SIEMENSS7PLC通讯ppt课件

1、SIEMENS S7 PLC通讯主讲：王 兵E_Mail:wb730609126. 近年来，工厂自动化网络得到了迅速的开展，相当多的企业曾经在大量地运用可编程设备，如PLC、工业控制计算机、变频器、机器人、柔性制造系统等。将不同厂家消费的这些设备连在一个网络上，相互之间进展数据通讯，由企业集中管理，曾经是很多企业必需思索的问题。 .通讯：当恣意两台设备之间有信息交换时，它们 之间就产生了通讯。PLC通讯：是指PLC与PLC、PLC与计算机、PLC与现场设备或远程I/O之间的信息交换。PLC通讯的义务：就是将地理位置不同的PLC、计算机、各种现场设备等，经过通讯介质衔接起来，按照规定的通讯协议，

2、以某种特定的通讯方式高效率地完成数据的传送、交换和处置。.通讯方式 并行通讯与串行通讯 并行通讯是以字16位或字节8位为单位的数据传输方式。 串行通讯是以二进制的位Bit 即1位 为单位的数据传输方式。 在控制中普通采用串行通讯方式。. 单工与双工通讯单工通讯：只能沿单一方向传送数据。双工通讯：可以沿两个方向传送数据。双工方式又可以分为全双工和半双工方式。 传输速率波特率30038400 Bit /S.串行通讯接口 RS-232C RS-232C采用负逻辑，用-5-15V表示逻辑“1，用+5+15V表示逻辑“0。广泛地用于计算机与终端或外设之间的近间隔通讯。RS-232C采用共地传送方式，容易

3、引起共模干扰。. RS-422全双工操作，两对平衡差分信号线分别用于发送和接纳。最大传输速率10M Bit /S。最大间隔1200M。一台驱动器可以衔接10台接纳器。广泛地用于计算机与终端或外设之间的远间隔通讯。. RS-485RS-485是RS-422的变形。 RS-485的逻辑“1以两线间的电压差为+26V表示，逻辑“0以两线间的电压差为-26V表示。半双工四线操作，一对平衡差分信号线不能同时发送和接纳。运用RS-485接口和双绞线可以组成串行通讯网络，构成分布式系统。系统中可以有32个站。新的接口器件已允许衔接多达128个站。.基带传输与频带传输基带传输：按照数字信号原有的波形以脉冲方式

4、在信道上直接传输，它要求信道具有较宽的通频带。基带传输时，通常对数字信号进展一定的编码再进展传输。.基带传输与频带传输频带传输：是一种采用调制解调技术的传输方式。发送端采用调制手段，对数字信号进展某种变换，将代表数据的二进制“1和“0，变换成具有一定频带范围的模拟信号，以顺应在模拟信道上传输；接纳端经过解调手段进展相反变换，把模拟的调制信号复原为“1或“0。常用的调制方法有频率调制、振幅调制和相位调制。具有调制、解调功能的安装称为调制解调器，即Modem。PLC通讯中，基带传输和频带传输两种传输方式都有采用，但多采用基带传输。 .通讯介质：是在通讯系统中位于发送端与接纳端之间的物理通路。通讯介

5、质普通可分为：导向性介质、非导向性介质导向性介质：这种介质将引导信号的传播方向，如：双绞线、同轴电缆和光纤等；非导向性介质：普统统过空气传播信号，它不为信号引导传播方向，如短波、微波和红外线通讯等。 .开放系统互连模型国际化规范组织ISO提出的开放系统互连模型OSI。作为通讯网络国际规范化的参考模型。它详细描画了软件功能的7个层次。一类为面向用户的第57层，另一类为面向网络的第14层。.运用层运用层作为OSI的最高层，定义用户及运用程序接口与协议对网络访问的切入点，为用户的运用效力提供信息交换，为运用接口提供操作规范。表示层表示层提供多种编码用于运用层的数据转化效力例如数据的加密/解密，信息的

6、紧缩/解压和数据兼容。把应用层提供的信息变成可以共同了解的方式。会话层担任建立、管理和终止表示层的实体间通讯会话，处置不同设备运用程序间的效力恳求和呼应。留意：不是一切的通讯协议都需求OSI参考模型中的全部7层。例如有的现场总线通讯协议只采用了7层协议中的第1，第2和第7层。.传送层建立会话衔接。分配效力访问点SAP-Service Access Point，效力器访问点。允许数据进展可靠TCP-Transmission Control Protocol，传输控制协议或不可靠UDP-User Datagram Protocol，用户数据报协议的传输。网络层网络层的功能是报文包的分段 报文包的阻

7、塞处置和通讯子网络的选择。定义设备间经过逻辑地址IP-Internal Protocol , 因特网协议传输数据，衔接位于不同广播域的设备，常用来组织路由。.数据链路层确定传输站点物理地址以及将消息传送到协议栈，提供顺序控制和数据流控制。 物理层为用户提供建立 坚持和断开物理衔接的功能。定义了传输介质、衔接器和发生器的类型。规定了物理衔接的电气、机械功能特性如电压、传输速率、传输间隔等特性。如RS-232C RS-422 RS-485。.星形拓扑：每个节点都经过点-点衔接到中央节点，恣意两站之间通讯都要经过中央节点进展，一切通讯均由中央节点控制，属于集中式通讯控制。其缺陷是对中央节点依赖性过强

8、。星形拓扑主要适用于低数据率设备。 几种网络构造. 总线拓扑：在总线拓扑中，传输介质是一条总线，一切节点都衔接到总线上。利用中继器可延伸总线的长度。一个站发送数据，一切其他站都能接纳，因此一切节点共享一条传输链路。PLC网络较多采用总线构造方式。.树形拓扑：树形拓扑是总线拓扑的扩展方式。它顺应性强，非常适宜于分主次、分等级的层次型管理系统。 .环形拓扑：环形拓扑指网络中的中继器进展点-点链路衔接，构成一个封锁的环路，该链路是单向的，数据沿一个方向(顺时针或逆时针)在网上环行。其特点是：网络设备只是简单的中继器，任务站提供复杂拆包和存取控制功能。与其他网络拓扑相比，环形拓扑能提供更大的吞吐量，可

9、适用于工业环境。.通讯衔接 通讯衔接是通讯双方为了执行通讯效力而进展的逻辑资源的分配。通讯衔接直接与通讯效力相连，例如通讯的地址、SAP (Service Access Point)等。衔接可以是直接建立也可以是在运转是建立。衔接的类型1：需求组态的衔接2：不需求组态的衔接.需求组态的衔接：在通讯之前运用配置软件如：STEP 7中的Netpro, ProTool等进展组态的的衔接。在CPU或CP启动的时候建立衔接并永久坚持，称为静态衔接。优点：在操作中不能够中断衔接，保证通讯的快速性。缺陷：在没有衔接资源时不可以在和其他的设备通讯。建立的通讯衔接.不需求组态的衔接：经过用户触发建立的通讯衔接，

10、通讯的地址在通讯块中指定。称为动态衔接。优点：在思索同时运用最大衔接数量以外，可以分批次建立更多的衔接。缺陷：在衔接更多设备时，需求思索通讯的性能。通讯方地址.通讯衔接连接的类型通信服务需要组态的连接GD communicationS7 communicationISO communicationISO on TCP communicationTCP/IP communicationFDL communicationIT communication:FTP, SMTP, HTTPPROFInetOP communicationPROFIBUS DPUDP communication不需要组态的

11、连接PG communicationS7 basic communication.Comm. Conf. StandardsSIMATIC 通讯效力ProfibusEthernetFMSDPMAP 3.0Open Communic.MPIS7 根本通讯全局数据S7 扩展通讯SIMATIC S7通讯ISO 传输TCP/ISO-on-TCPFDLPG 和 HMI 功能UDP.效力通讯效力以特定的性能目的来表示其通讯才干，如：数据交换、控制设备、监控设备和加载程序。 全局数据GD网络中的全局数据用于少量的数据交换在 S7-400中附加事件驱动。S7 通讯在 SIMATIC S7 衔接中，这些通讯工具

12、都面向 S7 PLC、PG/PC 和 OP/TD 通讯进展了最优化。 PG 功能；无需组态衔接便可衔接一个 PG。HMI 功能；无需组态衔接便可衔接一个 OP。 根本的通讯由包含在 CPU 的操作系统中的 SFC 执行。SFC 通讯的运转无需组态衔接。借助于 SFB ，可由已组态的衔接实现扩展的通讯。S7-400可作为 客户机/效力器；S7-300只作为效力器。.FDLSDA用于在 SIMATIC S7 和 S5 之间平安地传输中等数量的数据。对应于 Profibus 第 2 层的 Fieldbus Data LinkFDL。ISO-传输、TCP, ISO-on-TCP 、 UDP 用于工业以

13、太网上从 SIMATIC S7 向 PC 或者非西门子系统平安地传输中等数量和大量的数据。运用功能 AG-SEND/RECV 或 AG-LSEND/LRECV 可在 CPU 上实现 FDL、ISO、TCP、ISO-on-TCP 和 UDP 运用。 FMSFieldbus Message SpecificationFMS使得智能同伴之间面向对象的通讯以及现场设备之间的通讯成为能够。有关 FMS变量、域效力等支持的运用请参照EN 50170 Vol. 2 。MAP该协议最初由美国汽车公司通用汽车开发，用于 PLC 系统之间面向对象的通讯MAP= Manufacturer Automation Pr

14、otocol。DPDP分布式 I/O协议最适宜于对时间要求严厉的、面向数据的、从智能控制单元DP 主站到现场设备EN 50170 Vol. 3的通讯。.程序控制运用MPI, K-Bus,Profibus 或 工业以太网程序控制运用MPI 或K-Bus面向 S7-300/400 的 S7 通讯效力全局数据根本通讯无需组态衔接扩展通讯运用组态衔接CPU的 操作系统CPU的 操作系统 循环或/和程序控制运用 MPI 或者 K-Bus总线SFCSFCSFBSFBPG 和 HMI 功能CPU的 操作系统由操作系统控制运用 MPI, K-Bus, Profibus 和工业以太网.SIMATIC 中的网络-

15、SINUMERIK, RCM-TI 505-Other PLC S7-300 S7-400 M7-400 OPsSIMATIC S5PROFIBUS-DPET 200B/LET 200CDP/AS-I LinkASI (执行器、传感器接口)AS-I 子模块传感器和执行器AS-I ASIC 现场设备AS-I 电源工业以太网PROFIBUS MPI Network 点对点 PC, OS PG单元级现场级AS-I级.1. MPI概述 MPI(Multi Point Interface)是多点接口的简称，是当通讯速率要求不高，通讯数据量不大时可以采用的一种简单经济的通讯方式。经过它可组成小型PLC通讯

16、网络，实现PLC之间的少量数据交换，它不需求额外的硬件和软件就可网络化。每个S7-300 CPU都集成了MPI通讯协议,MPI的物理层是RS-485。经过MPI，PLC可以同时与多个设备建立通讯衔接，这些设备包括编程器PG或运转STEP7的计算机PC、人机界面HMI及其它SIMATIC S7，M7和C7。同时衔接的通讯对象的个数与CPU的型号有关。 MPI通讯是当通讯速率要求不高、通讯数据量不大时，可以采用的一种简单经济的通讯方式。MPI通讯.2. MPI网络组建.在一个MPI网络里，最多可以有9个中继器。.1.PROFIBUS简介PROFIBUS通讯.PROFIBUS提供三种通讯协议类型：P

17、ROFIBUS-FMS、PROFIBUS-DP和PROFIBUS-PA。1PROFIBUS-FMS Fieldbus Message Specification，现场总线报文规范，运用了第一层、第二层和第七层。第七层运用层包含FMS和LLI底层接口主要用于系统级和车间级的不同供应商的自动化系统之间传输数据，处置单元级PLC 和PC的多主站数据通讯。2PROFIBUS-DPDecentralized Periphery，分布式外部设备，运用第一层和第二层，这种精简的构造特别适宜数据的高速传送，PROFIBUS-DP 用于自动化系统中单元级控制设备与分布式I/O例如ET 200的通讯。主站之间的通

18、讯为令牌方式，主站与从站之间为主从方式，以及这两种方式的混合。3PROFIBUS-PAProcess Automation，过程自动化用于过程自动化的现场传感器和执行器的低速数据传输，运用扩展的PROFIBUS-DP 协议。 .2.PROFIBUS原理.DP-1类主设备 (DPM1)中央控制器, 它与分散的 I/O 设备 (DP-从) 交换数据允许假设干个DPM1，典型的设备是 PLC, PCDP-2 类主设备 (DPM2)组态、监视或工程工具，它被用来设定网络或参数监视 DP-从设备DP-从设备直接衔接 I/O 信号的外围设备典型的设备是输入、输出、驱动器、阀、操作 面板等等3.PROFIB

19、US 设备类型.4.PROFIBUS总线的拓扑构造PROFIBUS电气接口网络RS485中继器功能在一条PROFIBUS总线上最多可以安装9个RS485中继器 . 所谓工业以太网，通俗地讲就是运用于工业的以太网，是指其在技术上与商用以太网IEEE802.3规范兼容，但材质的选用、产品的强度和适用性方面应能满足工业现场的需求。工业以太网技术的优点表如今：以太网技术运用广泛，为一切的编程言语所支持；软硬件资源丰富；易于与Internet衔接，实现办公自动化网络与工业控制网络的无缝衔接；通讯速度快；可继续开展的空间大等等。 工业以太网通讯. 以太网遵照IEEE802.3规范，可以在光缆和双绞线上传输。它最早出如今1972年，由Xerox、PARC所创建。当前以太网采用星型和总线型构造，传输速率为10Mb/s，100 Mb/s，1000 Mb/s或更高。 以太网利用了CSMA/CD带冲突检测的载波监听多路访问技术。.