可编程序控制器的应用系统设计

第九章可编程序控制器应用系统设计第一节

PLC应用系统设计的内容和步骤第二节

PLC的选择第三节

节省PLC输入输出点数的方法第四节

可编程序控制器在逻辑控制系统中的应用实例第五节

可编程序控制器网络及通信1第一节PLC应用系统设计的内容和步骤一、PLC控制系统设计的基本原则1）充分发挥PLC功能，满足被控对象的控制要求；2）力求使控制系统简单、经济、使用及维修方便；3）保证控制系统安全可靠；4）考虑生产的发展和工艺的改进，在选择PLC型号、I/O点数和存储器容量等时，应留适当的余量。2二、PLC控制系统设计的一般步骤7．整理技术文件：包括设计说明书、电气安装图、电气元件明细表及使用说明书等。1．熟悉被控对象，制定控制方案；2．确定I/O设备，据此确定PLC的I/O点数3．选择PLC：主要包括PLC机型、容量、I/O模块、电源的选择；4．分配PLC的I/O地址：列出输入/输出设备与PLC输入输出端子对照表；5．设计软件及硬件；6．联机调试；3结构形式整体式模块式安装方式集中式远程I／O式分布式相当的功能要求第二节PLC的选择一、PLC的机型选择

一般用于小型控制系统中

一般用于较复杂系统中一般用于小型控制系统中适合于被控对象远离中控室的工业现场适合于控制规模较大的工业现场控制简单选低档机，控制规模大或较复杂选中、高档机4响应速度系统可靠性机型统一对个别场合，要求PLC的I/O响应延迟时间要短，应选用扫描速度高的PLC，或选用具有高速I/O处理功能指令的PLC等。对可靠性高的系统，应考虑采用冗余控制系统或热备用系统。尽量选用同一企业、同一机型的PLC。5二、PLC的容量选择（一）I/O点数

通常I/O点数是根据被控对象的输入、输出信号的实际需要，再加上10%~15%的备用量来确定。（二）用户存储容量

一般可按下式估算：存储容量＝开关量I/O点总数×10+模拟量通道数×100在此基础上，再根据实际需要留（20％～30％）的余量来选择。6三、I/O模块的选择对PLC来讲，信号形式可分为四类：（1）开关量输入信号（2）开关量输出信号（3）模拟量输入信号（4）模拟量输出信号不同的I/O模块，其电路和性能不同，它直接影响着PLC的应用范围和价格，应该根据实际情况合理选择。71、输入信号的类型及电压等级①类型选择类型：直流输入、交流输入、交流／直流输入三种。选择原则：主要根据现场输入信号、周围环境因素等来选择。

直流输入模块：延迟时间较短，可直接与接近开关、光电开关等电子输入设备连接；交流输入模块：可靠性好，适合于有油雾、粉尘的恶劣环境。

（一）开关量输入模块的选择8②电压等级选择

电压等级：直流5Ｖ、12Ｖ、24Ｖ、48Ｖ、60Ｖ等；交流110Ｖ、220Ｖ等。选择原则：主要根据现场输入设备与输入模块之间的距离来考虑。传输距离较近：选用5Ｖ、12Ｖ、24Ｖ。如5Ｖ输入模块最远不得超过10米。距离较远的应选用输入电压等级较高的模块。92、输入接线方式选择

接线种类：汇点式、分组式两种。汇点式：所有输入点共用一个公共端。分组式：输入点分成几组，每一组共用一个公共端，各组间分隔开。COMIN0IN1IN2┊INn(a)汇点式输入

COM1IN0IN1IN2COM2IN3IN4(b)分组式输入103、注意同时接通的输入点数量

对于选用高密度输入模块(如32点、48点等)，应考虑同时接通的点数一般不要超过输入点数的60％。（二）开关量输出模块的选择1．输出方式的选择

输出方式：继电器输出、晶闸管输出、晶体管输出。①继电器输出优点：价格便宜，可驱动交、直流负载，适用电压范围宽、导通压降小，承受瞬时过电压和过电流能力较强。

缺点：动作速度较慢、寿命短、可靠性较差。

适用场合：用于驱动感性负载、触点动作频率不超过1Hz的场合。11

②晶闸管和晶体管输出

适用场合：用于频繁通断的负载。晶闸管输出只能用于交流负载；晶体管输出只能用于直流负载。2．输出接线方式的选择

种类：分组式输出、分隔式输出

分组式输出：输出点分成多组，每组共用一个公共端。

分隔式输出：各输出点相互隔离，无公共端。

12COM0OUT0OUT1OUT2COM1OUT3OUT4OUT5(a)分组式输出COM0OUT0COM1OUT1COM2OUT2COM3OUT3(b)分隔式输出

选择原则：根据负载电源种类的多少而定。若每个负载的电源均不同，应选分隔式输出。反之，可选分组式输出。133．输出电流的选择4．注意同时接通的输出点数量

输出模块同时接通输出点的累计电流必须小于公共端所允许通过的电流值。一般来说，同时接通的点数不要超出同一公共端输出点数的60％。5．输出的最大负载电流与负载类型、环境温度等因素有关输出模块的输出电流必须大于负载的额定电流。若输出模块无法直接驱动负载，可增加中间放大环节。14四、电源模块及其它外设的选择1．电源模块的选择2．编程器的选择3．写入器的选择仅模块式结构的PLC需要电源模块的选择。选择时主要考虑电源的额定输出电流。电源模块的额定电流必须大于所有模块的总消耗电流。复杂系统或需在线编程的PLC系统选用智能编程器。小型简单的系统选用个人计算机和编程软件实现编程器的功能。选用EPROM写入器，可防止干扰等原因造成程序破坏。15第三节节省PLC输入输出点数的方法一、减少输入点数的方法1．分时分组输入自动输入S1~S8、手动输入Q1~Q8共用PLC输入点I0.0~I0.7。用工作方式选择开关SA切换自动和手动信号输入电路。

PLC用I1.0来识别是自动还是手动信号。自动输入手动输入SAQ8Q2Q1S1L+I1.0I0.0I0.1┋I0.7S2S8┋162．输入触点的合并某些功能相同的输入点可以合并。常闭触点串联输入，常开触点并联输入。例如：某负载可在多处起动和停止，可以将三个起动信号并联，将三个停止信号串联，分别送给PLC的两个输入点.SB3SB2SB1I0.1I0.2

L+SB4SB5SB6PLC173．将信号设置在PLC之外系统中的某些输入信号功能简单、涉及面很窄，如手动操作按钮、电动机过载保护的热继电器触点等，有时就没有必要作为PLC输入。KM3KM2KM1自动手动FR2FR1FR3SB3SB2Q0.0Q0.1PLCQ0.2

COMSB1~18二、减少输出点数的方法（一）矩阵输出采用8个输出组成4×4矩阵，可接16个输出设备。要使某个负载接通工作，只要控制它所在的行与列对应的输出继电器接通即可。KM1Q0.0

Q0.1Q0.2Q0.3PLCCOM0Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7COM1电源19（二）分组输出当两组负载不同时工作，可通过外部转换开关或通过受PLC控制的电器触点进行切换，这样PLC的每个输出点可以控制两个不同时工作的负载。KM6KM5电源21COM0Q0.0Q0.1Q0.2KM2KM1KM4KM3SA20（三）并联输出

当两个通断状态完全相同的负载，可并联后共用PLC的一个输出点。并联输出应考虑PLC输出点的驱动能力是否足够。（四）负载多功能化

一个负载实现多种用途。如:指示灯输出，可控制指示灯的常亮和闪烁，表示不同的信息。（五）某些输出设备可不进PLC

系统中某些相对独立、比较简单的部分可考虑直接用继电器电路控制。21三、PLC应用中的若干问题（一）对PLC的某些输入信号的处理1)如果PLC输入设备采用两线式传感器（如接近开关等）时，它们的漏电流较大，可能会出现错误的输入信号。为了避免这种现象，可在输入端并联旁路电阻R，两线式传感器PLC输入2）如果PLC输入信号由晶体管提供，则要求晶体管的截止电阻应大于10KΩ，导通电阻应小于800Ω。22（二）PLC的安全保护1．短路保护当PLC输出控制的负载短路时，为了避免PLC内部的输出元件损坏，应该在PLC输出的负载回路中加装熔断器，进行短路保护。2．感性输入/输出的处理PLC的输入端和输出端常常接有感性元件。如果是直流感性元件，应在其两端并联续流二极管；如果是交流元件，应在其两端并联阻容电路。抑制电路断开时产生的电弧对PLC内部输入、输出元件的影响。23感性输入/输出的处理直流交流直流交流24（三）PLC系统的接地要求

良好的接地是PLC安全可靠运行的重要条件。PLC一般最好单独接地，与其它设备分别使用各自的接地装置。也可采用公共接地，但禁止使用串联接地方式。PLC的接地线应尽量短，使接地点尽量靠近PLC。接地线的截面应大于2mm2.PLC其它设备a)分别接地其它设备PLCb)公共接地PLC其它设备c)串联接地25第四节可编程序控制器在逻辑控制系统中的应用实例一、PLC在工业自动生产线中的应用（一）输送机分检大小球的PLC控制装置1．控制要求

图9－11所示为分检大、小球的自动装置的示意图。分析工作过程及控制要求.26图9-11大、小球自动分检装置示意图27（5）如果启动装置后，操作杆下行一直到SQ闭合后，下限位开关SQ2仍为断开状态，则吸盘吸起的是大球，操作杆右行碰到右限位开关SQ5（大球的右限位开关）后，将大球释放到大球箱里，然后返回到原位。（4）假设吸盘吸起小球，则操作杆向上行，碰到上限位开关SQ3后，操作杆向右行；碰到右限位开关SQ4(小球的右限位开关)后，再向下行，碰到下限位开关SQ2后，将小球释放到小球箱里，然后返回到原位。（1）当输送机处于起始位置时，上限位SQ3开关和左限位开关SQ1被压下，极限开关SQ断开。（2）启动装置后，操作杆下行，一直到极限开关SQ闭合。此时，若碰到的是大球，则下限位开关SQ2仍为断开状态，若碰到的是小球则下限位开关SQ2为闭合状态。（3）接通控制吸盘的电磁阀线圈Y001。282．I/O地址分配图9-12

I/O地址分配图293．功能图的设计图9-13自动分检控制STL功能图304．梯形图的设计图9-14大、小球分检控制梯形图5．语句表程序31(二)皮带运输机的PLC控制图9－15所示为某原材料皮带运输机的示意图。原材料从料斗经过PD1、PD2两台皮带运输机送出；由电磁阀M0控制从料斗向PD1供料；PD1、PD2分别由电动机M1和M2控制。图9-15某原料皮带运输机示意图321．控制要求（1）初始状态料斗、皮带PD1和皮带PD2全部处于关闭状态。

（2）启动操作启动时为了避免在前段运输皮带上造成物料堆积，要求逆料方向按一定的时间间隔顺序启动。其操作步骤如下：

皮带PD2→延时5s→皮带PD1→延时5s→料斗M0（3）停止操作停上时为了使运输机皮带上不留剩余的物料，要求顺物料流动的方向按一定的时间间隔顺序停止。其停止的顺序如下：

料斗→延时10s→皮带PD1→延时10s→皮带PD2（4）故障停止在皮带运输机的运行中，若皮带PD1过载，应把料斗和皮带PD1同时关闭，皮带PD2应在皮带PD1停止10s后停止。若皮带PD2过载，应把皮带PD1、皮带PD2(M1、M2)和料斗M0都关闭。（5）要求采用FX系列PLC实现控制332．I/O地址分配

启动按钮X000

M0料斗控制Y000

停止按钮X001

M1接触器Y001M1热继电器X003

M2接触器Y002M2热继电器X004

3．程序设计（1）用步进指令根据皮带运输机控制要求设计的功能图34图9-16皮带运输机的PLC功能图35（2）皮带运输机的PLC梯形图图9-17皮带运输机的PLC梯形图364、语句表程序二、PLC在机械手控制系统中的应用图9－18是某机械手的工作示意图，该机械手的任务是将工件从工作台A搬往工作台B。试设计该机械手的PLC控制系统。图9-18机械手的工作示意图

37（一）控制系统要求分析1、机械结构2、工艺过程图9-19系统结构示意图383、控制要求

工件台A、B上工件的传送不用PLC控制；机械手要求按一定的顺序动作，其流程图如图9－20所示。图9-20控制系统流程图39（二）PLC选型及I/O接线图根据控制要求，PLC控制系统选用SIEMENS公司S7-200系列CPU214和EM221，其输入输出端子电气接线图如图9－21所示。图9-21控制系统外部I/O接线图40（三）PLC

I/O地址、内部辅助继电器的分配表序号符号功能描述序号符号功能描述1I0.0起动13I1.4上升2I0.1下限14I1.5右移3I0.2上限15I2.0左移4I0.3右限16I2.1夹紧5I0.4左限17I2.2放松6I0.5无工作检测18I2.3复位7I0.6停止19Q0.0下降8I0.7手动20Q0.1夹紧/放松9I1.0单步21Q0.2上升10I1.1单周期22Q0.3右移11I1.2连续23Q0.4左移12I1.3下降24Q0.5原位显示41（四）PLC控制系统程序设计1、整体设计整体设计的梯形图（主程序）：图9-22主程序梯形图422、手动控制程序

图9-23手动程序梯形图（子程序0）433、自动操作程序

图9-24自动操作程序（子程序1）444、输出显示程序

图9-25输出显示程序45三、PLC在电梯控制中的应用图9-26三层楼电梯控制示意图电梯控制是一个随机控制系统，系统没有固定的控制顺序，其控制作用是根据PLC外部提出的控制要求（输入的信号）而实施的。电梯的控制内容包括：箱内、外按钮的控制，电梯运行到位开门、关门的控制，每层指示灯及安全措施、报警作用的控制等。在此以三层的电梯箱内控制为例。46（一）电梯控制系统的要求（F:呼梯开关）（1）电梯在一层或二层时，出现三层呼梯（3F＝ON）信号，则电梯上升，运行到三层，三层限位开关闭合（SQ:限位开关；SQ3＝ON）后停止运行。（2）电梯在一层时，出现二层呼梯（2F=ON）信号，则电梯上升，运行到二层，二层的限位开关闭合（SQ2=ON）后停止运行。（3）电梯在一层时，同时出现二层和三层的呼梯（2F=ON,3F=ON）信号，则电梯上升运行；先上升到二层（SQ2=ON）,暂停运行2s后，再继续上升到三层，直到三层的限位开关闭合（SQ3=ON）电梯停止运行。47（4）电梯在三层或二层时，出现一层呼梯（1F=ON）信号，则电梯下降运行；直到一层的限位开关闭合（SQ1=ON）,电梯停止运行。（5）电梯在三层时，出现二层呼梯（2F=ON）信号，则电梯下降运行；直到二层的限位开关闭合（SQ2=ON）,电梯停止运行。（6）电梯在三层时，同时出现二层或一层呼梯（2F=ON、1F=ON）信号，则电梯下降运行；先到二层，暂停运行2s后，电梯又继续下降，直到一层的限位开关闭合（SQ1=ON）,电梯停止运行。48（7）电梯在上升途中，任何下降呼梯均无效。（8）电梯在下降途中，任何上升呼梯均无效。（9）电梯到达每层的运行时间限定小于10s；超过10s，则电梯自动停止运行。（10）此控制采用FX系列PLC实现控制。49（二）电梯控制程序的设计1．I/O地址分配输入地址SQ1X000SQ2X001SQ3X002IFX0032FX0043FX005输出地址电梯上升Y000电梯下降Y001502．逻辑设计

图9-27三层楼电梯厢内控制梯形图51四、PLC在机床中的应用（一）T68镗床控制系统1．电气控制任务

双速电动机M1作为主轴及进给的驱动，电动机M2为进给快速移动的驱动。对M1的具体控制要求是：1）正反转点动控制及反接制动；2）正反转连续运转及反接制动；3）高、低速的转换控制。522．输入输出点的分配输入端输出端输入设备PLC输入端子号输出设备PLC输出端子号M1的停止按钮SB6X000M1正转接触器KM1Y000M1的正转按钮SB1X001M1反转接触器KM2Y001M1的反转按钮SB2X002限流电阻接触器KM3Y002M1的正转点动按钮SB3X003M2正转接触器KM3Y003M1的反转点动按钮SB4X004M2反转接触器KM4Y004高低速转换行程开关SQX005M1低速△接触器KM6Y005主轴变速行程开关SQ1X006M1高速YY接触器KM7Y00653输入端输出端输入设备PLC输入端子号输出设备PLC输出端子号主轴变速行程开关SQ2X007M1高速YY接触器KM8Y007进给变速行程开关SQ3X010进给变速行程开关SQ4X011工作台或主轴箱机动进给限位SQ5X012主轴或花盘刀架机动进给限位SQ6X013快速M2电动机正转限位SQ7X014快速M2电动机反转限位SQ8X015M1热继电器触点FRX016速度继电器正转触点KS1X017速度继电器反转触点KS2X02054电源KM4KM5KM6KM7KM8KM3KM1KM2X000X001X002X003Y000X004Y001X005Y002X006Y003X007Y004X010Y005X011Y006X012Y007X013X014X015PLCX016X017X020COMCOMKV2KV1FRSQ8SQ7SQ6SQ5SQ4SQ3SQ2SQ1SQSB1SB2SB3SB4SB6图9-28输入输出设备与PLC的接线553．绘制梯形图

（1）M1正反转控制的梯形图T2K5M102K5T1M101M101X002M102M101X001M102X001M101M102X002Y002X006X010M102M101Y002Y001Y000T1Y002Y000Y001T2图9-29

M1正反转控制梯形图56（2）M1反转制动的梯形图（3）高低速转换控制的梯形图Y000Y001T3K5X017M103T3X011X017X007K5M103T2X020T2Y001Y000X007Y001X011M103Y000X000图9-30

M1反接制动梯形图M103X000M102Y007Y006M103T4Y005Y005M103T4Y006M101X000X006X010Y002X005T4X007Y001X011Y000图9-31

M1高低速转换控制梯形图57机械互锁及过载保护M1停止控制M1正转辅助控制X013X012M110X016M101M100X001M102Y001M101M110

X000

M100

X000X007Y001X011Y000M103MC·MC·X002M101Y000M102M1反转辅助控制M1正转延时控制M1反转延时控制M102K5M102T1T0Y002Y001Y000T2M103X003M1正转、运行、制动K5M101T0反转反接制动延时M1反转、点动、反接制动正转反接制动延时短接电阻低速△接高速YY接M2正转控制M2反转控制K5X007X017T2K15X005T4M102M101X006X010Y002X020X011T3X004T1Y002Y000Y001K5X017M103T3MCRM100M103T4Y006Y005Y007M103T4Y005Y006X014X015Y004Y003X014X015Y003Y004MCRM110END低速高速转换延时图9-32

T68普通镗床PLC控制梯形图58（二）Z3040型摇臂钻床的电气控制系统1．电气控制任务

1）主轴电动机M1的正反转运动（如加工螺纹要求电动机正、反转）；2）摇臂升降电动机M2正、反转运动；3）摇臂夹紧、放松液压泵电动机M3的正反转运动；4）完成各种操作之间的互锁控制及延时控制。冷却根据加工任务来选用，冷却泵电动机控制简单，故采用手动控制。Z3040型摇臂钻床是一个多台电动机拖动系统，采用PLC控制时，也必须实现如下控制要求：592．输入输出点的分配

输入端输出端输入设备输入端子输出设备输出端子M1停止按钮SB1X000M1正转接触器KM1Y000M1正转按钮SB2X001M1反转接触器KM2Y001M1反转按钮SB3X002M2正转接触器KM3Y002M2正转按钮SB4X003M2反转接触器KM4Y003M2反转按钮SB5X004M3正转接触器KM5Y004M3正转按钮SB6X005M3反转接触器KM6Y005M3反转按钮SB7X006电磁阀YV驱动Y006摇臂上升限位SQ1X007摇臂夹紧指示灯HL1Y007摇臂放松限位SQ2X010摇臂放松指示灯HL2Y01060输入端输出端输入设备输入端子输出设备输出端子摇臂夹紧限位SQ3X011立柱及主轴箱夹紧指示灯HL3Y011立柱及主轴箱放松限位SQ4X012立柱及主轴箱放松指示灯HL4Y012立柱及主轴箱夹紧限位SQ5X013M1运行指示灯HL0Y013摇臂下降限位SQ6X014主轴箱关合限位SQ7X015M1热继电器FR1触点X016M2热继电器FR2触点X017M3热继电器FR3触点X02061Y001X006T2X020M111T2M112X003X005X006Y006K5T6M112K5T5M111T4K5M110T4Y002Y003T3Y003Y002MCRM106MCRM106X005M112X007M111Y004T5Y005Y005T6Y004Y013Y000Y010X010Y007X011Y011X012Y012X013MCM104MCM104M2正转M2反转M3正转M3反转M1运行指示摇臂放松指示摇臂夹紧指示主轴箱夹紧指示主轴箱放松指示M104T2K15M105T2M104M102升降延时（夹紧）Y000T0Y001K5T1M103K5T0M102M101X001M103Y001M102M102X002M102Y000M103M102Y001T1Y000MCRM100M100X000X016M101X0150M1000MC2MC2X004X014X005M104X010X003X007M104X003M107M110K5M107M106X004M110M107MC2M104X017X010M106MC2M1停止M1正转辅助M1正转延时M1反转辅助M1反转延时M1正转M1反转T3图9-34

Z3040型摇臂钻床的PLC控制梯形图3、绘制梯形图62第五节可编程序控制器网络及通信一、网络概述（一）联网目的（二）网络结构和通信协议1．链接结构2．联网结构

图9-35联网结构示意图20134(a)星形结构1342（b）总线结构4132（c）环形结构63（1）星形结构

只有一个中心节点，网络上其他各节点都分别与中心节点相连，通信功能由中心节点进行管理，并通过中心节点实现数据交换。（2）总线结构这种结构的所有节点都通过相应硬件连接到一条无源公共总线上，任何一个节点发出的信息都可沿着总线传输，并被总线上其他任意节点接收。它的传输方向是从发送节点向两端扩散传送。（3）环形结构环形结构中的各节点通过有源接口连接在一条闭合的环形通信线路中，是点对点式结构，即一个节点只能把数据传送到下一个节点。若下一个节点不是数据发送的目的节点，则再向下传送直到目的节点接收为止。643．网络通信协议在通信网络中，各网络节点，各用户主机为了进行通信，就必须共同遵守一套事先制定的规则，称为协议。（三）通信方式1．串行数据传送与并行数据传送

（1）并行数据传送（2）串行数据传送

2．异步方式与同步方式

串行通信数据的传送是一位一位分时进行的。根据串行通信数据传输方式的不同可以分为异步方式和同步方式。65（1）异步方式异步方式又称为起止方式。它在发送字符时，要先发送起始位，然后才是字符本身，最后是停止位。字符之后还可以加入奇偶校验位。异步传送较为简单，但要增加传送位，将影响传输速率。异步传送是靠起始位和波特率来保持同步的。PLC网络多采用异步方式传送数据。（2）同步方式同步方式要在传送数据的同时，也传递时钟同步信号，并始终按照给定的时刻采集数据。同步方式传递数据虽提高了数据的传输速率，但对通信系统要求较高。66（四）网络配置网络配置与建立网络的目的、网络结构以及通讯方式有关，但任何网络，其结构配置都包括硬件、软件两个方面。1．硬件配置（1）通信接口（2）通信介质

2．软件配置

要实现PLC的联网控制，就必须遵循一些网络协议。不同公司的机型，通信软件各不相同。软件一般分为两类，一类是系统编程软件，用以实现计算机编程，并把程序下载到PLC，且监控PLC工作状态。67二、S7－200系列CPU与计算机设备的通信（一）S7－200系列CPU的通信性能1．SIEMENS公司的网络层次结构管理层计算机集合工业以太网（Ethernet）S7－300S7－200及远程I/OS7－200及远程I/O智能模块AS－1总线现场设备现场设备S7－300S7－200S7－200现场总线多点MPI网图9-36

SIEMENS公司S7系列PLC网络层次结构682．S7系列的通信协议（1）PPI协议PPI(Point-to-point-Interface)协议，即点对点接口，是一个主/从协议。协议规定主站向从站发出申请，从站进行响应。从站不能初始化信息。但当主站发出申请或查询时，从站才对其响应。（2）MPI协议MPI（Multi-PointInterface）即多点接口，可以是主/主协议或主/从协议，协议如何操作有赖于设备的类型。69PROFIBUS协议用于分布式I/O设备（远程I/O）的高速通信。该协议的网络使用RS－485标准双绞线，适合多段、远距离通信。PROFIBUS网络常有一个主站和几个I/O从站。主站初始化网络并核对网络上的从站设备和配置中的匹配情况。如果网络中有第三个主站，则它只能访问第一个主站的从站。（3）PROFIBUS协议（4）自由口协议在自由口模式下，主机只有在RUN方式时，用户才可以用相关的通信指令编写用户控制通信口的程序。当主机处于STOP方式时，自由口通信被禁止，通信口自动切换到正常的PPI协议操作。703．通信设备

（1）通信口S7－200CPU主机上的通信口是符合欧洲标准EN50170中的PRO-FIBUS标准的RS－485兼容9针D型连接器。（2）网络连接器网络连接器可以用来把多个设备连接到网络中。网络连接器有两种类型：一种仅提供连接到主机的接口；另一种则增加了一个编程接口。两种连接器都有两组螺丝端子，可以连接网络的输入和输出。（3）通信电缆通信电缆主要有网络电缆和PC/PPI电缆。715个DIP开关与PC/PPI通信方式：图9-37PPI方式的CPU通信72（4）网络中继器网络中继器在PROFIBUS网络中，可以用来延长网络的距离，允许给网络加入设备，并且提供一个隔离不同网络段的方法。每个网络中最多有9个中继器，每个中继器最多可再增加32个设备。（5）其他设备除了以上设备之外，常用的还有通信处理器CP、多机接口卡（MPI卡）和EM277通信模块等。73三、个人计算机PC与S7－200CPU之间的联网通信1、链接

图9-38利用PC/PPI电缆和几个S7－200CPU通信2、PC/PPI网络743．多主机网络（MPI网络）

图9-39利用MPI或CP卡和S7－200CPU通信（1）STEP7-Micro/WIN32(在0号站)可以监视2号站的状态，同时TD200(5号和1号站)和CPU224模块（3号站和4号站）可以实现通信。75（2）两个CPU224模块可以通过网络指令NETR和NETW相互发送信息。（3）3号站可以从2号站（CPU222）和4号站（CPU224）读写数据。（4）4号站可以从2号站（CPU222）和3号站（CPU224）读写数据。76四、S7－200系列PLC自由口通信自由口模式通信是指用户程序在自定义的协议下，通过端口0控制PLC主机与其他的带编程口的智能设备（如打印机、条形码阅读器、显示器等）进行通信。（一）相关的特殊功能寄存器1．自由端口的初始化SMB30控制和设置通信端口0，如果PLC主机上有通信端口1，则用SMB130来进行控制和设置。SMB30和SMB130的对应数据位功能相同，每位的含义如下：PPDBBBMM77（1）PP位：奇偶选择00和10表示无奇偶校验；01表示奇校验；11表示偶校验。（2）D位：有效位数0表示每个字符有效数据位为8位；1表示每个字符有效数据位为7位。（3）BBB位：自由口波特率000表示38.4kb/s；001表示19.2kb/s；010表示9.6kb/s；011表示4.8kb/s；100表示2.4kb/s；101表示1.2kb/s；