PLC讲义课件：S7-200的通信

任务一、网络通信基础在工业控制系统中，PLC与PLC，PLC与计算机或其它设备进行数据传送是通过网络通信完成的。一．数据通信基础（一）数据传送方向1．单工通信方式单工通信是指在通信线路上数据的传送方向只能是固定方向的传送，发送设备和接收设备都是固定的。2．半双工通信方式半双工通信方式是指在一条通信线路上相互进行通信的两台设备，既可以作为发送设备也可以作为接收设备，数据的传送方向可以在两个方向上进行，但是同一个时刻只能是一个方向的数据传送。3．全双工通信方式全双工通信有两条传输线，相互进行通信的两台设备可以同时进行发送和接收数据。单工的通信方向半双工的通信方向全双工的通信方向（二）数据传送介质在PLC网络中，数据传送的介质主要有双绞线、同轴电缆和光缆，如果传送距离较远，还可以利用电话线，其他介质如电磁波、红外线、微波等应用较少。1．双绞线双绞线是将两根线扭绞在一起，这样可以减少外部电磁波的干扰，如果再加上屏蔽套，则抗干扰效果更好。双绞线的成本低，安装简单，RS-485多用双绞线实现通信连接。2．同轴电缆同轴电缆由中心导体、电介质绝缘层、外屏蔽导体及外绝缘层组成。可以用于基带传送，也可以用于宽带传送。同轴电缆的传送速率高，传送距离远，成本比双绞线高。3．光缆光缆的尺寸小，重量轻，传送速率及传送距离比同轴电缆更好，但是成本高，安装需要专门设备。二．工业局域网基础1、计算机网络的种类在计算机网络中每个计算机或交换信息的智能数字设备称为网络的站或结点，根据计算机网络的站间距离分为：全域网，广域网，局域网。全域网：通过卫星通信覆盖世界的各地。广域网：又称远程网，站点分布从几公里到几千公里，一般借用公共电话网和电报网进行通信，各种规程限制很严。局域网：地理分布有限，站间距离一般在几十米到几千米，数据传送速率高，网络拓扑结构规则。PLC网络采用局域网进行通信。2．工业控制网络的结构工业局域网可分为3种结构形式：星型、环型和总线型。（a）星型结构（b）环型结构（c）总线结构任务二、S7-200通信S7-200具有网络通信的功能，它可与PLC、人机界面、计算机以及打印机等智能设备进行组网和通信。一、通信协议S7-200采用异步串行通信方式，传送数据格式为10位或11位。使用的协议有PPI、MPI、ProfibusDP、ASI和自由口等。1、PPI协议PPI是一个主/从协议。主站可以向网络的其它设备发出初始化申请，从站只能响应主站的申请，不能对网络的其它设备发出初始化申请。主站可以是其它主机（如S7-300）、计算机或TD200文本显示器。2、MPI协议MPI允许主/主通信和主/从通信协议，组成多主站网络。主站可以是计算和S7-300等，S7-200只能做MPI从站，即S7-200之间不能通过MPI网络互相通信。3、ProfibusDP协议：ProfibusDP协议用于现场级控制系统与分布式I/O及其它现场级设备之间的高速通信。最高传送速率可达12Mbps。S7-200可以通过EM277通信模块连入PROFIBUS-DP网，主站通过EM277对S7-200进行读/写数据。4、ASI协议ASI是用在控制器（主站）和传感器/执行器（从站）之间双向交换信息的总线网络。5、自由口通信协议用户通过PLC指令自定义通信协议，从而与任何公开通信协议的RS-422或RS-232C接口设备进行通讯。当S7-200处于STOP模式时，自由口模式被禁止；处于RUN模式时，才能进行自由口通讯。处于自由口通讯模式时，S7-200不能与编程设备通信。二、通信设置1、通信协议选择在计算机控制面板，单击“设置PG/PC接口”图标。在Add/Remove区，单击“Select”按钮，弹出安装/删除对话框。选择PC/PPIcable，单击“Install”按钮，将PC/PPIcable选进右侧的安装框中。单击“Uninstall”按钮，可将右侧选中的网络接口删除。2、STEP7-Micro/WIN通信参数设置单击“Properties”按钮，弹出属性设置对话框。

3、S7-200通信参数设置S7-200的波特率和站地址存储在系统块中，在STEP7-Micro/WIN的菜单栏中单击“查看＼组件＼系统块”，显示如图所示。选择站地址2的PLC，波特率设为9.6K。任务三S7-200通信应用实例S7-200通信比较经济的方式是采用PPI协议和自由口通信协议。对于S7-200之间进行通信，PPI协议更适合。一、PPI通信实例S7-200中的特殊辅助继电器SMB30（SMB130）用于设定通信端口0（端口1）的通信方式。其中它的低2位决定通信协议，当SMB30（SMB130）的低2位为2#10，则该PLC为主站模式。（一）通信指令1、S7-200在PPI主站模式下可以通过网络读指令NETR和网络写指令NETW，读写其它PLC的数据。1．端口控制字节2．数据传送表LADSTL功能描述NETRTBL,PORT当允许输入EN有效时，初始化通信操作，通过指定端口PORT（0、1）从远程设备接收数据，并形成数据表TBL。网络读指令可以从远程站点读取最多16个字节的信息。NETWTBL,PORT当允许输入EN有效时，初始化通信操作，通过指定端口PORT（0、1），将数据表TBL中数据发送到远程设备。网络写指令可以向远程站点写最多16个字节的信息。（二）包装流水线通信实例1、控制系统要求一条包装生产线由一台灌装机和两台打包机组成。三台设备除了完成各自的工作外，灌装机还负责三台设备之间网络通信任务：（1）实时检测两台打包机的包装数量，当某台打包机包装完1000件时，灌装机发出计数清零命令，该台打包机重新计数。（2）当某台打包机检测到错误信号时，灌装机自动停止。2、程序设计（1）设计思路灌装机由一台CPU224控制，打包机分别由两台CPU222。1）灌装机设为PPI主站模式。通过NETR读取两台打包机的信息，通过NETW发出命令信息。灌装机接收和发送缓冲区地址分配表接收缓冲区发送缓冲区用途VB200DAE0错误代码VB300DAE0错误代码用于1#打包机VB2013（1#打包机站地址）VB3013（1#打包机站地址）VD202&VB100（指向1#打包机数据）VD302&VB200（指向1#打包机数据的指针）VB2063（接收数据长度=3字节）VB3061（发送数据长度=1字节）VB207存放1#打包机状态信息数据VB307b7……b1b0VW208存放1#打包机计数器当前值未用1：清零VB210DAE0错误代码VB310DAE0错误代码用于2#打包机VB2114（2#打包机站地址）VB3114（2#打包机站地址）VD212&VB100（指向2#打包机数据）VD312&VB200（指向2#打包机数据的指针）VB2163（接收数据长度=3字节）VB3161（发送数据长度=1字节）VB217存放2#打包机状态信息数据VB317b7……b1b0VW218存放2#打包机计数器当前值未用1：清零2）两台打包机设为从站，每台打包机都将工作状态信息、计数器当前值和接收到的灌装机命令存放在各自指定的数据区中。

打包机状态信息和接受信息缓冲区地址分配表状态信息缓冲区接收缓冲区VB100b7……b1b0VB200b7……b1b0未用1：无产品1：错误未用1：清零VB101计数器高位字节VB102计数器低位字节（2）梯形图灌装机与两台打包机通信程序如下（这里灌装机和打包机各自的工作程序省略）。1）灌装机对1#打包机的网络通信梯形图程序如图所示。灌装机对1#打包机的网络通信程序二、自由口通信实例S7-200在自由口通信模式下，用户可以自定义通信协议，通过建立中断事件和通信指令实现PLC与其它设备的通信。（一）自由口通信设置1、通信协议S7-200采用异步串行通信方式，传送数据的格式为10位：1个起始位，8个数据位和1个停止位，或者再加1个偶校验位组成11位数据。波特率为9.6/19.2kbps。

S7-200CPU的自由口通信的数据字节格式必须含有一个起始位、一个停止位，数据位长度为7位或8位，校验位和校验类型（奇、偶校验）可选。S7-200CPU的自由口通信定义方法为将自由口通信操作数传入特殊寄存器SMB30（端口0）和SMB130（端口1）进行端口定义，自由口通信操作数定义如表所示。自由口通信模式主要使用XMT（发送）和RCV（接收）两条指令及相应的特殊寄存器。XMT指令利用数据缓冲区指定要发送的字符，用于向指定通信口以字节为单位发送一串数据字符，一次最多发送255个字节。XMT指令的缓冲区格式RCV指令可以接收一个或多个字符，最多有255个字符，这些字符存储在缓冲区中。RCV指令的缓冲区格式如表10-6所示。当超界或奇偶校验错时，接收信息功能自动终止。必须为接收信息功能操作定义一个启动条件（x或z）和一个结束条件（y，t或最大字符数）。协议支持使用字符中断控制来接收数据。RCV指令的缓冲区格式2、通信指令自由口通信模式下，可用数据接收指令RCV和数据发送指令XMT进行通信。指令格式见下表。LADSTL功能描述RCVTBL,PORT当允许输入EN有效时，初始化通信操作，通过端口PORT（0、1）接收远程设备数据，并存放在首地址为TBL的数据缓冲区。XMTTBL,PORT当允许输入EN有效时，初始化通信操作，通过端口PORT（0、1）将首地址为TBL的数据（发送数据缓冲区）发送到远程设备。（二）单字符通信实例1、控制系统要求CPU224接收条码阅读器的数据（ASCII码），并对接收的数据作如下处理：（1）CPU224将接收的字符存储在VB200开始的缓冲区中。（2）当接收到回车键（16#A），接收的字符重新以VB200开始存储。2、程序设计CPU224与条码阅读器的连接示意图如图所示。（1）主程序：初始化程序。

（2）子程序0：设置通信参数、缓冲区首地址和中断连接。（3）中断程序0：接收条码阅读器数据，将接收到SMB2中的字符从缓冲区首地址VB200开始，依次存储到缓冲区中，并由VW54记录接收字符个数。习题及思考题1、什么是并行通信和串行通信，有何区别？2、什么是同步传送和异步传送？它们属于哪种通信方式，有何区别？3、什么基带传送和宽带传送，PLC的哪些通信采用基带传送？4、串行通信时数据的传送方向有几种形式，有何特点？5、串行通信接口有哪几种？S7-200的通信采用哪种标准接口？6、工业控制网络的结构有几种？有何特点？7、PLC网络中配置的通信协议可分为哪两类？S7-200采用PPI、MPI、ProfibusDP、ASI和自由口协议属于哪类？8、什么是PPI和MPI协议？对S7-200而言，采用这两种协议有何不同？9、采用STEP7-Micro/WIN进行通信设置，要通过哪几个窗口完成？10、三台CPU224采用PPI协议进行网络通信。其中一台CPU224作为主站将另外两台CPU224的I/O口数据实时读入到主站以VB200开始的缓冲区