第8章S7-200通信及网络课件

第8章S7-200的通信与网络

8.1通信网络的基础知识8.2S7-200PLC的通信与网络8.3S7-200PLC的通信指令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数据通信方式

1.数据传输方式2.数据传送方向3.串行通信接口4.通信介质

1.数据传输方式

（1）并行通信与串行通信

（2）异步传输和同步传输（3）基带传输和频带传输（1）并行通信与串行通信并行通信：并行通信时数据的各个位同时传送或接收，可以以字或者字节为单位进行通信。并行通信速度块，但所用的数据线多、成本高，不宜进行远距离通信。计算机或PLC各种内部总线就是以并行方式传送数据的。另外，PLC底版上，通过底版总线交换数据的各种模块之间也是用并行通信方式。串行通信：串行通信时数据是按一位一位顺序传送或接收的。串行通信只需要很少几根通信线，但传送的速度低，因此串行通信一般适用于长距离而速度要求不高的场合。在PLC网络中传输数据绝大多数采用串行方式。（2）异步传输和同步传输异步传输：异步传输时，把被传送的数据编码成一串脉冲，传送一个ASCII字符（每个字符有7位）的格式如图8-1所示，首先发送起始位，接着是数据位、奇或偶校验位，最后未停止位。

同步传输：同步传输时，用1~2个同步字符表示传送过程的开始，接着使N个字符位的数据块，字符之间不允许由间隙。发送端发送时，首先对欲发送的原始数据进行编码，如采用曼彻斯特编码或者差动曼彻斯特编码，形成编码数据后再向后发送。由于发送端发出的编码自带时钟，实现了收、发双双的自同步功能。接受端经过解码，便可得到原始数据。（3）基带传输和频带传输通信网络中的数据传输形式基本上可以分为两种：基带传输和频带传输基带传输：是按照数字信号原有的波形在信道上直接传输，它要求信道具有较宽的通频带。基带传输不需要调制解调器，设备花费少，适用于较小范围的数据传输。

频带传输：频带传输使一种采用调制解调技术的传输形式。在发送端采用调制手段，对数字信号进行某种变换，将代表数据的二进制“0”和“1”，变换成具有一定频带范围的模拟信号，以适应再模拟信道上传输；在接收端，通过解调手段进行相反的变换，把模拟的信号复原为“0”或“1”。常用的调制方法有：频率调制、振幅调制和相位调制。

2.数据传送方向（1）单工通信方式单工通信就是指数据的传送始终保持同一个方向，而不能进行反向传送。如图8-2（a）所示，其中A端只能作为发射端发送数据，B端只能作为接受端接受数据。（2）半双工通信方式半双工通信方式就是指通信双方都可以同时发送和接受信息，但不能同时双向发送。半双工通信线路简单，有两条通信线就可以了，这种方式得到了广泛应用。如图8-2（b）所示，其中A端和B端都具有发射和接受的功能，但传送线路只有一条，或者A端发送B端接受，或者B端发送A端接受。（3）全双工通信方式全双工通信方式的通信双方都可以同时发送和接受信息，双方的发送与接受装置同时工作。全双工通信的效率最高，但控制起来相对复杂一些，系统造价也较高。如图8-2（c）所示，A端和B端双方都可以一方面发送数据，一方面接受数据。3.串行通信接口（1）RS-232C串行通信接口（2）RS422/RS485串行通信接口（1）RS-232C串行通信接口

RS-232C接口是1969年由美国电子工业协会EIA（ElectronicIndrstriesAssociation）所公布的串行通信接口标准。RS是英文“推荐标准”一词的缩写，232是标识号，C是修改的次数。它既是一种协议标准，又是一种电气标准，它规定了终端设备和通信设备之间的信息交换的方式和功能，当今几乎所有的计算机和终端设备都配备RS232C接口。

PLC上的RS232C口由三种形式：●PLC的CPU单元内置RS232C口，通信由CPU管理。●PLC的CPU外设口经通信适配器转换而形成RS232C口。●PLC的通信板或通信单元上，设置RS232C口。

RS232C的电气接口是单端、双极性电源供电电路。它有许多不足之处：数据传输速率低；传输距离短，最远为15M；容易产生干扰。因此，它在通信距离近、传输速率和环境要求不高的场合应用较广泛。（2）RS422/RS485串行通信接口

RS422和RS485电气接口电路，采用的是平衡驱动差分接收电路，其收和发不共地，这样可以大大减小共地所带来的共模干扰。RS422和RS485的区别是前者为全双工型（接受数据和传输数据可同时进行），后者为半双工型（接受数据和传输数据分时进行）。普通微机一般不配备RS422、RS485口，但工业控制微机多有配置是。这种接口抗干扰能力比较强，通信速率较高，适合远距离传输，在工业设备的通信中应用得较多。4.通信介质目前普遍采用的通信介质有：同轴电缆、双绞线、光纤电缆，其他介质如无线电、红外微波等在PLC网络中应用很少。8.1.2网络概述1.网络的拓扑结构2.通信协议1.网络的拓扑结构（1）星形结构图8-3a是星形结构示意图。这种结构有中心接点，网络上其他节点都与中心节点相连接。通信由中心节点管理，任何两个节点之间通信都要通过中心节点中继转发。这种结构的控制方法简单，但可靠性较低，一旦中心环节出现故障，整个系统就会瘫痪。（2）总线型结构图8-3b是总线型结构示意图。所有节点连接到一条公共通信总线上。任何节点都可以在总线上传送数据，并且能被总线上任一节点所接收。这种结构简单灵活，容易加扩新节点，甚至可用中继器连接多个总线。节点间通过总线直接通信，速度快、延迟小。某个节点故障不会影响其他节点的工作，可靠性高。但由于所有接点共用一条总线，总线上传送的信息容易发生冲突和碰撞，出现争用总线控制权，降低传输速率等问题。（3）环形结构图8-3c是环形结构示意图。在环上数据按事先规定好的一个方向从源节点传送到目的节点，路径选择控制方式简单。但由于从源节点到目的节点要经过环路上各个中间节点，某个节点故障会阻碍信息通路，可靠性差。2.通信协议（1）通用协议在网络金字塔的各个层次中，高层次子网中一般采用通用协议，如PLC网之间的互联及PLC网与其他局域网的互联，这表明工业网络向标准化和通用化发展的趋势。高层子网传送的是管理信息，与普通商业网络性质接近，同时要解决不同种类的网络互联。国际标准化组织ISO（InternationalStandardOrganization）于1978年提出了开放式系统互联OSI（OpenSystemsInterconnection）的模型，它所用的通信协议一般为7层（2）公司专用协议低层子网和中间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，数据链路层及应用层，而省略了通用协议所必须的其他层，信息传递速率快。8.2S7-200PLC的通信与网络8.2.1网络主站与从站8.2.2S7-200PLC网络的通信协议8.2.3网络部件8.2.4网络参数的设置8.2.1网络主站与从站在通信网络中，上机位、编程器和各个PLC都是整个网点的一个成员，或者说它们在网络中都是一个节点。每个节点都被分配有各自的节点地址。在网络通信中，可以用节点地址去区分各个设备。但是，这些设备在整个网络中所起的作用并不完全相同。有的设备如上位PC、PG编程器等设备可以读取其他节点的数据，也可以向其他节点写入数据，还可以对其他节点进行初始化。这类设备掌握了通信的主动权，叫主站。还有一些设备，比如S7-200系列PLC，在有些通信中，它可以做主站使用，但是在另一些网络通信中，它只能让主站读取数据，让主站写入数据，而不能读取其他设备的数据，也无权向他设备写入数据，这类设备在这种通信网络中是被动的，被称作从站。根据网络结构的不同，在一个网络中主站和从站的数量也完全不相同。一般情况下，总是把PC和编程器作为主站。网络中也有单主站和多主站之分，单主站就是一个主站连到多个从站够成网络；多主站就是多个主站和多个从站构成的网络8.2.2S7-200PLC网络的通信协议1.PPI协议2.MPI协议3.Profibus协议4.用户自定义协议（自由口通信模式）1.PPI协议

PPI通信协议是西门子专门为S7-200系列PLC开发的一个通信协议。主要应用于对S7-200的编程，S7-200之间的通信以及S7-200与HMI产品的通信。可以通过PC/PPI电缆或两芯屏蔽双绞线进行联网。支持的波特率为9.6KB/s、19.2KB/s和187.5KB/s。PPI是一个主/从协议。在这个协议中，主站（其他CPU、编程器或TD200文本显示器）向从站发送申请，从站进行响应。一般情况下，S7-200作为从站，自己不发送数据，也不初始化信息，当主站发出申请或者查询时，从站才响应。2.MPI协议S7-200可以通过通信接口连接到MPI网上，如图8-6所示，主要应用于S7-300-400CPU与S7-200通信的网络中。应用MPI协议组成的网络，通信支持的波倍率为19.2KB/s或187.5KB/s。通过此协议，实现作为主站的S7-300/400CPU与S7-200的通信，在MPI网络中，S7-200作为从站，从站之间不能通信，S7-300/400作为主站，当然主站也可以是编程器或HM1产品。MPI可以是主/主协议，也可以是主/从协议，这取决于设备的类型。如果设备是S7-300CPU，MPI就建立主/主协议，因为所有的S7-300CPU都可以是网络的主站，但如果设备是S7-200CPU，MPI就建立主/从协议，因为S7-200CPU是从站。3.Profibus协议在S7系列的CPU中，CPU222、CPU224、CPU226都可以通过增加EM277Profibus-DP扩展模块的方法增加DP网络协议。Profibus协议用于分布式I/O设备（远程I/O）的高速通信、。许多厂家在生产类型众多的Profibus设备。这些设备包括从简单的输入或输出模块到复杂的电机控制器和PLC。协议支持的波特率为9600KB/s到12MB/s。4.用户自定义协议（自由口通信模式）自由通信口(FreeportMode)模式是S7-200PLC一个很有特色的功能。S7-200PLC的自由口通信，即用户可以通过用户程序对通信口进行操作，自己定义通信协议（例如ASCII协议）。应用此种通信方式，使S7-200PLC可以与任何通信协议、具有串口的智能设备和控制器（例如打印机、条形码阅读器、调制解调器、变频器、上位PC机等）进行通信，当然也可以用于两个CPU之间简单的数据交换。该通信方式可以使可通信的范围大大增大，使控制系统配置更加灵活、方便。当连接的智能设备具有RS-485接口时，可以通过双绞线进行连接；如果连接的智能设备具有RS-232接口时，可以通过PC/PPI电缆连接起来进行自由口通信。此时通信支持的波倍率为1.2~115.2KB/s。8.2.3网络部件1.通信口S7-200CPU上的通信口是符合欧洲标准EN50170中的PROFIBUS标准的RS-485兼容9针D型连接器。图8-8是通信接口的物理连接口，表8-3给出了通信口插针对应关系的分配表。2.网络连接器利用西门子提供的两种网络连接器可以把多个设备很容易连到网络中，两种连接器都有两种螺丝端子，可以连接到网络的输出和输入。两种网络连接器还有网络终端匹配（电阻）选择开关。一种连接器仅提供连接到CPU的接口，而另一种连接器则增加了一个编程接口。带有编程接口的连接器可以把西门子编程器或操作面板增加到网络中，而不用改动现有的网络连接。带编程口的连接器把CPU来的信号传到编程口，这个连接器对于连接从CPU取电源的设备（例如TD200或OP37）很有用。编程口连接器上的电源引针到编程口，而不用另加电源。3.PROFIBUS网络电缆PROFIBUS网络的最大长度与传输的波特率和电缆类型有关。当电缆导体截面积为0.22mm2或更粗，电缆电容小于60pF/m，电缆阻抗在100~120Ω之间，传输速率为9.6~19.2kbit/s，网络的最大长度为1200m；当传输速率为187.5kbit/s时，网络的最大长度为1000m。4.网络中继器当通信网络的长度小于1200m时，为了使通信准确，需要加入中继器对信号滤波、放大和整形。加一级中继器以后可以把网络的节点数目增加32个，传输距离增加1200m。每个中继器都提供了网络偏置和中端匹配。整个网络中最多可以使用9个中继器。8.2.4网络参数的设置1.通信接口的安装和删除2.通信参数的选择和修改1.通信接口的安装和删除（1）使用STEP7-Micro/WIN32设置通信（2）进入通信接口的安装和删除（Install/RemoveInterface）窗口（3）WindowsNT用户的特殊硬件安装信息2.通信参数的选择和修改（1）选择正确的接口参数（2）选择Properties-PC/PPIcable（PPI）窗口选择和修改通信参数（3）设定站参数（4）设定网络参数（5）设定通信口（6）用MPI或者PC卡组态多主网络8.3S7-200PLC的通信指令8.3.1网络读/网络写指令8.3.2发送和接受指令8.3.3USS通信指令8.3.1网络读/网络写指令应用网络读（NETR）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。应用网络读写（NETW）通信操作指令，可以通过指令指定的通信端口（PORT）向另外的S7-200写指令到指定的缓冲区表（TBL）中。8.3.2发送和接受指令1.发送和接受指令XMT（Transmit）/RCV（Receive）2.自由端口模式3用RCV指令接收数据4.利用字符中断控制接收数据5.利用XMT指令发送数据1.发送和接受指令XMT（Transmit）/RCV（Receive）XMT/RCV指令格式如图8-16所示，XMT/RCV指令用于自由端口通信模式，由通信端口发送或接收数据。发送指令（XMT）激活时，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，数据缓冲区的第一个数据指明了要发送的字节数。接收指令（RCV）激活时，通过指令指定的通信端口（PORT）接收信息，并存储于接收数据缓冲区（TBL）中，发送完成时将产生一个中断事件，数据缓冲区的第一个数据指明了接收的字节数。2.自由端口模式CPU的串行通信口可由用户程序控制，这种操作方式称为自由端口模式。当选择自由端口模式，用户程序即通过发送接收中断、发送接收指令来控制串行通信口的运作。在自由端口模式下，通信协议完全由用户程序来控制。对PORT0及PORT1，分别通过SMB30和SMB130来设置波特率及奇偶校验。CPU在STOP状态下自由端口模式被禁止，而普通的通信（例如编程器的访问）得以重新建立。在最简单的情况下，只用发送指令XMT就可以把信息送到打印机及显示器。其他例子包括连接到条码阅读器、称重器和焊接设备。在每种连接下，均需编制用户程序，以支持与CPU在自由端口模式通信的设备所用的协议。只有在CPU处于RUN状态下才能实现自由端口通信，在SMB30（对PROT0）或SMB130（对PORT1）的通信协议选择位中置01，就完成了自由端口模式的使能，在自由端口模式下CPU不可与编程设备通信。注意：可以通过特殊标志位SM0.7来控制进入自由端口模式。SM0.7的状态对应模式开关的位置，模式开关在TERM位置时，SM0.7=0；模式开关在RUN位置时，SM0.7=1。若仅在模式开关处于RUN位置（SM0.7=1）时才允许自由端口模式，只要开关在其他位置，编程设备就可与CPU通信。自由端口的初始化：通过SMB30和SMB130可分别对PORT0和PORT1的自由端口通信组态，即对自由端口通信选择波特率、奇偶校验和数据位数。3.用RCV指令接收数据用RCV指令可接收含有一个或多个字符的缓冲区的内容，该缓冲区最多可容纳255个字符。若为接收结束事件指定某个中断程序，则在接收到最后一个字符后会产生中断。通过监控SMB86可以不用中断方式就能接收信息。RCV指令允许选择（接收）信息开始或信息结束条件。4.利用字符中断控制接收数据通信协议非常灵活，也可以用字符中断控制接收数据。若预先为接收字符事件指定相关联的中断程序，则每接收到一个字符都会产生一次中断，接收到的字符存在SMB2中，奇偶校验状态（如果使能）存在SMB3中。SMB2是自由端口接收字符缓冲器，在自由端口模式下接收的每个字符都存在SMB2中，以便用户程序访问。SMB3在自由端口模式下若接收到的字符奇偶校验出错，则SM3置1，其余各位保留。可利用SM3.0控制丢掉该出错字符或产生对本信息的否定确认。5.利用XMT指令发送数据用XMT指令发送数据：用XMT指令可将含有一个或多个字符的缓冲区的内容发送出去。缓冲区内最多可容纳255个字节。计数MESSAGE其中：计数为对要发送的字节进行计数（字节区）；M、E、S、S、A、G、E为信息字符。如果指定发送结束事件与某个中断程序相关联（ATCH指令），则在缓冲区内最后一个字符发送后会产生中断。通过监控发送结束标志SM4.5可以不用中断方式而将信息发送出去（例如将信息发送给打印机）。如果把发送字符数设置为0，然后执行XMT指令，则产生一个中断（BREAK）事件，发送任何其他信息时，一样发送BREAK。当发送BREAK完成时，产生一个XMT中断。SM4.5或SM4.6反映当前XMT的状态。8.3.3USS通信指令USS通信指令用于PLC与变频器等驱动设备的通信及控制。将USS通信指令置于用户程序中，经编译后自动地将一个或多个子程序和3个中断程序添加到用户程序中。另外用户需要将一个V存储器地址分配给USS全局变量表的第一个存储单元，从这个地址开始，以后连续的400个字节的V存储器将被USS指令使用，不能用作它用。当使用USS指令进行通信时，只能使用通信口0，而且0口不能用作它用，包括与编程设备的通信或自由通信。使用USS指令对变频器进行控制时，变频器的参数应做适当的设定。USS通信指令包括：●USS_INIT初始化指令；●USS_CTRL控制变频器指令；●USS_RPM_W(D、R)读无符号字类型（双字类型、实数类型）参数指令；●USS_WPM_W(D、R)写无符号字类型（双字类型、实数类型）参数指令。第8章S7-200的通信与网络

8.1通信网络的基础知识8.2S7-200PLC的通信与网络8.3S7-200PLC的通信指令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数据通信方式

1.数据传输方式2.数据传送方向3.串行通信接口4.通信介质

1.数据传输方式

（1）并行通信与串行通信

（2）异步传输和同步传输（3）基带传输和频带传输（1）并行通信与串行通信并行通信：并行通信时数据的各个位同时传送或接收，可以以字或者字节为单位进行通信。并行通信速度块，但所用的数据线多、成本高，不宜进行远距离通信。计算机或PLC各种内部总线就是以并行方式传送数据的。另外，PLC底版上，通过底版总线交换数据的各种模块之间也是用并行通信方式。串行通信：串行通信时数据是按一位一位顺序传送或接收的。串行通信只需要很少几根通信线，但传送的速度低，因此串行通信一般适用于长距离而速度要求不高的场合。在PLC网络中传输数据绝大多数采用串行方式。（2）异步传输和同步传输异步传输：异步传输时，把被传送的数据编码成一串脉冲，传送一个ASCII字符（每个字符有7位）的格式如图8-1所示，首先发送起始位，接着是数据位、奇或偶校验位，最后未停止位。

同步传输：同步传输时，用1~2个同步字符表示传送过程的开始，接着使N个字符位的数据块，字符之间不允许由间隙。发送端发送时，首先对欲发送的原始数据进行编码，如采用曼彻斯特编码或者差动曼彻斯特编码，形成编码数据后再向后发送。由于发送端发出的编码自带时钟，实现了收、发双双的自同步功能。接受端经过解码，便可得到原始数据。（3）基带传输和频带传输通信网络中的数据传输形式基本上可以分为两种：基带传输和频带传输基带传输：是按照数字信号原有的波形在信道上直接传输，它要求信道具有较宽的通频带。基带传输不需要调制解调器，设备花费少，适用于较小范围的数据传输。

频带传输：频带传输使一种采用调制解调技术的传输形式。在发送端采用调制手段，对数字信号进行某种变换，将代表数据的二进制“0”和“1”，变换成具有一定频带范围的模拟信号，以适应再模拟信道上传输；在接收端，通过解调手段进行相反的变换，把模拟的信号复原为“0”或“1”。常用的调制方法有：频率调制、振幅调制和相位调制。

2.数据传送方向（1）单工通信方式单工通信就是指数据的传送始终保持同一个方向，而不能进行反向传送。如图8-2（a）所示，其中A端只能作为发射端发送数据，B端只能作为接受端接受数据。（2）半双工通信方式半双工通信方式就是指通信双方都可以同时发送和接受信息，但不能同时双向发送。半双工通信线路简单，有两条通信线就可以了，这种方式得到了广泛应用。如图8-2（b）所示，其中A端和B端都具有发射和接受的功能，但传送线路只有一条，或者A端发送B端接受，或者B端发送A端接受。（3）全双工通信方式全双工通信方式的通信双方都可以同时发送和接受信息，双方的发送与接受装置同时工作。全双工通信的效率最高，但控制起来相对复杂一些，系统造价也较高。如图8-2（c）所示，A端和B端双方都可以一方面发送数据，一方面接受数据。3.串行通信接口（1）RS-232C串行通信接口（2）RS422/RS485串行通信接口（1）RS-232C串行通信接口

RS-232C接口是1969年由美国电子工业协会EIA（ElectronicIndrstriesAssociation）所公布的串行通信接口标准。RS是英文“推荐标准”一词的缩写，232是标识号，C是修改的次数。它既是一种协议标准，又是一种电气标准，它规定了终端设备和通信设备之间的信息交换的方式和功能，当今几乎所有的计算机和终端设备都配备RS232C接口。

PLC上的RS232C口由三种形式：●PLC的CPU单元内置RS232C口，通信由CPU管理。●PLC的CPU外设口经通信适配器转换而形成RS232C口。●PLC的通信板或通信单元上，设置RS232C口。

RS232C的电气接口是单端、双极性电源供电电路。它有许多不足之处：数据传输速率低；传输距离短，最远为15M；容易产生干扰。因此，它在通信距离近、传输速率和环境要求不高的场合应用较广泛。（2）RS422/RS485串行通信接口

RS422和RS485电气接口电路，采用的是平衡驱动差分接收电路，其收和发不共地，这样可以大大减小共地所带来的共模干扰。RS422和RS485的区别是前者为全双工型（接受数据和传输数据可同时进行），后者为半双工型（接受数据和传输数据分时进行）。普通微机一般不配备RS422、RS485口，但工业控制微机多有配置是。这种接口抗干扰能力比较强，通信速率较高，适合远距离传输，在工业设备的通信中应用得较多。4.通信介质目前普遍采用的通信介质有：同轴电缆、双绞线、光纤电缆，其他介质如无线电、红外微波等在PLC网络中应用很少。8.1.2网络概述1.网络的拓扑结构2.通信协议1.网络的拓扑结构（1）星形结构图8-3a是星形结构示意图。这种结构有中心接点，网络上其他节点都与中心节点相连接。通信由中心节点管理，任何两个节点之间通信都要通过中心节点中继转发。这种结构的控制方法简单，但可靠性较低，一旦中心环节出现故障，整个系统就会瘫痪。（2）总线型结构图8-3b是总线型结构示意图。所有节点连接到一条公共通信总线上。任何节点都可以在总线上传送数据，并且能被总线上任一节点所接收。这种结构简单灵活，容易加扩新节点，甚至可用中继器连接多个总线。节点间通过总线直接通信，速度快、延迟小。某个节点故障不会影响其他节点的工作，可靠性高。但由于所有接点共用一条总线，总线上传送的信息容易发生冲突和碰撞，出现争用总线控制权，降低传输速率等问题。（3）环形结构图8-3c是环形结构示意图。在环上数据按事先规定好的一个方向从源节点传送到目的节点，路径选择控制方式简单。但由于从源节点到目的节点要经过环路上各个中间节点，某个节点故障会阻碍信息通路，可靠性差。2.通信协议（1）通用协议在网络金字塔的各个层次中，高层次子网中一般采用通用协议，如PLC网之间的互联及PLC网与其他局域网的互联，这表明工业网络向标准化和通用化发展的趋势。高层子网传送的是管理信息，与普通商业网络性质接近，同时要解决不同种类的网络互联。国际标准化组织ISO（InternationalStandardOrganization）于1978年提出了开放式系统互联OSI（OpenSystemsInterconnection）的模型，它所用的通信协议一般为7层（2）公司专用协议低层子网和中间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，数据链路层及应用层，而省略了通用协议所必须的其他层，信息传递速率快。8.2S7-200PLC的通信与网络8.2.1网络主站与从站8.2.2S7-200PLC网络的通信协议8.2.3网络部件8.2.4网络参数的设置8.2.1网络主站与从站在通信网络中，上机位、编程器和各个PLC都是整个网点的一个成员，或者说它们在网络中都是一个节点。每个节点都被分配有各自的节点地址。在网络通信中，可以用节点地址去区分各个设备。但是，这些设备在整个网络中所起的作用并不完全相同。有的设备如上位PC、PG编程器等设备可以读取其他节点的数据，也可以向其他节点写入数据，还可以对其他节点进行初始化。这类设备掌握了通信的主动权，叫主站。还有一些设备，比如S7-200系列PLC，在有些通信中，它可以做主站使用，但是在另一些网络通信中，它只能让主站读取数据，让主站写入数据，而不能读取其他设备的数据，也无权向他设备写入数据，这类设备在这种通信网络中是被动的，被称作从站。根据网络结构的不同，在一个网络中主站和从站的数量也完全不相同。一般情况下，总是把PC和编程器作为主站。网络中也有单主站和多主站之分，单主站就是一个主站连到多个从站够成网络；多主站就是多个主站和多个从站构成的网络8.2.2S7-200PLC网络的通信协议1.PPI协议2.MPI协议3.Profibus协议4.用户自定义协议（自由口通信模式）1.PPI协议

PPI通信协议是西门子专门为S7-200系列PLC开发的一个通信协议。主要应用于对S7-200的编程，S7-200之间的通信以及S7-200与HMI产品的通信。可以通过PC/PPI电缆或两芯屏蔽双绞线进行联网。支持的波特率为9.6KB/s、19.2KB/s和187.5KB/s。PPI是一个主/从协议。在这个协议中，主站（其他CPU、编程器或TD200文本显示器）向从站发送申请，从站进行响应。一般情况下，S7-200作为从站，自己不发送数据，也不初始化信息，当主站发出申请或者查询时，从站才响应。2.MPI协议S7-200可以通过通信接口连接到MPI网上，如图8-6所示，主要应用于S7-300-400CPU与S7-200通信的网络中。应用MPI协议组成的网络，通信支持的波倍率为19.2KB/s或187.5KB/s。通过此协议，实现作为主站的S7-300/400CPU与S7-200的通信，在MPI网络中，S7-200作为从站，从站之间不能通信，S7-300/400作为主站，当然主站也可以是编程器或HM1产品。MPI可以是主/主协议，也可以是主/从协议，这取决于设备的类型。如果设备是S7-300CPU，MPI就建立主/主协议，因为所有的S7-300CPU都可以是网络的主站，但如果设备是S7-200CPU，MPI就建立主/从协议，因为S7-200CPU是从站。3.Profibus协议在S7系列的CPU中，CPU222、CPU224、CPU226都可以通过增加EM277Profibus-DP扩展模块的方法增加DP网络协议。Profibus协议用于分布式I/O设备（远程I/O）的高速通信、。许多厂家在生产类型众多的Profibus设备。这些设备包括从简单的输入或输出模块到复杂的电机控制器和PLC。协议支持的波特率为9600KB/s到12MB/s。4.用户自定义协议（自由口通信模式）自由通信口(FreeportMode)模式是S7-200PLC一个很有特色的功能。S7-200PLC的自由口通信，即用户可以通过用户程序对通信口进行操作，自己定义通信协议（例如ASCII协议）。应用此种通信方式，使S7-200PLC可以与任何通信协议、具有串口的智能设备和控制器（例如打印机、条形码阅读器、调制解调器、变频器、上位PC机等）进行通信，当然也可以用于两个CPU之间简单的数据交换。该通信方式可以使可通信的范围大大增大，使控制系统配置更加灵活、方便。当连接的智能设备具有RS-485接口时，可以通过双绞线进行连接；如果连接的智能设备具有RS-232接口时，可以通过PC/PPI电缆连接起来进行自由口通信。此时通信支持的波倍率为1.2~115.2KB/s。8.2.3网络部件1.通信口S7-200CPU上的通信口是符合欧洲标准EN50170中的PROFIBUS标准的RS-485兼容9针D型连接器。图8-8是通信接口的物理连接口，表8-3给出了通信口插针对应关系的分配表。2.网络连接器利用西门子提供的两种网络连接器可以把多个设备很容易连到网络中，两种连接器都有两种螺丝端子，可以连接到网络的输出和输入。两种网络连接器还有网络终端匹配（电阻）选择开关。一种连接器仅提供连接到CPU的接口，而另一种连接器则增加了一个编程接口。带有编程接口的连接器可以把西门子编程器或操作面板增加到网络中，而不用改动现有的网络连接。带编程口的连接器把CPU来的信号传到编程口，这个连接器对于连接从CPU取电源的设备（例如TD200或OP37）很有用。编程口连接器上的电源引针到编程口，而不用另加电源。3.PROFIBUS网络电缆PROFIBUS网络的最大长度与传输的波特率和电缆类型有关。当电缆导体截面积为0.22mm2或更粗，电缆电容小于60pF/m，电缆阻抗在100~120Ω之间，传输速率为9.6~19.2kbit/s，网络的最大长度为1200m；当传输速率为187.5kbit/s时，网络的最大长度为1000m。4.网络中继器当通信网络的长度小于1200m时，为了使通信准确，需要加入中继器对信号滤波、放大和整形。加一级中继器以后可以把网络的节点数目增加32个，传输距离增加1200m。每个中继器都提供了网络偏置和中端匹配。整个网络中最多可以使用9个中继器。8.2.4网络参数的设置1.通信接口的安装和删除2.通信参数的选择和修改1.通信接口的安装和删除（1）使用STEP7-Micro/WIN32设置通信（2）进入通信接口的安装和删除（Install/RemoveInterface）窗口（3）WindowsNT用户的特殊硬件安装信息2.通信参数的选择和修改（1）选择正确的接口参数（2）选择Properties-PC/PPIcable（PPI）窗口选择和修改通信参数（3）设定站参数（4）设定网络参数（5）设定通信口（6）用MPI或者PC卡组态多主网络8.3S7-200PLC的通信指令8.3.1网络读/网络写指令8.3.2发送和接受指令8.3.3USS通信指令8.3.1网络读/网络写指令应用网络读（NETR）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。应用网络读写（NETW）通信操作指令，可以通过指令指定的通信端口（PORT）向另外的S7-200写指令到指定的缓冲区表（TBL）中。8.3.2发送和接受指令1.发送和接受指令XMT（Transmit）/RCV（Receive）2.自由端口模式3用RCV指令接收数据4.利用字符中断控制接收数据5.利用XMT指令发送数据1.发送和接受指令XMT（Transmit）/RCV（Receive）XMT/RCV指令格式如图8-16所示，XMT/RCV指令用于自由端口通信模式，由通信端口发送或接收数据。发送指令（XMT）激活时，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，数据缓冲区的第一个数据指明了要发送的字节数。接收指令（RCV）激活时，通过指令指定的通信端口（PORT）接收信息，并存储于接收数据缓冲区（TBL）中，发送完成时将产生一个中断事件，数据缓冲区的第一个数据指明了接收的字节数。2.自由端口模式CPU的串行通信口可由用户程序控制，这种操作方式称为自由端口模式。当选择自由端口模式，用户程序即通过发送接收中断、发送接收指令来控制串行通信口的运作。在自由端口模式下，通信协议完全由用户程序来控制。对PORT0及PORT1，分别通过SMB30和SMB130来设置波特率及奇偶校验。CPU在STOP状态下自由端口模式被禁止，而普通的通信（例如编程器的