可编程序控制器应用教程

第8章通信及网络

8.1通信及网络概述

8.2通信实现

8.3网络通信8.4自由口通信

8.1通信及网络概述

8.1.1通信方式

8.1.2网络概述

8.1.3

S7-200通信及网络

返回本章首页8.1.1通信方式

1.基本通信方式

2.异步串行通信

3.通信接口

1.基本通信方式

（1）并行通信

（2）串行通信

（3）串行通信分类

（1）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，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8.1所示。图8.1并行通信（2）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送多少次，如下图8.2所示。（3）串行通信分类

按时钟串行通信按时钟可分为同步传送和异步传送两种方式。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8.4所示。

按方向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。分别如图8.3中的（a）、（b）和（c）所示。图8.3单工、半双工和双工图8.4异步串行传送数据格式2.异步串串行通通信（1）传送送字符符数据据格式式（2）波特特率3.通信接接口（1）RS232接口（2）RS485接口（3）RS422接口返回本本节8.1.2网络概概述网络结结构概概述（1）简单单网络络（2）多级级网络络2.通信协协议（1）通用用协议议（2）公司司专用用协议议1.网络结结构概概述（1）简单单网络络多台设设备通通过传传输线线相连连，可可以实实现多多设备备间的的通信信，就就形成成网络络结构构。下下图8.5就是一一种最最简单单的网网络结结构，，它由由单主主设备备和多多个从从设备备构成成。（2）多级级网络络现代大大型工工业企企业中中，一一般采采用多多级网网络的的形式式，可可编程程序控控制器器制造造商经经常用用生产产金字字塔结结构来来描述述其产产品可可实现现的功功能。。这种种金字字塔结结构的的特点点是：：上层层负责责生产产管理理，底底层负负责现现场检检测与与控制制，中中间层层负责责生产产过程程的监监控与与优化化。国际标准化化组织（ISO）对企业自动动化系统确确立了初步步的模型，，如图8.6所示。图8.6ISO企业自动化化系统模型型2.通信协议（1）通用协议议国际标准化化组织ISO（InternationalStandardOrganization）于1978年提出了开开放系统互互联OSI（OpenSystemsInterconnection）的模型，它它所用的通通信协议一一般为7层，如下图图8.7所示。图8.7通通用协议议模型（2）公司专用用协议低层子网和和中层子网网一般采用用公司专用用协议，尤尤其是最底底层子网，，由于传送送的是过程程数据及控控制命令，，这种信息息较短，但但实时性要要求高。公公司专用协协议的层次次一般只有有物理层、、链路层及及应用层，，而省略了了通用协议议所必须的的其他层，，信息传送送速率快。。返回本节8.1.3S7-200通信及网络络1.字符数据格格式2.网络层次结结构3.通信类型及及协议4.通信设备1.字符数据格格式（1）10位字符数据据传送数据由由1个起始位、、8个数据位、、无校验位位、一个停停止位组成成。传送速速率一般为为9600波特。（2）11位字符数据据传送数据由由1个起始位、、8个数据位、、1个偶校验位位、一个停停止位组成成。传送速速率一般为为9600波特或19200波特。2.网络层次结结构西门子公司司的生产金金字塔由4级组成，由由下到上依依次是：过过程测量与与控制级、、过程监控控级、工厂厂与过程管管理级、公公司管理级级。S7系列的网络络结构如右右图8.8所示。图8.8西西门子生生产金字塔塔及网络3.通信类型及及协议（1）通用协议议（2）公司专用用协议PPI协议MPI协议Profibus协议自由口协议议（3）通信类型型可编程序控控制器常见见的有以下下类型：把计算机或或编程器作作为主站、、把操作员员界面作为为主站和把把PLC作为主站等等类型，这这几种类型型又各有两两种连接：：单主站和和多主站。。图8.9单单主主站站结结构构网网络络图8.10多多主主站站结结构构网网络络4.通信信设设备备（1）通通信信口口S7-200CPU主机机上上的的通通信信口口是是符符合合欧欧洲洲标标准准EN50170中Profibus标准准的的RS-485兼容容9针D型接接口口。。接接口口引引脚脚如如图图8.11所示示，，端端口口0或端端口口1的引引脚脚与与Profibus的名名称称对对应应关关系系如如表表8.1所示。图8.11RS-485引脚（2）网络连接器器网络连接器可可以用来把多多个设备很容容易地连接到到网络中。网网络连接器有有两种类型：：一种是仅提提供连接到主主机的接口，，另一种增加加了一个编程程接口。带有有编程口的连连接器可以把把编程器或操操作员面板直直接增加到网网络中，编程程口传递主机机信号的同时时，为这些设设备提供电源源，而不用另另加电源。（3）通信信电缆缆网络电电缆PC/PPI电缆表8.2各开关关与参参数关关系对对应表表（4）网络络中继继器网络中中继器器在Profibus可以用用来延延长网网络的的距离离、允允许给给网络络加入入设备备、隔隔离不不同网网络段段，每每个中中继器器为网网络段段提供供偏置置和终终端匹匹配。。每个网网络中中最多多可以以有9个中继继器，，每个个中继继器最最多可可再增增加32个设备备。（5）调制制解调调器用调制制解调调器可可以实实现计计算机机或编编程器器与PLC主机之间的的远距离通通信。以11位调制解调调器为例，，通信连接接如下图8.12所示。返回本节8.2通信实现8.2.1确立通信方方案8.2.2参数组态返回本章首首页8.2.1确立通信方方案包括根据实实际通信需需要选择单单主站或多多主站，同同时确定各各站的编号号；选择实实现通信的的硬件，如如选择用PC/PPI电缆，还是是用CP卡、MPI卡、EM277通信模块或或调制解调调器等。这几种通信信硬件的性性能如表8.3所示。返回本节8.2.2参数组态1.通信设置2.安装或删除除通信接口口3.参数设置通信设置图8.13通信设设置状态图8.14通信设设置2.安装或删除除通信接口口（1）安装接口口（2）删除接口口图8.15安装/删除3.参数设置在图7.14所示的对话话框，单击击Properties按钮，将弹弹出参数设设置对话框框，如图8.16所示。其中中有两个选选项卡：PPI选项卡和LocalConnection选项卡。图8.16参数设设置（PPI选项卡）返回本节8.3网络通信8.3.1控制寄存器器和传送数数据表8.3.2网络指令8.3.3应用实例返回本章首首页8.3.1控制寄存器器和传送数数据表1.控制寄存器器将特殊标志志寄存器中中的SMB30和SMB130的低2位置为2#10，其他位为为0，即SMB30和SMB130的值为16#2，则可以以控制将将S7-200CPU设置为PPI主站模式式。2.传送数据据表（1）数据表表格式执行网络络读写指指令时，，PPI主站与从从站之间间的数据据以数据据表的格格式传送送。传送送数据表表的程式式描述如如表8.4所示。表8.4传送数据据表格式式（2）状态字字节传送数据据表中的的第一个个字节为为状态字字节，各各位及其其的含义义如下：：E1、E2、E3、E4错误编码码。如果果执行指指令后E位为1，，则由这这4位返返回一个个错误码码。这4位组成成的错误误编码及及含义如如表8.5所示示。表8.5错误编码码返回本节节8.3.2网络指令令网络指令令有两条条：NETR和NETW。1.NETR指令NETR，网络读指指令。使使能输入入有效时时，指令令初始化化通信操操作，通通过通信信端口PORT从远程设设备上接接收数据据并形成成数据表表TBL。NETR指令最多多可从远远程站点点上读16个字节的的信息。。指令格式式：NETR TBL,PORT例：NETR VB200,02.NETW指令NETW网络读指令。。使能输入有有效时，指令令初始化通信信操作，通过过端口PORT将数据表TBL中的数据发送送到从远程设设备。NETW指令最多可向向远程站点上上写16个字节的信息息。指令格式：NETWTBL, PORT使能流输出ENO为0的出错条件为为：SM4.3（运行时间），，0006（间接寻址））。返回本节8.3.3应用实例有一简单网络络，结构如下下图8.17所示。其中TD200为主站，在RUN模式下，CPU224在用户程序中中允许PPI主站模式，可可以利用NETR和NETW指令来不断读读写两个CPU221模块中的数据据。操作要求：站4要读写两个远远程站（站2和站3）的状态字节节和计数值（（分别放在VB100和VW101中）。如果某某个远程站中中的计数值达达到200，站4将发生一定动动作，并将该该远程站的计计数值清0，重新计数。。CPU224通信端口号为为0，从VB200开始设置接收收和发送缓冲冲区。接收缓缓冲区从VB200开始，发送缓缓冲区从VB250开始，内容如如表8.6所示。该网络络通信用户程程序如图8.18所示。表8.6缓冲区设置图8.18网网络程序序实例（1））图8.18网网络程序实实例（2）返回本节8.4自由口通信8.4.1相关寄存器及及标志8.4.2自由口指令8.4.3应用实例返回本章首页页8.4.1相关寄存器及及标志1.控制寄存器2.特殊标志位及及中断3.特殊存储器字字节1.控制寄存器SMB30控制和设置通通信端口0，如果PLC主机上有通信信端口1，则用SMB130来进行控制和和设置。SMB30和SMB130的各位及其的的含义如下：：（1）PP位：奇偶选择择（2）D位：有效位数数（3）BBB位：自由口波波特率（4）MM位：协议选择择2.特殊标志位及及中断中断接收中断：中中断事件号为为8（口0）和25（口1）。发送完成中断断：中断事件件号为9（口0）和26（口1）。接收完成中断断：中断事件件号为23（口0）和24（口1）。特殊标志位SM4.5和SM4.6：分别用来表示示口0和口1发送空闲状态态3.特殊存储器字字节接收信息时用用到一系列特特殊功能存储储器。对端口口0用SMB86到SMB94；对端口1用SMB186到SMB194。各字节及内容容描述如下表表8.7所示。返回本节8.4.2自由口指令1.XMT指令XMT，发送指令。使使能输入有效效时，指令初初始化通信操操作，通过通通信端口PORT将数据表TBL中的数据发送送到远程设备备。发送缓冲区（（数据表）TBL的格式如表8.8所示。2.RCV指令RCV，接收指令。使使能输入有效效时，指