机电一体化技术 -课件 项目九

机电一体化技术主编

张奇良

鲁佳

王红锦PARTONE项目九PLC的通信与组网目录/CONTENTS任务一计算机通信概述任务二S7-200的网络通信行业PPT模板/hangye/PARTONE任务一计算机通信概述

近年来,计算机控制已被迅速地推广和普及,很多企业已经在大量地使用各式各样的可编程设备。例如,工业控制计算机、PLC、变频器、机器人、柔性制造系统等。将不同厂家生产的这些设备连在同一个网络中,相互之间进行数据通信,实现分散控制和集中管理,是计算机控制系统发展的大趋势。因此,了解有关工厂自动化通信网络和PLC通信方面的知识是必要的。3.传输速率1.全双工通信方式2.半双工通信方式

全双工通信方式数据的发送和接收分别使用两根或两组不同的数据线,通信的双方都能在同一时刻接收和发送信息,全双工通信方式如图9-1所示。

半双工通信方式用同一组线(如双绞线)接收和发送数据,通信的某一方在同一时刻只能发送数据或接收数据,半双工通信方式如图9-2所示。

在串行通信中,用“波特率”来描述数据的传输速率。波特率即每秒传送的二进制位数,英文缩略语为bps(bitspersecond),单位符号为bit/s,可简写为b/s。常用的标准传输速率为300~38400bit/s等。

一、单工与双工通信方式

单工通信方式只能沿单一方向发送或接收数据。双工通信方式的信息可以沿两个方向传送,每一个站既可以发送数据,也可以接收数据。双工通信方式又分为全双工和半双工两种通信方式。1.RS-232C2.RS-422A

RS-232C网络如图9-3所示(GND为信号地)。RS-232C使用单端驱动、单端接收的电路,容易受到公共地线上的电位差和外部引入的干扰信号的影响。

RS-422A在最大传输速率(10Mbit/s)时,允许的最大通信距离为12m。传输速率为100bit/s时,最大通信距离为1200m。一台驱动器可以连接10台接收器。二、串行通信的接口标准3.RS-485

RS-485网络如图9-4所示,构成分布式系统,在系统中最多可以有32个站,新的接口器件已允许连接128个站,而且输出阻抗低,无接地回路,所以抗干扰性好,传输速率可以达到10Mbit/s。PARTTWO任务二S7-200的网络通信添加标题1.点对点接口协议

PPI(Point-to-PointInterface)是主/从协议,网络中的S7-200CPU均为从站,其他CPU、SIMATIC编程器或文本显示器TD200为主站。4.TCP/IP协议

S7-200配备了以太网模块CP-243-1或互联网模块CP-243-1IT后,支持TCP/IP以太网通信协议,计算机应安装以太网网卡。2.多点接口协议

MPI是集成在西门子公司的PLC、操作界面和编程器上的集成通信接口,用于建立小型的通信网络,最多可以接32个节点,典型数据长度为64个字节,最大距离为100m。5.用户定义的协议(自由端口模式)

通过使用接收中断、发送中断、字符中断、发送指令(XMT)和接收指令(RCV),自由端口通信可以控制S7-200CPU通信口的操作模式。一、S7-200的串行通信协议3.PROFIBUS协议

PROFIBUS协议通常用于分布式I/O设备(远程I/O)的高速通信。许多厂家生产类型众多的PROFIBUS设备,如I/O模块、电机控制器和PLC。1.多主站PPI(点对点接口)电缆

S7-200的通信接口为RS-485,计算机可以使用RS-232C或USB通信接口,多主站PPI电缆用于计算机与S7-200之间的通信,有RS-232C/PPI和USB/PPI两种电缆。2.CP通信卡

在运行Windows操作系统的个人计算机(PC)上安装STEP7-Micro/WIN编程软件后,PC可以作为网络中的主站。3.单主站PPI网络

一台编程站(主站)通过PPI电缆或编程站上的CP通信卡与S7-200CPU(主站)通信。人机界面(HMI,如TD200和触摸屏)也可以作为主站。4.多主站PPI网络

多主站通信系统如图9-5所示,编程站和HMI是通信网络中的主站,如果使用PPI多主站电缆,则该电缆作为主站,并且使用STEP7-Micro/WIN提供给它的地址,S7-200CPU作为从站。二、PPI网络的硬件接口与网络配置三、PPI多主站电缆1.PPI多主站电缆上DIP开关的设置

如图9-6所示的PPI多主站电缆,其护套上有8个DIP开关,通信的波特率和DIP开关的1~3位设置如表9-1所示;(1)RS-232C/PPI多主站电缆用于STEP7-Micro/WIN或自由口操作

如果用PPI电缆将S7-200直接连接到计算机,则DIP开关的第5位为0(PPI/自由口模式),第6位为0(本地模式),第7位为0(11位模式)。

如果S7-200连接到调制解调器,则DIP开关的第5位为0,第6位为1(远程模式),根据调制解调器每个字符是10位还是11位来设置第7位开关。(2)RS-232C/PPI多主站电缆用于STEP7-Micro/WINV3.2.4或更高版本

如果用PPI电缆将S7-200直接连接到计算机,则DIP开关的第5位设为1(PPI模式),第6位设为0(本地模式)。

如果S7-200连接到调制解调器,则DIP开关的第5位为1,第6位为1(远程模式)。“TX”和“RX”LED分别指示RS-232C或USB发送数据和接收数据。“PPI”LED用来指示RS-485发送数据。3.切换时间当数据从RS-232C传递到RS-485口时,PPI电缆是发送模式。当数据从RS-485传递到RS-232C口时,电缆是接收模式。4.S7-200USB/PPI多主站电缆必须安装STEP7-Micro/WINServicePack4或更高的版本,才能使用USB/PPI多主站电缆,最好配合S7-200CPU22X或更新型的CPU来使用。USB电缆不支持自由口通信。2.PPI多主站电缆上的LED5.PC/PPI电缆PC/PPI电缆是S7-200旧型号的编程电缆,可以与新版的编程软件配合使用。国内有的公司生产与它兼容的产品,取消了DIP开关。(1)S7-200CPU响应RS-232C设备发送给它的报文(massage)在接收到RS-232C设备的请求报文后,S7-200CPU发送响应报文的延迟时间必须大于或等于电缆的切换时间。(2)RS-232C设备响应S7-200CPU发送给它的报文

在接收到RS-232C设备的响应报文后,S7-200CPU发出下一次请求报文的延迟时间必须大于或等于电缆的切换时间。

在两种情况下,延迟使PPI多主站电缆有足够的时间从发送模式切换到接收模式,使数据从RS-485口传到RS-232C口。

如果在使用自由端口模式的系统中使用PPI电缆,则对于下面的情况,必须在S7-200CPU的用户程序中考虑电缆的切换时间。四、在编程软件中设置通信接口的参数

在STEP7-Micro/WIN中执行“查看”→“组件”→“设置PG/PC接口”菜单命令,或者用鼠标左键双击指令树中的“设置PG/PC接口”图标,可以打开“设置PG/PC接口”(SetPG/PCInterface)对话框,如图9-7所示。在“通信”对话框中单击“设置PG/PC接口”,也可以进入“设置PG/PC接口”对话框。1.选择通信硬件

打开图9-7所示的对话框,在“已使用的接口参数分配(P)”列表框中选择“PC/PPIcable(PPI)”选项。2.设置PC/PPI电缆的PPI参数

在“设置PG/PC接口”对话框中单击“属性(R)”按钮,将打开“属性-PC/