主站PPIPPI网络进行通信。网络进行通信。(2) (2) 多主站单从站多主站单从站PPIPPI网络网络多主站多主站PPIPPI；编程站通过编程站通过PC/PPIPC/PPI电缆或者通信卡（电缆或者通信卡（CPCP）与）与S7-200S7-200可以组成多主站单从站可以组成多主站单从站PPIPPI网络。网络。(3) (3) 复杂的复杂的PPIPPI网络网络复杂的复杂的PPIPPI网络。图给出了一个点对点通信的有网络。图给出了一个点对点通信的有多个从站的多主站网

40、络实例。多个从站的多主站网络实例。 2.2.使用使用S7-200S7-200、S7-300/400S7-300/400设备配置网络（设备配置网络（1 1） 图中所示为包含图中所示为包含3 3个主站的网络，个主站的网络，S7-300S7-300和和S7-S7-400PLC 400PLC 可以采用可以采用MPIMPI协议并通过网络读写指令来读写协议并通过网络读写指令来读写S7-200S7-200的数据。的数据。MPIMPI协议不支持协议不支持S7-200S7-200作主站运行。作主站运行。2.2.使用使用S7-200S7-200、S7-300/400S7-300/400设备配置网络（设备配置网络（

41、2 2） 如果通信波特率超过如果通信波特率超过187kbit/s187kbit/s，S7-200PLCS7-200PLC必须必须通过通过EM277EM277模块与网络相连，计算机必须通过通信卡与模块与网络相连，计算机必须通过通信卡与网络相连。网络相连。3.PROFIBUS3.PROFIBUS网络配置网络配置 S7-315-2 DP S7-315-2 DP是一种具有一个是一种具有一个MPIMPI通信口和一个通信口和一个PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP通信口的通信口的S7-300 CPUS7-300 CPU，是，是PROFIBUS网络的网络的主站，主站，S7-200 PLC通过通过EM

42、277作为作为PROFIBUS网络的从站。网络的从站。ET200是分布式是分布式I/O系统。系统。.2在编程软件中设置通信参数在编程软件中设置通信参数1.STEP7-Micro/WIN1.STEP7-Micro/WIN参数的设置参数的设置2.2.安装或删除通信接口安装或删除通信接口3.S7-2003.S7-200通信参数的设置通信参数的设置1.STEP7-Micro/WIN1.STEP7-Micro/WIN参数的设置参数的设置在在计算机桌面：单击计算机桌面：单击STEP7-Micro/WIN 32STEP7-Micro/WIN 32图标图标在在STEP7-Micro/WIN 3

43、2 STEP7-Micro/WIN 32 运行时单击运行时单击“通讯通讯”图标，图标，出现出现“通讯通讯”对话框，见下图（图对话框，见下图（图9-199-19）。）。双击双击“通讯设定通讯设定”对话框中右上角的对话框中右上角的PC/PPIPC/PPI电缆图标，出现电缆图标，出现“设设置置PG/PCPG/PC接口（接口（Set PG/PC InterfaceSet PG/PC Interface）对话框。（如图对话框。（如图9-209-20所示）所示） 单击单击“设置设置PG/PCPG/PC接口接口”对话框中的对话框中的“PropertiesProperties”按钮，出现按钮，出现“PC/PP

44、IPC/PPI电缆属性（电缆属性（Properties-PC/PPI Cable Properties-PC/PPI Cable （PPIPPI）”对话对话框框. . “PC/PPIPC/PPI电缆属性电缆属性”对话框的对话框的“PPIPPI”选项中对本站（选项中对本站（STEP7-Micro/WINSTEP7-Micro/WIN）地址（默认设置为地址（默认设置为0 0，一般，一般不需改动）、通信超时进行设定；可选择使用不需改动）、通信超时进行设定；可选择使用PPIPPI高级和多主站网络；可对网络传输速率、网络最高高级和多主站网络；可对网络传输速率、网络最高站址进行选择。点击站址进行选择。点击

45、“本地连接（本地连接（Local ConnectingLocal Connecting）”选项，可选择计算机的通信口以及选择是选项，可选择计算机的通信口以及选择是否使用调制解调器进行通信。否使用调制解调器进行通信。2.2.安装或删除通信接口安装或删除通信接口3.S7-2003.S7-200通信参数的设置通信参数的设置 1 1）在）在STEP7-Micro/WINSTEP7-Micro/WIN界面上单击左侧导引条中的界面上单击左侧导引条中的“系统块系统块”图标，或双击指令树的图标，或双击指令树的“通信通信”文件夹中文件夹中的的“通信端口通信端口”图标，将图标，将弹出弹出“系统块系统块”对话框对话

46、框。2 2）为）为S7-200 PLCS7-200 PLC设置站地址、网络最高站地址、波设置站地址、网络最高站地址、波特率、间隙刷新因子等参数。特率、间隙刷新因子等参数。3 3）下载系统块到下载系统块到S7-200 PLCS7-200 PLC。u下载系统块到下载系统块到S7-200S7-200之前，需确认之前，需确认STEP7-Micro/WIN32STEP7-Micro/WIN32的通信的通信口的参数与当前口的参数与当前S7-200S7-200的参数是否匹配的参数是否匹配，主要看站地址、波特，主要看站地址、波特率等参数是否一致。率等参数是否一致。下载成功后，下载成功后，可打开可打开“通讯设定

47、通讯设定”对话框对话框并并双击双击该对话框右上角的该对话框右上角的刷新图标搜寻并连接网络上的刷新图标搜寻并连接网络上的S7-200S7-200。 3.S7-2003.S7-200通信参数的设置通信参数的设置8.3 8.3 通信指令及应用通信指令及应用.1网络读、写指令及应用网络读、写指令及应用.2自由口通信指令及应用自由口通信指令及应用.1网络读、写指令及应用网络读、写指令及应用1.1.网络指令网络指令2.2.控制寄存器和传送数据表控制寄存器和传送数据表3.NETR/NETW3.NETR/NETW指令应用举例指令应用举例 S7-200S7-200

48、之间经常采用之间经常采用PPIPPI协议进行通信协议进行通信。 S7-200S7-200默认运行模式为从站模式，但在用户应用程默认运行模式为从站模式，但在用户应用程序中可将其设置为主站运行模式与其他从站进行通序中可将其设置为主站运行模式与其他从站进行通信。信。在在S7-200PLCS7-200PLC作为主站时作为主站时, ,可用相关网络指令可用相关网络指令(NETR(NETR、 NETW)NETW)对其他从站中的数据进行读写。对其他从站中的数据进行读写。 1.网络指令网络指令网络读指令网络读指令梯形图：梯形图：语句表：语句表：NETR TBL, PORT 功能：功能：当当EN=1时，初始化通信

49、操作，通过指定端口时，初始化通信操作，通过指定端口PORT从远程设备上读取数据并保存在数据表从远程设备上读取数据并保存在数据表TBL中中。1.网络指令网络指令网络写指令网络写指令梯形图：梯形图：语句表：语句表：NETW TBL, PORT 功能：功能：当当EN=1时，初始化通信操作，通过指定端口时，初始化通信操作，通过指定端口PORT向远程设备发送数据表向远程设备发送数据表TBL中的数据中的数据。2.控制寄存器和传送数据表控制寄存器和传送数据表(1) (1) 控制寄存器控制寄存器(2) (2) 传送数据表传送数据表(1) 控制寄存器控制寄存器 将特殊标志寄存器将特殊标志寄存器SMB30SMB3

50、0和和SMB130SMB130的低的低2 2位设置为位设置为2#102#10，其他位为其他位为0 0，即，即SMB30SMB30和和SMB130SMB130的值为的值为16#0216#02，则，则可将可将S7-200 CPUS7-200 CPU设置为设置为PPIPPI主站模式主站模式。(2) 传送数据表传送数据表1) 1) 数据表数据表(TBL)(TBL)格式格式2) 2) 状态字节状态字节 S7-200S7-200执行网络读写指令时，执行网络读写指令时，PPIPPI主站与从主站与从站之间的数据以传送数据表的格式传送，数据站之间的数据以传送数据表的格式传送，数据表的格式如表所示。表的格式如表所

51、示。(2) 传送数据表传送数据表-数据表格式数据表格式字节偏移量字节偏移量名名 称称描描 述述0 0状态字节状态字节反映网络指令的执行结果状态及错反映网络指令的执行结果状态及错误码误码1 1远程站地址远程站地址被访问网络的被访问网络的PLCPLC远程远程从站地址从站地址2 2指向远程站数据区的指向远程站数据区的指针指针存放被访问远程存放被访问远程从站数据区（从站数据区（I I、Q Q、M M和和V V数据区）的首地址数据区）的首地址3 34 45 56 6数据长度数据长度远程远程从站上被访问的数据区的长度从站上被访问的数据区的长度7 7数据字节数据字节0 0对对NETRNETR指令指令，执行后

52、，执行后，从远程从站从远程从站读到的数据存放到这个区域读到的数据存放到这个区域对对NETWNETW指令指令，执行后，执行后，要发送到远要发送到远程从站的数据存放在这个区域程从站的数据存放在这个区域8 8数据字节数据字节1 12222数据字节数据字节1515(2) 传送数据表传送数据表-状态字节状态字节E1 E2 E3 E4E1 E2 E3 E4错误码错误码说说 明明000000000 0无错误无错误000100011 1超时错误：远程站点无响应超时错误：远程站点无响应001000102 2接收错误：奇偶校验错，帧或校验和出错接收错误：奇偶校验错，帧或校验和出错001100113 3离线错误：相

53、同的站地址或无效的硬件引起冲突离线错误：相同的站地址或无效的硬件引起冲突010001004 4队列溢出错误：超过队列溢出错误：超过8 8条条NETRNETR和和NETWNETW指令被激活指令被激活010101015 5违反通信协议：没有在违反通信协议：没有在SMB30SMB30中允许中允许PPIPPI协议而执行协议而执行NETR/NETWNETR/NETW指令指令011001106 6非法参数：非法参数：NETR/NETWNETR/NETW指令中包含非法或无效值指令中包含非法或无效值011101117 7没有资源：远程站点忙（正在进行上传或下载操作）没有资源：远程站点忙（正在进行上传或下载操作

54、）100010008 8第第7 7层错误：违反应用协议层错误：违反应用协议100110019 9信息错误：错误的数据地址或不正确的数据长度信息错误：错误的数据地址或不正确的数据长度1010111110101111AFAF未用未用3.NETR/NETW指令应用举例指令应用举例网络结构格式网络结构格式 图中所示网络，计算机是主站，在图中所示网络，计算机是主站，在RUNRUN方式下，方式下，CPU224CPU224在在应用程序中允许应用程序中允许PPIPPI主站模式，主站模式，CPU221CPU221默认为默认为PPIPPI从站模式，主从站模式，主站站CPU224 CPU224 可以利用可以利用NE

55、TRNETR和和NETWNETW指令来不断读写指令来不断读写CPU221CPU221中的数中的数据。据。操作要求：操作要求：站站3 3：默认为从站，对：默认为从站，对I0.0I0.0的通断不断计数，并存放在的通断不断计数，并存放在VB300VB300中。中。站站2 2：设置为主站，通过通信端口不断读取站：设置为主站，通过通信端口不断读取站3 3的的VB300VB300中的计数中的计数值，当计数值达到值，当计数值达到5 5时，通过通信端口对其清零。时，通过通信端口对其清零。3.NETR/NETW指令应用举例指令应用举例网络结构格式网络结构格式接收缓冲区接收缓冲区发送缓冲区发送缓冲区VB200VB

56、200网络读指令执行状态网络读指令执行状态VB210VB210网络写指令执行状态网络写指令执行状态VB201VB2013 3，站，站3 3地址地址VB211VB2113 3，站，站3 3地址地址VD202VD202&VB300&VB300，站，站3 3被访问被访问数据区首地址数据区首地址VD212VD212&VB300&VB300，站，站3 3被访问数被访问数据区首地址据区首地址VB206VB2061 1，数据长度，数据长度VB216VB2161 1，数据长度，数据长度VB207VB207计数值计数值VB217VB2170 0，将计数值清零，将计数值清零3.NETR/NETW指令应用举例指令应

57、用举例接收和发送缓冲区设置接收和发送缓冲区设置 8.3.2 自由口通信指令及应用自由口通信指令及应用1.1.自由口通信指令自由口通信指令2.2.相关寄存器及标志相关寄存器及标志3.3.用用XMTXMT指令发送数据指令发送数据4.4.用用RCVRCV指令接收数据指令接收数据5.5.用接收字符中断接收数据用接收字符中断接收数据6.6.自由口通信举例一自由口通信举例一7.7.自由口通信举例二自由口通信举例二1.自由口通信指令自由口通信指令发送指令发送指令梯形图：梯形图：语句表：语句表：XMT TBL, PORT 功能：功能：当当EN=1时，在自由口通信模式下通过指定端时，在自由口通信模式下通过指定端

58、口口PORT将数据缓冲区将数据缓冲区TBL发送到远程设备发送到远程设备。1.自由口通信指令自由口通信指令接收指令接收指令梯形图：梯形图：语句表：语句表：RCV TBL, PORT 功能：功能：当当EN=1EN=1时，在自由口通信模式下通过指定端口时，在自由口通信模式下通过指定端口PORTPORT从远程设备上读取数据存储于数据缓冲区从远程设备上读取数据存储于数据缓冲区TBLTBL。2.相关寄存器及标志相关寄存器及标志(1) (1) 控制寄存器控制寄存器(2) (2) 特殊标志位及中断特殊标志位及中断(3) (3) 特殊功能存储器特殊功能存储器(1) 控制寄存器控制寄存器 用特殊标志寄存器中的用特

59、殊标志寄存器中的SMB30SMB30和和SMB130SMB130的各个位的各个位分别分别配置通信口配置通信口0 0和通信口和通信口1 1，为自由通信口选择通为自由通信口选择通信参数信参数，如波特率、奇偶校验和数据位等。，如波特率、奇偶校验和数据位等。 SMB30 SMB30控制和设置通信端口控制和设置通信端口0 0，如果，如果S7-200 PLCS7-200 PLC上有通信端口上有通信端口1 1，则用，则用SMB130SMB130来进行控制和设置。来进行控制和设置。要注意的是：要注意的是：当选择当选择MM=10MM=10（PPI/PPI/主站模式），主站模式），PLCPLC将成为网络的一个主站

60、，可以执行将成为网络的一个主站，可以执行NETRNETR和和NETWNETW指令。指令。在在 PPIPPI模式下忽略模式下忽略2727位。位。 (2) 特殊标志位及中断特殊标志位及中断接收字符中断接收字符中断：中断事件号为：中断事件号为8(8(端口端口0)0)和和25(25(端口端口1)1)。发送信息完成中断发送信息完成中断：中断事件号为：中断事件号为9(9(端口端口0)0)和和26(26(端口端口1)1)。接收信息完成中断：接收信息完成中断：中断事件号为中断事件号为23(23(端口端口0)0)和和24(24(端口端口1)1)。发送结束标志位发送结束标志位SM4.5SM4.5和和SM4.6SM