PLC的通讯网络

1、生物机电第第9 9章章 PLCPLC的通讯网络的通讯网络 通信及网络基本知识通信及网络基本知识 通信实现通信实现 网络通信网络通信 自由口通信自由口通信生物机电第一节第一节 通信及网络基本知识通信及网络基本知识通信方式通信方式网络概述网络概述S7-200S7-200通信及网络通信及网络生物机电通信方式通信方式w并行通信并行通信 并行通信方式一般发生在可编程序控制器的内部各元件并行通信方式一般发生在可编程序控制器的内部各元件之间、主机与扩展模块或近距离智能模板的处理器之间。之间、主机与扩展模块或近距离智能模板的处理器之间。 并行传送时，一个数据的所有位同时传送，因此，并行传送时，一个数据的所有位

2、同时传送，因此，每个数据位都需要一条单独的传输线，信息有多少二进每个数据位都需要一条单独的传输线，信息有多少二进制位组成就需要多少条传输线，如下图所示。制位组成就需要多少条传输线，如下图所示。设备1设备2生物机电通信方式通信方式2. 串行通信串行通信 串行通信多用于可编程序控制器与计算机之间，多台可编程序控制串行通信多用于可编程序控制器与计算机之间，多台可编程序控制器之间的数据传送。传送时，数据的各个不同位分时使用同一条传器之间的数据传送。传送时，数据的各个不同位分时使用同一条传输线，从低位开始一位接一位按顺序传送，数据有多少位就需要传输线，从低位开始一位接一位按顺序传送，数据有多少位就需要传

3、送多少次，如下图所示。送多少次，如下图所示。设备1设备2传送数据10110011T3T4T5T6T7T2T11111000生物机电通信方式通信方式(1)串行通信线路的工作方式串行通信线路的工作方式 串行通信按信息在设备间的传送方向又为分单工、半双工和全双工串行通信按信息在设备间的传送方向又为分单工、半双工和全双工三种方式。分别如下图中的（三种方式。分别如下图中的（a）、（）、（b）和（和（c）所示。所示。ABABAB（a ）（b ）（c ）生物机电通信方式通信方式(2) 串行通信数据的收发方式串行通信数据的收发方式串行通信按时钟可分为同步传送和异步传送两种方式。串行通信按时钟可分为同步传送和异

4、步传送两种方式。 同步传送：传送数据时不需要增加冗余的标志位，有利于提高传送速同步传送：传送数据时不需要增加冗余的标志位，有利于提高传送速度，但要求有统一的时钟信号来实现发送端和接收端之间的严格同步，度，但要求有统一的时钟信号来实现发送端和接收端之间的严格同步，而且对同步时钟信号的相位一致性要求非常严格。而且对同步时钟信号的相位一致性要求非常严格。 异步传送：允许传输线上的各个部件有各自的时钟，在各部件之间进异步传送：允许传输线上的各个部件有各自的时钟，在各部件之间进行通信时没有统一的时间标准，相邻两个字符传送数据之间的停顿时行通信时没有统一的时间标准，相邻两个字符传送数据之间的停顿时间长短是

5、不一样的，它是靠发送信息时同时发出字符的开始和结束标间长短是不一样的，它是靠发送信息时同时发出字符的开始和结束标志信号来实现的，如图所示。志信号来实现的，如图所示。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生物机电通信方式通信方式（3）异步串性通信）异步串性通信 异步串性通信的数据格式：异步串性通信的数据格式： （ 由一组不定由一组不定“位数位数”数组组成）数组组成） 标志位标志位 字符数据位字符数据位 奇偶校验位奇偶校验位 停止位停止位 波特率：衡量数据传送速度的指标。波特率：衡量数据传送速度的指标。生物机电通信方式通

6、信方式3. 串行通信接口串行通信接口（1）RS232接口接口 （2）RS485接口接口 （3）RS422接口接口 生物机电网络概述网络概述1.网络结构网络结构（1）简单网络）简单网络多台设备通过传输线相连，可以实现多备间的通信，形多台设备通过传输线相连，可以实现多备间的通信，形成网络结构。下图就是一种最简单的网络结构，它由单成网络结构。下图就是一种最简单的网络结构，它由单主设备和多个从设备构成。主设备和多个从设备构成。主设备从设备1从设备2从设备3从设备 n生物机电网络概述网络概述2. 2. 通信协议通信协议（1 1）通用协议）通用协议 国际标准化组织国际标准化组织ISOISO（Interna

7、tional Standard OrganizationInternational Standard Organization）于于19781978年年提出了开放系统互联提出了开放系统互联OSIOSI（Open Systems InterconnectionOpen Systems Interconnection）的模型，它所的模型，它所用的通信协议一般为用的通信协议一般为7 7层，如下图所层，如下图所示。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生物机电网

8、络概述网络概述（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用协议，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，由于传送的是过程数据及控尤其是最底层子网，由于传送的是过程数据及控制命令，这种信息较短，但实时性要求高。公司制命令，这种信息较短，但实时性要求高。公司专用协议的层次一般只有物理层、链路层及应用专用协议的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，信息传层，而省略了通用协议所必须的其他层，信息传送速率快。送速率快。生物机电S7-200S7-200通信及网络通信及网络1.字符数据格式字符数据格式（1 1）1010位字符数据位字符数

9、据 传送数据由传送数据由1 1个起始位、个起始位、8 8个数据位、无校验位、一个停个数据位、无校验位、一个停止位组成。传送速率一般为止位组成。传送速率一般为96009600波特。波特。（2 2）1111位字符数据位字符数据 传送数据由传送数据由1 1个起始位、个起始位、8 8个数据位、个数据位、1 1个偶校验位、一个个偶校验位、一个停止位组成。传送速率一般为停止位组成。传送速率一般为96009600波特或波特或1920019200波特。波特。生物机电S7-200S7-200通信及网络通信及网络3. 3. 通信类型及协议通信类型及协议 （1 1）通用协议）通用协议 （2 2）公司专用协议）公司专

10、用协议 PPIPPI协议协议 MPIMPI协议协议 PROFIBUSPROFIBUS协议协议 自由口协议自由口协议 （3 3）通信类型）通信类型生物机电S7-200S7-200通信及网络通信及网络 可编程序控制器常见的有以下类型：可编程序控制器常见的有以下类型： 把计算机或编程器作为主站、把操作员界把计算机或编程器作为主站、把操作员界面作为主站和把面作为主站和把PLCPLC作为主站等类型，这几种类型作为主站等类型，这几种类型又各有两种连接：单主站和多主站。又各有两种连接：单主站和多主站。 见下图见下图. .生物机电S7-200S7-200通信及网络通信及网络计算机CPU 221CPU 224C

11、PU 221PC/PPI 电缆计算机CPU224CPU221CPU 224CPU 221TD200主站MPI 电缆CP卡右图单主站结构网右图单主站结构网络络右图多主站结构网右图多主站结构网络络生物机电S7-200S7-200通信及网络通信及网络4. 4. 通信设备通信设备（1 1）通信口）通信口 S7-200 CPUS7-200 CPU主机上的通信口是主机上的通信口是符合欧洲标准符合欧洲标准EN EN 5017050170中中PROFIBUSPROFIBUS标标准的准的RS-485RS-485兼容兼容9 9针针D D型接口。接口引脚型接口。接口引脚如图所示，端口如图所示，端口0 0或或端口端口

12、1 1的引脚与的引脚与PROFIBUSPROFIBUS的名称对的名称对应关系如表所示。应关系如表所示。1569生物机电S7-200S7-200通信及网络通信及网络（2）网络连接器）网络连接器 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网络中，编程口传递主

13、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。生物机电S7-200S7-200通信及网络通信及网络（3）通信电缆）通信电缆 网络电缆网络电缆 PC/PPI电缆电缆 下表为各开关与参数关系对应表下表为各开关与参数关系对应表生物机电S7-200S7-200通信及网络通信及网络（4 4）网络中继器）网络中继器 网络中继器在网络中继器在ProfibusProfibus可以用来延长网络的距可以用来延长网络的距离、允许给网络加入设备、隔离不同网络段，每离、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和终端匹配。个中继器为网络段提供偏置和终端匹

14、配。 每个网络中最多可以有每个网络中最多可以有9 9个中继器，每个中继器个中继器，每个中继器最多可再增加最多可再增加3232个设备。个设备。生物机电S7-200S7-200通信及网络通信及网络（5 5）调制解调器）调制解调器 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PLCPLC主机主机之间的远距离通信。以之间的远距离通信。以1111位调制解调器为例，通信位调制解调器为例，通信连接如下图所示。连接如下图所示。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生物机

15、电通信实现通信实现 一一. . 确立通信方案确立通信方案二二. . 参数设置参数设置生物机电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，同时确定各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；选择实现通信的硬件，如选择用站的编号；选择实现通信的硬件，如选择用PC/PPIPC/PPI电缆，还电缆，还是用是用CPCP卡、卡、MPIMPI卡、卡、EM 277EM 277通信模块或调制解调器等。通信模块或调制解调器等。 这几种通信硬件的性能如表所示。这几种通信硬件的性能如表所示。生物机电参数组态参数组态通信设置通信设置 如图所示通信设置状态如图所示通信设置状态生物机

16、电参数组态参数组态如图通信设置如图通信设置生物机电参数组态参数组态2.2.安装或删除通信接口安装或删除通信接口（1 1）安装接口）安装接口（2 2）删除接口）删除接口生物机电参数组态参数组态 在通信设置图所在通信设置图所示的对话框，单击示的对话框，单击PropertiesProperties按钮，按钮，将弹出参数设置对将弹出参数设置对话框，如右图所示。话框，如右图所示。其中有两个选项卡：其中有两个选项卡：PPIPPI选项卡和选项卡和Local Local ConnectionConnection选项卡。选项卡。生物机电网络通信网络通信 一一. . 控制寄存器和传送数据表控制寄存器和传送数据表

17、二二. . 应用实例应用实例生物机电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SMB30SMB30和和SMB130SMB130的低的低2 2位置为位置为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，则可以控制将，则可以控制将S7-200 CPUS7-200 CPU设置为设置为PPIPPI主站模式。主站模式。 2. 2. 传送数据表传送数据表 （1 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，PPIPPI主站与从站之

18、间的数据以数据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下表所示表的格式传送。传送数据表的程式描述如下表所示. .。生物机电生物机电控制寄存器和传送数据表控制寄存器和传送数据表（2 2）状态字节）状态字节 传送数据表中的第一个字节为状态字节，各传送数据表中的第一个字节为状态字节，各位及其的含义如下：位及其的含义如下：E1E1、E2E2、E3E3、E4E4错误编错误编码。如果执行指令后码。如果执行指令后E E位为位为1 1，则由这，则由这4 4位返回位返回一个错误码。一个错误码。 生物机电控制寄存器和传送数据表控制寄存器和传送数据表这这4 4位组成的错误编码及含义如表所示。位

19、组成的错误编码及含义如表所示。 生物机电应用实例应用实例 有一简单网络，结构如下图有一简单网络，结构如下图8.178.17所示。其中所示。其中TD200TD200为主站，为主站，在在RUNRUN模式下，模式下，CPU 224CPU 224在用户程序中允许在用户程序中允许PPIPPI主站模式，主站模式，可以利用可以利用NETRNETR和和NETWNETW指令来不断读写两个指令来不断读写两个CPU 221CPU 221模块中模块中的数据。的数据。CPU 224TD200CPU 221CPU 221PC/PPI 电缆站1站2站3站4生物机电应用实例应用实例 操作要求：操作要求： 站站4 4要读写两个

20、远程站（站要读写两个远程站（站2 2和站和站3 3）的状态字节和计数值）的状态字节和计数值（分别放在（分别放在VB100VB100和和VW101VW101中）。如果某个远程站中的计数中）。如果某个远程站中的计数值达到值达到200200，站，站4 4将发生一定动作，并将该远程站的计数值将发生一定动作，并将该远程站的计数值清清0 0，重新计数。，重新计数。 CPU 224CPU 224通信端口号为通信端口号为0 0，从，从VB200VB200开始设置接收和发送缓开始设置接收和发送缓冲区。接收缓冲区从冲区。接收缓冲区从VB200VB200开始，发送缓冲区从开始，发送缓冲区从VB250VB250开始，

21、开始，内容如下表所示。该网络通信用户程序如下图所示。内容如下表所示。该网络通信用户程序如下图所示。生物机电应用实例应用实例缓冲区设置表缓冲区设置表生物机电应用实例应用实例 LD SM0.1 /初次扫描 MOVB 16#02, SMB30 / /设置 CPU 224 /允许 PPI 主站 /模式 FILL +0, VW200, 30 / /接收和发送缓 /冲区清 0 L D N V 2 0 0 .6 / /网 络 读 无 效 A N V 2 0 0 .5 / /并 且 无 错 误 M O V B 2 , V B 2 0 1 / /装 入 站 2 地 址 M O V D & V B 1 0

22、 0 ,V D 2 0 2 / /装 入 访 问 站 2 /数 据 区 的 指 针 / / M O V B 3 , V B 2 0 6 / /装 入 读 数 据 的 /字 节 数 N E T R V B 2 0 0 , 0 / /网 络 读 指 令 / 网网络络程程序序实实例例1）生物机电应用实例应用实例 网络程序实例网络程序实例 2） M OV B +0, V W 257 / /将 站2的 计 数 /值 清0 NETW V B250, 0 / /网 络 写 指 令 / 生物机电NETR/NETW指令 网络读取（NETR）指令开始一项通讯操作，通过指定的端口（PORT）根据表格（TBL）定义从

23、远程设备收集数据。网络写入（NETW）指令开始一项通讯操作，通过指定的端口（PORT）根据表格（TBL）定义向远程设备写入数据。NETR指令可从远程站最多读取16字节信息，NETW指令可向远程站最多写入16字节信息。您可在程序中保持任意数目的NETR/NETW指令，但在任何时间最多只能有8条NETR和NETW指令被激活。生物机电NETR/NETW指令NETWORK 1LD SM0.1 / 首次扫描时，MOVB 2 SMB30 / 启用PPI主模式，FILL +0 VW200 68 / 并清除所有的接收和传输缓冲区NETWORK 2LD V200.7 / 当NETR完成位被设置AW= VW208

24、 +100 / 且100种情况被组装，MOVB 2 VB301 / 载入情况分组#1的站址MOVD &VB101 VD302 / 将指针载入远程站中的数据MOVB 2 VB306 / 载入需要传输的数据长度MOVW +0 VW307 / 载入需要传输的数据NETW VB300 0 / 复原由情况分组#1组装的情况数目生物机电NETR/NETW指令 NETWORK 3 LD V200.7 / 当NETR完成位被设置， MOVB VB207 VB400 / 保存来自情况分组#1的控制数据。 NETWORK 4 LDN SM0.1 / 如果不是首次扫描， AN V200.6 / 并没有错误，

25、 AN V200.5 MOVB 2 VB201 / 载入情况分组#1的站址 MOVD &VB100 VD202 / 将指针载入远程站中的数据 MOVB 3 VB206 / 载入将要接收的数据长度 NETR VB200 0 / 读取情况分组#1中的控制和状态数据生物机电NETR/NETW指令 要使用 NETR/NETW 向导： 选择菜单命令工具（T） 指令向导NETR/NETW；或点击浏览条中的指令向导图标，然后选择 NETR/NETW；或打开指令树中的“向导”文件夹并随后打开此向导或某现有配置。生物机电NETR/NETW指令 步骤 1指定您需要的网络操作数目 2指定端口号和子程序名称

26、3指定网络操作 4分配 V 存储区 5生成代码生物机电步骤 1 指定您需要的网络操作数目 如果项目包含使用 STEP 7 Micro/WIN 3.2 版建立的现有 NETR/ NETW 配置，您必须在继续执行步骤 1 之前选择编辑其中一个现有配置或建立一个新配置。 可使用 NETR/NETW 指令向导，简化网络操作配置。向导将向您询问初始化选项，并根据您的选择生成完整的配置。向导允许您配置多达 24 项独立的网络操作，并生成代码协调这些操作。生物机电步骤 2 指定端口号和子程序名称 项目可能已经包含一个 NETR/NETW 向导配置。所有以前建立的配置均被自动载入向导。向导会提示您完成以下两个步骤之一： 选择编辑现有配置，方法是点击“