PLC的通信及网络

1、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 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层次结构.2网络通信备网络通信备.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

2、3.3.通信电通信电4.CP4.CP通信卡通信卡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 4854

3、85信号信号B BRSRS 485485信号信号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2.2.网络连接器网络连接器2.2.网络连接器网络连接器3.3.通信电缆通信电缆(1) PROFIBUS(1) PROFIBUS网络电网络电

4、(2) PC/ PPI(2) PC/ PPI电缆电缆(3) PPI(3) PPI多主站电缆多主站电缆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

5、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、MPI 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

6、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6.PROFIBUS-DP6.PROFIBUS-DP通信模块通信模块 EM277 PROFIBUS-DP EM277 PROFIBUS-DP通信模块用来将通信模块用来将S7-200 PLCS7-200 PLC连接到连接到PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP网络，网络，PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP网络通常由网络通常由一个主站和多个从站组成。一个主站和多个从站组成。EM277EM277通过通过DPDP通信端口连通信端口连接到接到PROFIBUS-DPPROF

7、IBUS-DP网络中的一个主站，通过串行网络中的一个主站，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从站从站端口可按端口可按9600bit/s12Mbit/s9600bit/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连接到工连接到工业以太网（业以太网（IEIE）中。）中。S7-200 PLCS7-200 PLC通过以太

8、网与其他通过以太网与其他S7-200 S7-200 交换数据。交换数据。 CP243-1 CP243-1在出厂时，预设了唯一的在出厂时，预设了唯一的MACMAC地址，而且不地址，而且不能被改变，从而唯一标识能被改变，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 CP243-2 CP243-2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连接的连接部件。连接的连接部件。CP243-2CP243-2作为作为AS-iAS-i的主站，最的主站，

9、最多可以连接多可以连接3131个个AS-iAS-i从站。每个从站。每个S7-200 CPUS7-200 CPU最多可以最多可以同时处理两个同时处理两个CP243-2CP243-2，每个，每个CP243-2CP243-2的的AS-iAS-i网络上最网络上最多能有多能有124124个数字量输入和个数字量输入和124124个数字量输出，因此通个数字量输出，因此通过过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处理的输处理的输入入/ /输出数字量。输出数字量。.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E

10、thernetEthernet协议，用于管理级的信息交换。协议，用于管理级的信息交换。 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 InterfacePoint-to-Point Interface）协议用于点对）协议用于点对点接口，它是一个主点接口，它是一个主/ /从协议。其特点是从站不能主动从协议。其特点是

11、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。 S7-200 PLC S7-200 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 Int

12、erface）协议适用于多点）协议适用于多点接口，可以是主接口，可以是主/ /主协议或主主协议或主/ /从协议，协议操作有赖从协议，协议操作有赖于设备类型。于设备类型。 S7-300/400 CPU S7-300/400 CPU都默认为网络主站，如果网络中都默认为网络主站，如果网络中只有只有S7-300/400 CPUS7-300/400 CPU，则建立主，则建立主/ /主连接。如果设备中主连接。如果设备中有有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是从是从站。站。2.2.公司专用协议公司专用协议- - PR

13、OIBUSPROIBUS协议协议 PROFIBUS PROFIBUS协议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。该协议的网络使用高速通信。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。 PROFIBUS PROFIBUS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。如从站。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。 8.28.2S7-200S7-200串行通信网络及应用串行通信网络

14、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.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

15、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(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）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（2 2）3.PROFIBUS3.PROFIBUS网络配置网络配置.2在编程软件中设置通信参数在编程软件中

16、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进入进入“通信通信”对话框对话框1.STEP7-Micro/WIN1.STEP7-Micro/WIN参数的设置参数的设置配置配置STEP7-Micro/WINSTEP7-Micro/WIN通信参数通信参数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

17、1) 1) 在在STEP7-Micro/WINSTEP7-Micro/WIN界面上单击界面上单击STEP7-Micro/WINSTEP7-Micro/WIN屏幕上左侧导引条中的屏幕上左侧导引条中的“系统块系统块”图标，或双击指图标，或双击指令树的令树的“通信通信”文件夹中的文件夹中的“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 P

18、LC。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，初始化通信操作，通过指定端口时，初始

19、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SMB30SMB30和和SMB130SMB1

20、30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#216#2，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(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P

21、LCPLC远程从站地址远程从站地址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从站数据区（存放被访问远程从站数据区（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从站上被访问的数据区的长度远程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，执行后，从远程从站指令，执行后，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，执行后，要发送到远指令，执行后，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

22、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：

23、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）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.

24、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VB200VB200网络指令执行状态网络指令执行状态VB210VB210网络指令执行状态网络指令执行状态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，

25、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

26、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(

27、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殊标志寄存器中的SMB30SMB30和和SMB130SMB130的各个位的各个位分别配置通信口分别配置通信口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，如波特率、奇偶校验和数据位等。信参数，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

28、进行控制和设置。 (2) 特殊标志位及中断特殊标志位及中断接收字符中断：中断事件号为接收字符中断：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：中断事件号为发送信息完成中断：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：中断事件号为接收信息完成中断：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SM4.6SM4.6：分别用来标志端口：分别用来标志端口0 0和端口和端口1 1发送空闲状态，发送空闲时置发送空闲状态，发送空闲时置1 1。

29、(3) 特殊功能存储器特殊功能存储器 执行接收指令（执行接收指令（RCVRCV）时用到一系列特殊功能存储）时用到一系列特殊功能存储器。对端口器。对端口0 0用用SMB86SMB86到到SMB94SMB94；对端口；对端口1 1用用SMB186SMB186到到SMB194SMB194。 要注意的是：当选择要注意的是：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，可以执行将成为网络的一个主站，可以执行NETRNETR和和NETWNETW指指令。在令。在 PPIPPI模式下忽略模式下忽略2727位。位。3.用用XMT指令发送数据指令发送数据 用

30、用XMTXMT指令可以方便地发送指令可以方便地发送12551255个字符，如个字符，如果有一个中断服务程序连接到发送结束事件上，果有一个中断服务程序连接到发送结束事件上，在发送完缓冲区的最后一个字符时，会产生一个在发送完缓冲区的最后一个字符时，会产生一个发送中断发送中断( (对端口对端口0 0为中断事件为中断事件9 9，对端口，对端口1 1为中断为中断事件事件26)26)。可以通过检测发送完成状态位。可以通过检测发送完成状态位SM4.5SM4.5或或 SM4.6SM4.6的变化，判断发送是否完成。的变化，判断发送是否完成。4.用用RCV指令接收数据指令接收数据RCVRCV指令支持的几种起始条件

31、如下：指令支持的几种起始条件如下：1)1)空闲线检测：空闲线检测：il=1il=1，sc=0sc=0，bk=0bk=0，SMW90(SMW90(或或SMWSMW190)0190)0。2)2)起始字符检测：起始字符检测：il=0il=0，sc=1sc=1，bk=0bk=0，忽略，忽略SMW90SMW90( (或或SMW190)SMW190)。3)break3)break检测：检测：il=0il=0，sc=0sc=0，bk=1bk=1，忽略，忽略SMW90(SMW90(或或SMW190)SMW190)。4.用用RCV指令接收数据指令接收数据4)4)对一个信息的响应：对一个信息的响应：il=1il=

32、1，sc=0sc=0，bk=0bk=0，SMW90SMW90( (或或SMW190)=0SMW190)=0。5)break5)break和一个起始字符：和一个起始字符：il=0il=0，sc=1sc=1，bk=1bk=1，忽，忽略略SMW90(SMW90(或或SMW190)SMW190)。6)6)空闲和一个起始字符：空闲和一个起始字符：il=1il=1，sc=1sc=1，bk=0bk=0，SMW9SMW90(0(或或SMW190)0SMW190)0。1)1)结束字符检测：结束字符检测：ec=1ec=1，SMB89/SMB189=SMB89/SMB189=结束字符。结束字符。2) 2) 字符间超

33、时定时器超时：字符间超时定时器超时：c/m=0c/m=0，tmr=1tmr=1，SMW92/SMW192=SMW92/SMW192=字符间超时时间。字符间超时时间。3) 3) 信息定时器超时：信息定时器超时：c/m=1c/m=1，tmr=1tmr=1，SMW92/SMW192=SMW92/SMW192=信息超时时间。信息超时时间。RCVRCV指令支持的几种结束信息的方式如下：指令支持的几种结束信息的方式如下：4.用用RCV指令接收数据指令接收数据4) 4) 最大字符计数：当信息接收功能接收到的字符数最大字符计数：当信息接收功能接收到的字符数大于大于SMB94(SMB94(或或SMB194)SMB194)时，信息接收功能结束。