第8章S7-200PLC的网络通信技术及应用

第8章S7-200PLC的网络通信技术及应用主要内容

S7-200的通信与网络

S7-200通信指令

TD200组态掌握内容：

S7-200通信协议与通信指令了解内容：

网络部件难点内容：

S7-200通信配置本章学习要求8.1S7-200的通信与网络8.1.1S7-200系列网络层次结构西门子公司的生产金字塔由4级组成，由下到上依次是：过程测量与控制级、过程监控级、工厂与过程管理级、公司管理级。最低一级为AS-I级总线，负责与现场传感器和执行器的通信，也可以是远程I/O总线（负责PLC与分布式I/O模块之间的通信）。中间一级是Profibus级总线，它是一种新型总线，采用令牌控制方式与主从轮询相结合的存取控制方式，可实现现场、控制和监控3级的通信。中间级也可采用主从轮询存取方式的主从多点链路。最高一级为工业以太网（IndustrialEthernet）使用通信协议，负责传送生产管理信息。在对网络中的设备进行配置时，必须对设备的类型、在网络中的地址和通信的波特率进行设置。EXIT8.1.2S7-200PLC网络通信协议

PPI协议MPI协议Profibus协议自由口协议USS协议EXITPPI协议主站向从站发送申请，从站进行响应，从站不初始化信息。当主站发出申请或查询时，从站才对其响应。PPI协议限制网络中主站数不可超过32个一个从站可以和多个主站通信主/从协议，用于点对点接口（Point-to-PointInterface）EXITPPI是一个主／从协议。在这个协议中，S7-200一般作为从站，自己不发送信息，只有当主站，如西门子编程器、TD200等HMI，给从站发送申请时，从站才进行响应。

如果在用户程序中将S7-200设置（由SMB30设置）为PPI主站模式，则这个S7-200CPU在RUN模式下可以作为主站。一旦被设置为PPI主站模式，就可以利用网络读(NETR）指令和网络写（NETW）指令来读写另外一个S7-200中的数据。有关这些指令的详细描述，请参阅8.2节的通信指令。当S7-200CPU作为PPI主站时，它还可以作为从站响应来自其他主站的申请。EXITMPI协议

MPI协议适用于多点接口，可以是主/主协议或主/从协议S7-300CPU默认为网络主站协议操作有赖于设备类型：网络中只有S7-300CPU，则建立主/主连接设备中有S7-200CPU，则可建立主/从连接MPI协议不支持S7-200作主站运行

（Multi-PointInterface）EXITEXITPROFIBUS协议

用于分布式I/O设备（远程I/O）的高速通信。使用RS-485标准双绞线，适合多段、远距离高速通信。PROFIBUS网络通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是否匹配。主站连续地把输出数据写到从站并从它们读取输入数据。EXIT当DP主站成功地配置一个从站时，它就拥有了该从站。如有另外一个主站，它只能很有限制地访问属于第一个主站的从站数据。PROFIBUS包括3个相互兼容的部分：①PROFIBUS-DP（DistributedPeriphery）它可以用于PLC与分散的现场设备进行通信②PROFIBUS-PA（ProcessAutomation）它是专为过程自动化所设计的协议，可用于安全性要求较高的场合③PROFIBUS-FMS（FieldbusMessageSpecification）。可以用于车间级监控网络。对于FMS而言，它考虑的主要是系统功能而不是响应时间，FMS通常用于大范围、复杂的通信系统EXIT三个协议可以在一个网络中同时运行，而不会相互影响。协议支持一个网络上的127个地址（从0到126）。为了使通信成功，网络上的所以设备必须具有不同的地址。

三个标准协议PPI协议

MPI协议PROFIBUS协议EXIT自由口协议

通过用户程序控制PLC主机的通信端口的操作模式来进行通信S7-200PLC在RUN方式下通过用户程序设置为自由通信口模式当主机处于STOP方式时，自由口通信被终止，通信口自动切换到正常的PPI协议操作EXIT

USS协议

USS协议是西门子传动产品（变频器等）通信的一种协议

通过串行USS总线最多可接30台变频器（从站）主站依靠此从站号识别每个传动装置。

USS协议是一种主从总线结构，从站只是对主站发来的报文做出回应并发送报文。另外也可以是一种广播通信方式，一个报文同时发给所有USS总线传动设备。EXIT8.1.3网络部件

通信口

S7-200CPU主机上的通信口是符合欧洲标准EN50170中Profibus标准的RS-485兼容9针D型接口。RS-485引脚EXITS7-200CPU通信口引脚分配针Profibus名称端口0/端口11屏蔽逻辑地224V返回逻辑地3RS-485信号BRS-485信号B4发送申请RTS（TTL）55V返回逻辑地6＋5V＋5V，100Ω串连电阻7＋24V＋24V8RS-485信号ARS-485信号A9不用10-位协议选择（输入）连接器外壳屏蔽机壳接地EXIT接在网络两个末端的连接器必须有终端匹配和偏置电阻将开关应放在ON位置。

终端匹配偏置电阻无

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同时，为这些设备提供电源，而不用另加电源。EXIT3．通信电缆

Profibus网络电缆PC/PPI电缆Profibus网络电缆用途：用于现场Profibus总线，使用双绞线屏蔽电缆。电缆允许最大长度：取决于通信波特率和电缆类型如：波特率为9.6Kbps时，网络电缆最大长度为1200米。

？EXIT计算机/编程器/调制解调器

PC/PPI电缆EXIT电缆：发送模式接收模式当检测到RS-232的发送线有字符时，

电缆：接收模式→发送模式当RS-232发送线处于闲置的时间超过电缆切换时间时，

电缆：发送模式→接收模式RS-232发送模式接收模式电缆切换时间与电缆上的DIP开关设定的波特率选择有关EXIT网络中继器网络中继器在Profibus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，每个中继器为网络段提供偏置和终端匹配。每个网络中最多可以有9个中继器，每个中继器最多可再增加32个设备。EXIT6.1.4网络配置实例

单主站单从站PPI网络多主站单从站PPI网络S7-200、S7-300PLC配置的网络PROFIBUS网络配置EXIT单主站单从站PPI网络主站从站主站从站单主站单从站PPI网络EXIT多主站单从站PPI网络多主站单从站PPI网络主站主站从站EXITS7-200、S7-300PLC配置的网络主站主站主站从站从站使用S7-300组成的网络EXITPROFIBUS网络配置PROFIBUS网络EXIT8.2S7-200通信指令8.2.1网络读／写指令

功能：应用网络读（NETW）通信操作指令，可以通过指令指定的通信端口（PORT）从另外的S7-200上接收数据，并将接收到的数据存储在指定的缓冲区表（TBL）中。当S7-200被定义为PPI主站模式时，就可以应用网络读写指令对另外的S7-200进行读写操作。

数据类型：TBL为缓冲区首地址，操作数为字节；PORT为操作端口，CPU226可为0或1，其他CPU只能为0。缓冲区（TBL）参数的定义如图6-14所示。EXITEXIT使用网络读写指令对另外的S7-200读写操作时，首先要将应用网络读写指令的S7-200定义为PPI模式（SMB30），即通信初始化，然后就可以使用该指令进行读写操作。和PPI及自由口通信均有密切联系的特殊标志位SMB30（PORT0）及SMB130（PORT1）中规定了PPI通信的设定方式。SMB30和SMB130的格式PORT0PORT1说明SMB30格式SMB130格式SMB30.3和SMB30.7SMB130.6和SMB130.7pp：校验选择00=无检验01＝偶校验

10＝无校验11＝奇校验SMB30.5SMB130.5d：每个字符占用位数，0＝每字符8位；1＝每字符7位SMB30.2～SMB30.4SMB130.2～SMB130.4bbb：自由口波特率000＝38400bps001＝19200bps010＝9600bps011＝4800bps100＝2400bps101＝1200bps110＝600bps111＝300bpsSMB30.0和SMB30.1SMB130.0和SMB130.1mm：通信协议选择00＝PPI协议（PPI/从站模式）01＝自由口协议10＝PPI/主站模式11＝保留（缺省PPI/从站模式）当选择mm＝10，PLC成为网络的一个主站，可以执行NETR及NETW指令。在PPI模式下忽略2～7位ppdbbbmmMSB7LSB0自由口模式控制字

8.2.2．配置PPI网络通信举例STEP7-Micro/WIN32参数的设置步骤：运行STEP7-Micro/WIN32软件单击“导引条”中的通讯图标进入“通讯设定”对话框EXIT“通讯设定”对话框设置通讯参数：远程设备地址本地设备地址通信模式通信协议传送波特率传送字符数据格式缺省设置EXIT更改通讯参数双击PC/PPI电缆图标出现“设置PG/PC接口点击“属性”按钮，出现“PC/PPI电缆属性”对话框地址（缺省设置为0)通信超时PPI高级多主站网络网络传输速率网络最高站址EXIT更改通讯参数（续）点击“本地连接”选项选择:计算机的通信口是否使用调制解调器本地连接EXIT安装/删除通信接口

⑤选择要安装的接口硬件⑥按安装向导进行安装①设置PG/PC接口②增加/删除③选择④“安装/删除”对话框⑤选择⑥安装⑦已安装硬件⑧删除安装/删除接口步骤：进入“设置PG/PC接口（SetPG/PCInterface）”对话框点击“增加/删除(Add/Remove)”选择(Select)”按钮弹出“安装/删除”对话框在“选择”窗口中选择要安装的接口硬件点击“安装”按钮按安装向导进行安装对话框“已安装”窗口中出现安装的硬件点击“删除”按钮，可删除已选硬件。EXIT设置：站地址网络最高站地址波特率间隔更新系数······下载：系统块PLCS7-200PLC参数的设置EXIT系统块

S7-200PLC通信前，把系统块下载到S7-200PLC确认通信参数与当前S7-200PLC的参数匹配下载后，在“通讯设定”对话框双击刷新图标下载EXIT应用实例如图6－15所示，一条生产线正在灌装黄油桶并将其送到四台包装机（打包机)上包装，打包机把8个黄油桶包装到一个纸箱中。一个分流机控制着黄油桶流向各个打包机。图中4个CPU221用于控制打包机，一个CPU222安装了TD-200操作器人机界面，用于控制分流机。EXIT四个打包机（CPU221）的站地址分别为2、3、4和5，分流机（CPU222）的站地址为6，

TD-200的站地址为1，将各个CPU的站地址在系统块中设定好，随程序一块下载到PLC中，TD-200的地址在TD-200中直接设定。EXIT

假设各个打包机的工作状态存储在各自CPU的VB100中，其中：

V100.7为打包机检测到错误；

Vl00.6～Vl00.4为打包机错误代码；

Vl00.2为粘结剂缺的标志，应增加粘结剂；

VIOO.1为纸箱缺的标志，应增加纸箱；

Vl00.0为没有可包装黄油桶的标志。各个打包机已经完成的打包箱数分别存储在各自CPU的VW101中。

我们定义6＃站分流机对各打包机接收和发送的缓冲区的起始地址分别为：

VB200、VB210、VB220、VB23O和VB30O、VB310、VB320、VB330。

EXIT分流机读／写1#打包机（2＃站）的工作状态和完成打包数量的程序清单如图6-16所示对其他站的读写操作程序只需将站地址号与缓冲区指针作相应的改变即可

8.2.3发送与接收指令

1.XMT(Transmit)/RCV(Receive)发送与接收指令

功能：

发送指令（XMT)将发送数据缓冲区（TBL）中的数据通过指令指定的通信端口(PORT)发送出去，发送完成时将产生一个中断事件。

接收指令（RCV）通过指令指定的通信指定端口（PORT）接收信息并存储于接收数据缓冲区（TBL）中。接收完成也将产生一个中断事件。

数据类型：TBL为缓冲区首地址，操作数为字节；PORT为操作端口，CPU226/CPU226XM可为0或1，其他CPU只能为0；EXIT2.自由端口模式

当PLC的方式开关处于RUN位置时，SM0.7=1，可选择自由口模式当方式开关处于TERM位置时，

SM0.7=0，应选择PPI协议模式

处于STOP方式时，自由口模式被禁止，通信口自动切换到PPI协议模式EXIT控制寄存器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的各位及其的含义如下：

PP位：奇偶选择

D位：有效位数

BBB位：自由口波特率

MM位：协议选择相关寄存器及标志EXIT特殊标志位及中断中断接收中断：中断事件号为8（口0）和25（口1）发送完成中断：中断