可编程控制器联网通信

1、PLC PLC 应用技术应用技术第七第七章章可编程控制器联网通信可编程控制器联网通信本章主要内容本章主要内容 本章学习要求本章学习要求p 重点内容：重点内容： 掌握掌握S7-200S7-200的通信方式及自由口通信的通信方式及自由口通信p 了解内容：了解内容： 网络的概念以及通信设备的使用网络的概念以及通信设备的使用 p 难点内容：难点内容： S7-200 S7-200通信实现通信实现 7.1通信及网络概述通信及网络概述 一、一、通信方式通信方式 二、二、网络概述网络概述 三、三、S7-200通信及网络通信及网络 p 1. 基本通信方式基本通信方式 p 2. 异步串行通信异步串行通信 p 3.

2、 通信接口通信接口 一、通信方式一、通信方式p 1. 基本通信方式基本通信方式 （1）并行通信）并行通信 （2）串行通信）串行通信 （3）串行通信分类）串行通信分类 设备1设备2图图7.1并行通信并行通信 设备1设备2传送数据10110011T3T4T5T6T7T2T11111000图7.2 串 行 通 信图图7.3异步串行传送异步串行传送0/10/10/10/10/10/10/1111起始 位奇偶校验位停止位低位高位数据位字符 (n+1)空闲位字符 n0/1图图7.4单工、半双工和双工单工、半双工和双工ABABAB（a）（b）（c）p 2. 异步串行通信异步串行通信 波特率：在串行通信中，数

3、据是按位进波特率：在串行通信中，数据是按位进行传送的，因此传送速率用每秒传送格行传送的，因此传送速率用每秒传送格位的数目表示，称为波特率。位的数目表示，称为波特率。 1 1波特波特=1bps(=1bps(位位/ /秒秒) )波特率与时钟频率有关，时钟频率越高，波特率与时钟频率有关，时钟频率越高，波特率越大。波特率越大。 p 3. 通信接口通信接口 （1）RS232接口接口 （2）RS485接口接口 （3）RS422接口接口 & 1.网络结构概述网络结构概述 （1）简单网络）简单网络 （2）多级网络）多级网络 & 2. 通信协议通信协议 （1）通用协议）通用协议 （2）公司专用协

4、议）公司专用协议 二、网络概述二、网络概述& 1. 网络结构概述网络结构概述 （1）简单网络）简单网络主设备从设备1从设备2从设备3从设备 n图7.5简单网络1级2级3级4级5级6级企业长期生产经营决策规划企业短期生产计划及业务经营车间在线作业管理过程控制与监督设备控制参数检测与执行器驱动管理控制图图7.6ISO企业自动化系统模型企业自动化系统模型 （2）多级网络）多级网络应用层表示层会话层传送层网络层数据链路层物理层应用层 协议表示层 协议会话层 协议传送层 协议网络层 协议数据链路层 协议物理层 协议应用层表示层会话层传送层网络层数据链路层物理层图图7.7通用协议模型通用协议模型&

5、amp; 2. 通信协议通信协议 （1）通用协议）通用协议 （2）公司专用协议）公司专用协议 低层子网和中层子网一般采用公司专低层子网和中层子网一般采用公司专用协议，尤其是最底层子网，由于传送用协议，尤其是最底层子网，由于传送的是过程数据及控制命令，这种信息较的是过程数据及控制命令，这种信息较短，但实时性要求高。公司专用协议的短，但实时性要求高。公司专用协议的层次一般只有物理层、链路层及应用层，层次一般只有物理层、链路层及应用层，而省略了通用协议所必须的其他层，信而省略了通用协议所必须的其他层，信息传送速率快。息传送速率快。4 1. 字符数据格式字符数据格式 4 2. 网络层次结构网络层次结构

6、 4 3. 通信类型及协议分类通信类型及协议分类 4 4. 通信设备通信设备 三、三、S7-200S7-200通信及网络通信及网络 4 1. 字符数据格式字符数据格式 （1）10位字符数据位字符数据 传送数据由传送数据由1个起始位、个起始位、8个数据位、无校验个数据位、无校验位、一个停止位组成。传送速率一般为位、一个停止位组成。传送速率一般为9600波波特。特。（2）11位字符数据位字符数据 传送数据由传送数据由1个起始位、个起始位、8个数据位、个数据位、1个偶个偶校验位、一个停止位组成。传送速率一般为校验位、一个停止位组成。传送速率一般为9600波特或波特或19200波特。波特。工业以太网E

7、thernet现场总线Profibus多点链路MPI执行器级总线AS-i生产管理计算机2n5431传感器及执行部件智能模块S7-300S7-300S7-200S7-200S7-200S7-200图图7.8西门子生产金字塔西门子生产金字塔4 2. 网络层次结构网络层次结构 4 3. 通信类型及协议分类通信类型及协议分类 两种连接方式：单主站和多主站两种连接方式：单主站和多主站 计算机CPU 221CPU 224CPU 221PC/PPI 电缆计算机CPU224CPU221CPU 224CPU 221TD200主站MPI 电缆CP卡通信协议分为：通信协议分为：（1）通用协议）通用协议 （2）公司专

8、用协议）公司专用协议 n PPI PPI协议协议 n MPI MPI协议协议 n ProfibusProfibus协议协议 n 自由口协议自由口协议 4 4. 通信设备通信设备 1569（1 1）通信口）通信口 网络连接器可以用来把多个设备很容易地连接网络连接器可以用来把多个设备很容易地连接到网络中。网络连接器有两种类型：一种是仅提到网络中。网络连接器有两种类型：一种是仅提供连接到主机的接口，另一种增加了一个编程接供连接到主机的接口，另一种增加了一个编程接口。带有编程口的连接器可以把编程器或操作员口。带有编程口的连接器可以把编程器或操作员面板直接增加到网络中，编程口传递主机信号的面板直接增加到

9、网络中，编程口传递主机信号的同时，为这些设备提供电源，而不用另加电源。同时，为这些设备提供电源，而不用另加电源。 （2 2）网络连接器）网络连接器 网络电缆网络电缆 PC/PPI电缆电缆 （3 3）通信电缆）通信电缆 网络中继器在网络中继器在Profibus可以用来延长网可以用来延长网络的距离、允许给网络加入设备、隔离不络的距离、允许给网络加入设备、隔离不同网络段，每个中继器为网络段提供偏置同网络段，每个中继器为网络段提供偏置和终端匹配。和终端匹配。 每个网络中最多可以有每个网络中最多可以有9个中继器，每个中继器，每个中继器最多可再增加个中继器最多可再增加32个设备。个设备。 （4 4）网络中

10、继器）网络中继器 用调制解调器可以实现计算机或编程器与用调制解调器可以实现计算机或编程器与PLC主机之间的远距离通信。以主机之间的远距离通信。以11位调制解调器为例位调制解调器为例计算机PLC主机调制解调器调制解调器RS232 COMxRS232本地远程25 针到 9 针适配器4开关 PC/PPI 电缆电话线RS232RS485 （5 5）调制解调器）调制解调器7.2通信实现通信实现 1 一、一、确立通信方案确立通信方案 1 二、二、 参数组态参数组态 1 一、一、确立通信方案确立通信方案 包括根据实际通信需要选择单主站或多主站，同包括根据实际通信需要选择单主站或多主站，同时确定各站的编号；选

11、择实现通信的硬件，如选时确定各站的编号；选择实现通信的硬件，如选择用择用PC/PPI电缆，还是用电缆，还是用CP卡、卡、MPI卡、卡、EM 277通信模块或调制解调器等。通信模块或调制解调器等。1 二、二、参数组态参数组态 1. 通信设置通信设置 2. 安装或删除通信接口安装或删除通信接口 3. 参数设置参数设置 （演示）（演示）7.3网络通信网络通信 一、一、 控制寄存器和传送数据表控制寄存器和传送数据表 二、二、 网络指令网络指令 三、三、 应用实例应用实例 一、一、 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将特殊标志寄存器中的将特殊标志寄存器中的SMB

12、30和和SMB130的低的低2位置位置为为2#10，其他位为，其他位为0，即，即SMB30和和SMB130的值为的值为16#2，则可以控制将，则可以控制将S7-200 CPU设置为设置为PPI主站模式。主站模式。2. 2. 传送数据表传送数据表 （1）数据表格式）数据表格式执行网络读写指令时，执行网络读写指令时，PPI主站与从站之间的数据以主站与从站之间的数据以数据表的格式传送。传送数据表的程式描述如表数据表的格式传送。传送数据表的程式描述如表7.4所示。所示。表表7.3 传送数据表格式传送数据表格式二、二、 网络指令网络指令 网络指令有两条：网络指令有两条：NETR和和NETW。1. NET

13、R指令指令NETR，网络读指令。使能输入有效时，网络读指令。使能输入有效时，指令初始化通信操作，通过通信端口指令初始化通信操作，通过通信端口PORT从远程设备上接收数据并形成数从远程设备上接收数据并形成数据表据表TBL。NETR指令最多可从远程站点上读指令最多可从远程站点上读16个个字节的信息。字节的信息。指令格式：指令格式：NETR TBL, PORT例：例：NETR VB200, 02. NETW 指令指令NETW网络读指令。使能输入有效时，网络读指令。使能输入有效时，指令初始化通信操作，通过端口指令初始化通信操作，通过端口PORT将数据表将数据表TBL中的数据发送到从远程设中的数据发送到

14、从远程设备。备。NETW指令最多可向远程站点上写指令最多可向远程站点上写16个个字节的信息。字节的信息。指令格式：指令格式：NETW TBL, PORT使能流输出使能流输出ENO为为0的出错条件为：的出错条件为：SM4.3（运行时间），运行时间），0006（间接寻（间接寻址）。址）。三、三、 应用实例应用实例 有一简单网络，结构如下图有一简单网络，结构如下图7.17所示。其中所示。其中TD200为主站，在为主站，在RUN模式下，模式下，CPU 224在用户程序中允许在用户程序中允许PPI主站模式，可以利用主站模式，可以利用NETR和和NETW指令来不断读写两个指令来不断读写两个CPU 221模

15、块中的数据。模块中的数据。CPU 224TD200CPU 221CPU 221PC/PPI 电缆站1站2站3站4操作要求：操作要求： 站站4要读写两个远程站（站要读写两个远程站（站2和站和站3）的状态）的状态字节和计数值（分别放在字节和计数值（分别放在VB100和和VW101中）。中）。如果某个远程站中的计数值达到如果某个远程站中的计数值达到200，站，站4将发生将发生一定动作，并将该远程站的计数值清一定动作，并将该远程站的计数值清0，重新计，重新计数。数。CPU 224通信端口号为通信端口号为0，从，从VB200开始设置接收开始设置接收和发送缓冲区。接收缓冲区从和发送缓冲区。接收缓冲区从VB

16、200开始，发送开始，发送缓冲区从缓冲区从VB250开始。开始。7.4 自由口通信自由口通信 一、一、 相关寄存器及标志相关寄存器及标志 二、二、 自由口指令自由口指令 三、三、 应用实例应用实例 一、一、 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. 特殊存储器字节特殊存储器字节 1. 1. 控制寄存器控制寄存器 SMB30SMB30控制和设置通信端口控制和设置通信端口0 0，如果，如果PLCPLC主机上有通信端口主机上有通信端口1 1，则用则用SMB130SMB130来进行控制和设置。来进行控制和设置。2. 2

17、. 特殊标志位及中断特殊标志位及中断 SM4.5SM4.5和和SM4.6SM4.6：分别用来表示口：分别用来表示口0 0和口和口1 1发送空闲状态。发送空闲状态。中断中断接收中断：中断事件号为接收中断：中断事件号为8 8（口（口0 0）和）和2525（口（口1 1）。）。发送完成中断：中断事件号为发送完成中断：中断事件号为9 9（口（口0 0）和）和2626（口（口1 1）。）。接收完成中断：中断事件号为接收完成中断：中断事件号为2323（口（口0 0）和）和2424（口（口1 1）。）。 3. 3. 特殊存储器字节特殊存储器字节 接收信息时用到一系列特殊功能存储器。对端口接收信息时用到一系列

18、特殊功能存储器。对端口0用用SMB86到到SMB94；对端口对端口1用用SMB186到到SMB194。二、二、 自由口指令自由口指令 1. XMT指令指令XMT，发送指令。使能发送指令。使能输入有效时，指令初始化输入有效时，指令初始化通信操作，通过通信端口通信操作，通过通信端口PORT将数据表将数据表TBL中的中的数据发送到远程设备。数据发送到远程设备。发送缓冲区（数据表）发送缓冲区（数据表）2. RCV 指令指令RCV，接收指令。使能输接收指令。使能输入有效时，指令初始化通信入有效时，指令初始化通信操作，通过通信端口操作，通过通信端口PORT从远程设备上接收数据并放从远程设备上接收数据并放到缓冲区（数据表）到缓冲区（数据表）TBL。三、三、 应用实例应用实例 1. 控制要求控制要求 本程序实现的功能是，一台本程序实现的功能是，一台CPU 224作为本地作为本地PLC，用另一台用另一台CPU 224作为远程作为远程PLC，本地本地PLC接收来自远程接收来自远程PLC的的20个字符，接收完成后，信息又发回对方。个字符，接收完成后，信息又发回对方。要求有一外部脉冲控制接收任务的开始，并