THPLCC型網(wǎng)絡(luò)型可編程控制器高級實驗裝置實驗指導(dǎo)書.docVIP

第一章 可編程控制器簡介 隨著微處理器，計算機的和數(shù)字通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，計算機控制技術(shù)已經(jīng)滲透到所有工業(yè)領(lǐng)域。當前用于工業(yè)控制的計算機可分為:可編程控制器,基于PC總線的工業(yè)控制計算機,基與單片機的測控裝置,用于模擬量閉環(huán)控制的可編程調(diào)節(jié)器,集散控制系統(tǒng)(DCS)和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)等?？删幊炭刂破魇菓?yīng)用廣泛,功能強大,使用方便的通用工業(yè)控制裝置,已成為當代工業(yè)自動化的重要支柱.近幾年來，在國內(nèi)已得到迅速推廣普及。正改變著工廠自動控制的面貌，對傳統(tǒng)的技術(shù)改造、發(fā)展新型工業(yè)具有重大的實際意義。 可編程控制器是60年代末在美國首先出現(xiàn)的，當時叫可編程邏輯控制器，目的是用來取代繼電器，以執(zhí)行邏輯判斷、計時、計數(shù)等順序控制功能。其基本設(shè)計思想是把計算機功能完善、靈活、通用等優(yōu)點和繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、操作方便、價格便宜等優(yōu)點結(jié)合起來，控制器的硬件是標準的、通用的。根據(jù)實際應(yīng)用對象，將控制內(nèi)容寫入控制器的用戶程序內(nèi)，控制器和被控對象連接也很方便。 可編程控制器對用戶來說，是一種無觸點設(shè)備，改變程序即可改變生產(chǎn)工藝，因此可在初步設(shè)計階段選用可編程控制器，在實施階段再確定工藝過程。另一方面，從制造生產(chǎn)可編程控制器的廠商角度看，在制造階段不需要根據(jù)用戶的要求專門設(shè)計控制器，適合批量生產(chǎn)。由于這些特點，可編程控制器問世以后很快受到工業(yè)控制界的歡迎，并得到迅速的發(fā)展。可編程序控制器，英文稱Programmable Controller，簡稱PC。但由于PC容易和個人計算機（Personal Computer）混淆，故人們?nèi)粤?xí)慣地用PLC作為可編程序控制器的縮寫。它是一個以微處理器為核心的數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)裝置，專為在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用而設(shè)計，它采用可編程序的存儲器，用以在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時/計數(shù)和算術(shù)運算等操作指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入、輸出接口，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC是微機技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機械觸點的接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點，充分利用了微處理器的優(yōu)點，又照顧到現(xiàn)場電氣操作維修人員的技能與習(xí)慣，特別是PLC的程序編制，不需要專門的計算機編程語言知識，而是采用了一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的簡單指令形式，使用戶程序編制形象、直觀、方便易學(xué)；調(diào)試與查錯也都很方便。用戶在購到所需的PLC后，只需按說明書的提示，做少量的接線和簡易的用戶程序的編制工作，就可靈活方便地將PLC應(yīng)用于生產(chǎn)實踐。一、PLC的結(jié)構(gòu)及各部分的作用 PLC的類型繁多，功能和指令系統(tǒng)也不盡相同，但結(jié)構(gòu)與工作原理則大同小異，通常由主機、輸入/輸出接口、電源擴展器接口和外部設(shè)備接口等幾個主要部分組成。PLC的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示：1、主機主機部分包括中央處理器（CPU）、系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序及數(shù)據(jù)存儲器。CPU是PLC的核心，它用以運行用戶程序、監(jiān)控輸入/輸出接口狀態(tài)、作出邏輯判斷和進行數(shù)據(jù)處理，即讀取輸入變量、完成用戶指令規(guī)定的各種操作，將結(jié)果送到輸出端，并響應(yīng)外部設(shè)備（如電腦、打印機等）的請求以及進行各種內(nèi)部判斷等。PLC的內(nèi)部存儲器有兩類，一類是系統(tǒng)程序存儲器，主要存放系統(tǒng)管理和監(jiān)控程序及對用戶程序作編譯處理的程序，系統(tǒng)程序已由廠家固定，用戶不能更改；另一類是用戶程序及數(shù)據(jù)存儲器，主要存放用戶編制的應(yīng)用程序及各種暫存數(shù)據(jù)和中間結(jié)果。2、輸入/輸出（I/O）接口I/O接口是PLC與輸入/輸出設(shè)備連接的部件。輸入接口接受輸入設(shè)備（如按鈕、傳感器、觸點、行程開關(guān)等）的控制信號。輸出接口是將主機經(jīng)處理后的結(jié)果通過功放電路去驅(qū)動輸出設(shè)備（如接觸器、電磁閥、指示燈等）。I/O接口一般采用光電耦合電路，以減少電磁干擾，從而提高了可靠性。I/O點數(shù)即輸入/輸出端子數(shù)是PLC的一項主要技術(shù)指標，通常小型機有幾十個點，中型機有幾百個點，大型機將超過千點。3、電源 圖中電源是指為CPU、存儲器、I/O接口等內(nèi)部電子電路工作所配置的直流開關(guān)穩(wěn)壓電源，通常也為輸入設(shè)備提供直流電源。4、編程 編程是PLC利用外部設(shè)備，用戶可用以輸入、檢查、修改、調(diào)試程序或監(jiān)示PLC的工作情況。通過專用的PC/PPI電纜線將PLC與電腦聯(lián)接，并利用專用的編程軟件進行電腦編程和監(jiān)控。5、輸入/輸出擴展單元I/O擴展接口用于將擴充外部輸入/輸出端子數(shù)的擴展單元與基本單元（即主機）連接在一起。6、外部設(shè)備接口此接口可將打印機、條碼掃描儀,變頻器等外部設(shè)備與主機相聯(lián)，以完成相應(yīng)的操作。實驗裝置提供的主機型號是西門子S7-200系列的CPU224(AC/DC/RELAY)。輸入點數(shù)為14，輸出點數(shù)為10。二、PLC的工作原理PLC是采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的方式進行工作的。即在PLC運行時，CPU根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲器中的程序，按指令步序號（或地址號）作周期性循環(huán)掃描，如無跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至程序結(jié)束。然后重新返回第一條指令，開始下一輪新的掃描。在每次掃描過程中，還要完成對輸入信號的采樣和對輸出狀態(tài)的刷新等工作。PLC的掃描一個周期必經(jīng)輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。PLC在輸入采樣階段：首先以掃描方式按順序?qū)⑺袝捍嬖谳斎腈i存器中的輸入端子的通斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)讀入，并將其寫入各對應(yīng)的輸入狀態(tài)寄存器中，即刷新輸入。隨即關(guān)閉輸入端口，進入程序執(zhí)行階段。PLC在程序執(zhí)行階段：按用戶程序指令存放的先后順序掃描執(zhí)行每條指令，經(jīng)相應(yīng)的運算和處理后，其結(jié)果再寫入輸出狀態(tài)寄存器中，輸出狀態(tài)寄存器中所有的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而改變。輸出刷新階段：當所有指令執(zhí)行完畢，輸出狀態(tài)寄存器的通斷狀態(tài)在輸出刷新階段送至輸出鎖存器中，并通過一定的方式（繼電器、晶體管或晶閘管）輸出，驅(qū)動相應(yīng)輸出設(shè)備工作。三、PLC的程序編制1、 編程元件 PLC是采用軟件編制程序來實現(xiàn)控制要求的。編程時要使用到各種編程元件，它們可提供無數(shù)個動合和動斷觸點。編程元件是指輸入映像寄存器、輸出映像寄存器、位存儲器、定時器、計數(shù)器、通用寄存器、數(shù)據(jù)寄存器及特殊功能存儲器等。 PLC內(nèi)部這些存儲器的作用和繼電接觸控制系統(tǒng)中使用的繼電器十分相似，也有“線圈”與“觸點”，但它們不是“硬”繼電器，而是PLC存儲器的存儲單元。當寫入該單元的邏輯狀態(tài)為“1”時，則表示相應(yīng)繼電器線圈得電，其動合觸點閉合，動斷觸點斷開。所以，內(nèi)部的這些繼電器稱之為“軟”繼電器。S7-200CPU224、CPU226部分編程元件的編號范圍與功能說明如下表所示元件名稱代表字母編號范圍功 能 說 明輸入寄存器II0.0I1.5共14點接受外部輸入設(shè)備的信號輸出寄存器QQ0.0Q1.1共10點輸出程序執(zhí)行結(jié)果并驅(qū)動外部設(shè)備位存儲器MM0.0M31.7在程序內(nèi)部使用，不能提供外部輸出 定時器 256(T0t255)T0,T64保持型通電延時1msT1T4,T65T68保持型通電延時10msT5T31,T69T95保持型通電延時100msT32,T96ON/OFF延時,1msT33T36,T97T100ON/OFF延時,10msT37T63,T101T255ON/OFF延時,100ms計數(shù)器CC0C255加法計數(shù)器，觸點在程序內(nèi)部使用高速計數(shù)器HCHC0HC5用來累計比CPU掃描速率更快的事件順序控制繼電器SS0.0S31.7提供控制程序的邏輯分段變量存儲器VVB0.0VB5119.7數(shù)據(jù)處理用的數(shù)值存儲元件局部存儲器LLB0.0LB63.7使用臨時的寄存器，作為暫時存儲器特殊存儲器SMSM0.0SM549.7CPU與用戶之間交換信息特殊存儲器SM(只讀)SM0.0SM29.7接受外部信號累加寄存器ACAC0AC3用來存放計算的中間值2、編程語言 所謂程序編制，就是用戶根據(jù)控制對象的要求，利用PLC廠家提供的程序編制語言，將一個控制要求描述出來的過程。PLC最常用的編程語言是梯形圖語言和指令語句表語言，且兩者常常聯(lián)合使用。1） 梯形圖（語言）梯形圖是一種從繼電接觸控制電路圖演變而來的圖形語言。它是借助類似于繼電器的動合、動斷觸點、線圈以及串、并聯(lián)等術(shù)語和符號，根據(jù)控制要求聯(lián)接而成的表示PLC輸入和輸出之間邏輯關(guān)系的圖形，直觀易懂。梯形圖中常用 圖形符號分別表示PLC編程元件的動斷和動合接點；用（ ）表示它們的線圈。梯形圖中編程元件的種類用圖形符號及標注的字母或數(shù)加以區(qū)別。觸點和線圈等組成的獨立電路稱為網(wǎng)絡(luò)，用編程軟件生成的梯形圖和語句表程序中有網(wǎng)絡(luò)編號，允許以網(wǎng)絡(luò)為單位給梯形圖加注釋。 梯形圖的設(shè)計應(yīng)注意到以下三點： 梯形圖按從左到右、自上而下的順序排列。每一邏輯行（或稱梯級）起始于左母線，然后是觸點的串、并聯(lián)接，最后是線圈。與能流的方向一致。 梯形圖中每個梯級流過的不是物理電流，而是“概念電流”，從左流向右，其兩端沒有電源。這個“概念電流”只是用來形象地描述用戶程序執(zhí)行中應(yīng)滿足線圈接通的條件。 輸入寄存器用于接收外部輸入信號，而不能由PLC內(nèi)部其它繼電器的觸點來驅(qū)動。因此，梯形圖中只出現(xiàn)輸入寄存器的觸點，而不出現(xiàn)其線圈。輸出寄存器則輸出程序執(zhí)行結(jié)果給外部輸出設(shè)備，當梯形圖中的輸出寄存器線圈得電時，就有信號輸出，但不是直接驅(qū)動輸出設(shè)備，而要通過輸出接口的繼電器、晶體管或晶閘管才能實現(xiàn)。輸出寄存器的觸點也可供內(nèi)部編程使用。2）指令語句表 指令語句表是一種用指令助記符來編制PLC程序的語言，它類似于計算機的匯編語言，但比匯編語言易懂易學(xué)，若干條指令組成的程序就是指令語句表。一條指令語句是由步序、指令語和作用器件編號三部分組成。下例為PLC實現(xiàn)三相鼠籠電動機起/?？刂频膬煞N編程語言的表示方法： KM 步序 指令語 器件號 SS ST I0.0 I0.1 Q0.0 0 LD I0.0 KM 1 O Q0.0Q0.0 2 AN I0.13 = Q0.0(1)繼電接觸控制線路圖 (2)梯形圖 4 END第二章 可編程控制器基本指令簡介S7-200的SIMATIC基本指令簡表：LDLDNNN裝載(開始的常開觸點)取反后裝載(開始的常閉觸點)AANNN與(串聯(lián)的常開觸點)取反后與(串聯(lián)的常閉觸點)OONNN或(并聯(lián)的常開觸點)取反后或(并聯(lián)的常閉觸點)NOT棧頂值取反EUED上升沿檢測下降沿檢測二N賦值SRS_BIT,NS_BIT,N置位一個區(qū)域復(fù)位一個區(qū)域SHRBDATA,S_BIT,N移位寄存器SRBSLBOUT,NOUT,N字節(jié)右移N位字節(jié)左移N位RRBRLBOUT,NOUT,N字節(jié)循環(huán)右移N位字節(jié)循環(huán)左移N位TON TOFTxxx,TPTxxx,TP通電延時定時器斷電延時定時器CTUCTDCxxx,PVCxxx,PV加計數(shù)器減計數(shù)器END程序的條件結(jié)束STOP切換到STOP模式WDR看門狗復(fù)位300msJMPN跳到指定的標號CALLN(N1,N2)調(diào)用子程序，可以優(yōu)16個可選參數(shù)CRET從子程序條件返回FOR/NEXTINDX,INIT,FINALFor/Next循環(huán)ALDOLD電路塊串聯(lián)電路塊并聯(lián)NETRNETWTABLE,PORTTABLE,PORT網(wǎng)絡(luò)讀網(wǎng)絡(luò)寫SLCRSLCTSLCENN順控繼電器段的啟動順控繼電器段的轉(zhuǎn)換順控繼電器段的結(jié)束 (其他指令見附表)一、標準觸點指令LE常開觸點指令，表示一個與輸入母線相連的動合接點指令，即動合接點邏輯運算起始。LDN常閉觸點指令，表示一個與輸入母線相連的動斷接點指令，即動斷接點邏輯運算起始。A 與帶開觸點指令，用于單個動合接點的串聯(lián)。AX 與非常閉觸點指令，用于單個動斷開接點的串聯(lián)。O 或常開觸點指令，用于單個動合接點的接點的并聯(lián)。ON 或非常閉觸點指令，用于單個動斷接點的并聯(lián)。LD、LDN、A、AN、O、ON觸點指令中變量的數(shù)據(jù)類型為布爾(BOOC)型。LD、LDN兩條指令用于將接點接到母線上，A、AN、O、ON指令均多次重復(fù)使用，但當需要對兩個以上接點串聯(lián)連接電路塊的并聯(lián)連接時，要用后述的OLDB指。I 0.2（ ）（ ）Q0.3I 0.3I 0.1I 0.0Q1.4I 3.4Q2.6C5LD I0.0AN I0.1O I0.2A I0.3ON C5= Q0.3= Q1.4AN I3.4= Q2.6例子： （ ）二、串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接指令OLD兩個或兩個以上的接點串聯(lián)連接的電路叫串聯(lián)電路塊。串聯(lián)電路塊并聯(lián)連接時，分支開始用LD、LDN指令，分支結(jié)束用OLD指令。OLD指令與后述的ALD指令均為無目標元件指令，而兩條無目標元件指令的步長都為一個程序步。OLD有時也簡稱或塊指令。三、并聯(lián)電路的串聯(lián)連接指令A(yù)LD兩個或兩個以上接點并聯(lián)電路稱為并聯(lián)電路塊，分支電路并聯(lián)電路塊與前面電路串聯(lián)連接時，使用ALD指令。分支的起點用LD、LDN指令，并聯(lián)電路結(jié)束后，使用ALD指令與前面電路串聯(lián)。ALD指令也簡稱與塊指令，ALD也是無操作目標元件，是一個程序步指令。四、輸出指令1、(=)輸出指令與線圈相對應(yīng)，驅(qū)動線圈的觸點電路接通時，線圈流過“能流”，輸出類指令應(yīng)放在梯形圖的最右邊，變量為Bool型。五、置位與復(fù)位指令S、RS為置位指令，使動作保持；R為復(fù)位指令，使操作保持復(fù)位。從指定的位置開始的N個點的映像寄存器都被置位或復(fù)位,N=1255如果被指定復(fù)位的是定時器位或計數(shù)器位,將清除定時器或計數(shù)器的當前值。六、跳變觸點EU,ED正跳變觸點檢測到一次正跳變(觸點得輸入信號由0到1)時,或負跳變觸點檢測到一次負跳變(觸點得輸入信號由1到0)時,觸點接通到一個掃描周期.正/負跳變的符號為EU和ED,他們沒有操作數(shù),觸點符號中間的”P”和”N”分別表示正跳變和負跳變七、空操作指令NOPNOP指令是一條無動作、無目標元件的1程序步指令?？詹僮髦噶钍乖摬叫驗榭詹僮鳌Ｓ肗OP指令替代已寫入指令，可以改變電路。在程序中加入NOP指令，在改動或追加程序時可以減少步序號的改變。八、程序結(jié)束指令ENDEND是一條無目標元件的1程序步指令。PLC反復(fù)進行輸入處理、程序運算、輸出處理，若在程序最后寫入END指令，則END以后的程序就不再執(zhí)行，直接進行輸出處理。在程序調(diào)試過程中，按段插入END指令，可以按順序擴大對各程序段動作的檢查。采用END指令將程序劃分為若干段，在確認處于前面電路塊的動作正確無誤之后，依次刪去END指令。要注意的是在執(zhí)行END指令時，也刷新監(jiān)視時鐘。第三章 可編程控制器梯形圖編程規(guī)則一、編程的幾個步驟 （一）決定系統(tǒng)所需的動作及次序。 當使用可編程控制器時，最重要的一環(huán)是決定系統(tǒng)所需的輸入及輸出，這主要取決于系統(tǒng)所需的輸入及輸出接口分立元件。輸入及輸出要求：(1) 第一步是設(shè)定系統(tǒng)輸入及輸出數(shù)目，可由系統(tǒng)的輸入及輸出分立元件數(shù)目直接取得。 (2）第二步是決定控制先后、各器件相應(yīng)關(guān)系以及作出何種反應(yīng)。（二）將輸入及輸出器件編號 每一輸入和輸出，包括定時器、計數(shù)器、內(nèi)置寄存器等都有一個唯一的對應(yīng)編號，不能混用。（三）畫出梯形圖。 根據(jù)控制系統(tǒng)的動作要求，畫出梯形圖。 梯形圖設(shè)計規(guī)則（1）觸點應(yīng)畫在水平線上，不能畫在垂直分支上。應(yīng)根據(jù)自左至右、自上而下的原則和對輸出線圈的幾種可能控制路徑來畫。（2）不包含觸點的分支應(yīng)放在垂直方向，不可放在水平位置，以便于識別觸點的組合和對輸出線圈的控制路徑。（3）在有幾個串聯(lián)回路相并聯(lián)時，應(yīng)將觸頭多的那個串聯(lián)回路放在梯形圖的最上面。在有幾個并聯(lián)回路相串聯(lián)時，應(yīng)將觸點最多的并聯(lián)回路放在梯形圖的最左面。這種安排，所編制的程序簡潔明了，語句較少。（4）不能將觸點畫在線圈的右邊，只能在觸點的右邊接線圈。（四）將梯形圖轉(zhuǎn)化為程序 把繼電器梯形圖轉(zhuǎn)變?yōu)榭删幊炭刂破鞯木幋a，當完成梯形圖以后，下一步是把它編碼成可編程控制器能識別的程序。 這種程序語言是由地址、控制語句、數(shù)據(jù)組成。地址是控制語句及數(shù)據(jù)所存儲或擺放的位置，控制語句告訴可編程控制器怎樣利用數(shù)據(jù)作出相應(yīng)的動作。（五）在編程方式下用鍵盤輸入程序。（六）編程及設(shè)計控制程序。（七）測試控制程序的錯誤并修改。（八）保存完整的控制程序。 第四章 S7-200的自動化通信網(wǎng)絡(luò)可編程序控制器與計算機可以直接或通過通信處理單元、通信轉(zhuǎn)接器相連構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，以實現(xiàn)信息的交換，并可構(gòu)成“集中管理、分散控制”的分布式控制系統(tǒng)，滿足工廠自動化(FA)系統(tǒng)發(fā)展的需要。各可編程序控制器或遠程I/O模塊按功能各自放置在生產(chǎn)現(xiàn)場進行分散控制，然后用網(wǎng)絡(luò)連接起來，構(gòu)成集中管理的分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的總稱，它包含了三個主要的層次。1工業(yè)以太網(wǎng)它是基與國際標準IEEE802.3的開放式網(wǎng)絡(luò)。以太網(wǎng)可實現(xiàn)管理-控制網(wǎng)絡(luò)的一體化，可集成到因特網(wǎng)，為全球聯(lián)網(wǎng)提供了條件。網(wǎng)絡(luò)規(guī)?？蛇_1024站，距離可達.5km(電氣網(wǎng)絡(luò))或200km(光纖網(wǎng)絡(luò))。工業(yè)以太網(wǎng)將控制網(wǎng)絡(luò)集成到信息技術(shù)(IT)中，可與使用TCP/IP協(xié)議的計算機傳輸數(shù)據(jù)，可使用E-mail和Web技術(shù)，用戶可在工業(yè)以太網(wǎng)的Socket接口上編制自己的協(xié)議，可在網(wǎng)絡(luò)中的任何一點進行設(shè)備啟動和故障檢查，冗余網(wǎng)絡(luò)可構(gòu)成冗余系統(tǒng)。西門子可提供以太網(wǎng)通信模塊或通信處理器，遠程訪問路由器可在廣域網(wǎng)連接的兩個以太網(wǎng)之間實現(xiàn)遠程通信。2現(xiàn)場總線PROFIBUS它是用于車間級和現(xiàn)場級的國際標準，傳輸速率最在為12Mbps，響應(yīng)時間的典型值為1ms，使用屏蔽雙絞線電纜(最長9.6km)或光纜(最長90km)，最多可接127個從站。PROFIBUS由3個系列組成：PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA 和PROFIBUS-FMS。PROFIBUS-DP特別適用于可編程序控制器與現(xiàn)場級分散的遠程I/O設(shè)備之間的快速數(shù)據(jù)交換通信，即插即用。使用編程軟件STEP 7-Micro/WIN 32或SIMATIC NET軟件，可對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組態(tài)或設(shè)置參數(shù)，可啟動或測試網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點。西門子的S7系列可編程序控制器有的配備有集成的PROFIBUS-DP接口，也可以通過接口模塊或通信處理器連接到PROFIBUS-DP?？蓪⒍鄺lPROFIBUS-DP線路通過集成的接口或接口模塊連接到一個可編程序控制器。3AS-i接口AS-i是傳感器和執(zhí)行器通信的國際標準(EN50295)，響應(yīng)時間小于5ms，使用未屏蔽的雙絞線，由總線提供電源，最長通信距離為30m，最多接62個從站。1.S7-200的通信方式與通信參數(shù)的設(shè)置（1）S7-200的通信方式S7-200的通信功能強，有多種通信方式可供用戶選擇。在運行Windows或Windows NT操作系統(tǒng)的個人計算機(PC)上安裝了STET 7-Micro/WIN 32編程軟后，PC可作為通信中的主站。1）單主站方式單主站與一個或多個從站相連，STEP 7-Micro/WIN32每次和一個S7-200 CPU通信,但是它可以訪問網(wǎng)絡(luò)上的所有CPU。2）多主站方式通信網(wǎng)絡(luò)中有多個主站，一個或多個從站。帶CP通信卡的計算機和文本顯示器TD200、操作面板OP15是主站，S7-200 CPU可以是從站或主站。（2） S7-200通信的硬件選擇表1給出了可供用戶選擇的STEP 7-Micro/WIN 32支持的通信硬件和波特率。除此之外，S7-200還可以通過EM277 PROFIBUS-DP模塊連接到PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)，各通信卡提供一個與PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)相連的RS-485通信口。表2給出了S7-200與PROFIBUS通信模塊EM227的性能。表1 STEP 7-Micro/WIN 32支持的硬件配置支持的硬件類 型支持的波特率/Kbps支持的協(xié)議PC/PPI電纜到PC通信口的電纜聯(lián)接器9.6，19.2PPI協(xié)議CP 5511II型，PCMCIA卡9.6，19.2，187.5支持用于筆記本電腦的PPI，MPI和PROFIBUS協(xié)議CP 5611PCI卡(版本3或更高)支持用于PC的PPI，MPI和PROFIBUS協(xié)議MPI集成在編程器中的PC ISA卡表2 S7-200與PROFIBUS通信模塊EM277的性能連 接 口支持的波特率/Kbps邏輯連接數(shù)支持的協(xié)議S7-200 CPU口 09.6K每個模塊4個PPI，MPI和PROFIBUS協(xié)議口 19.6K，19.2K，187.5KEM277 PROFIBUS-DP 模塊每個CPU最多2塊9.6K-12M每個模塊6個MPI和PROFIBUS協(xié)議（3）網(wǎng)絡(luò)部件1）通信口S7-200 CPU上的通信口是與RS-485兼容的9針D型連接器，符合歐洲標準EN 50170。表3給出了通信口的引腳分配。表3 S7-200 CPU通信口引腳分配針PROFIBUS名稱端口0/端口11屏蔽邏輯地224V返回邏輯地3RS-485信號BRS-485信號B4發(fā)送申請RTS(TTL)55V返回邏輯地6+5V+5V，100串聯(lián)電阻7+24V+24V8RS-485信號ARS-485信號A9不用10位協(xié)議選擇連接器外殼屏蔽屏蔽2）網(wǎng)絡(luò)連接器利用西門子提供的兩種網(wǎng)絡(luò)連接器可以把多個設(shè)備很容易的連到網(wǎng)絡(luò)中。兩種連接器都有兩組螺釘端子，可以連接網(wǎng)絡(luò)的輸入和輸出。一種連接器僅提供連接到CPU的接口，而另一種連接器增加了一個編程接口。兩種網(wǎng)絡(luò)連接器還有網(wǎng)絡(luò)偏置和終端偏置的選擇開關(guān)，該開關(guān)在ON位置時的內(nèi)部接線圖，在OFF位置時未接終端電阻。接在網(wǎng)絡(luò)端部的連接器上的開關(guān)應(yīng)放在ON位置。帶有編程器接口的連接器可以把SIMATIC編程器或操作員面板接到網(wǎng)絡(luò)中，而不用改動現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)連接。編程器接口的連接器把CPU來的信號傳到編程器接口，這個連接器對于連接從CPU獲取電源的設(shè)備(例如操作員面板TD200或OP3)很有用。（4）使用PC/PPI電纜通信使用PC/PPI電纜可實現(xiàn)S7-200CPU與RS-232標準兼容的設(shè)備的通信。有兩種不同型號的PC/PPI電纜：1)帶RS-232口的隔離型PC/PPI電纜，用5個DIP開關(guān)設(shè)置波特率和其他配置項。通信的波特率用PC/PPI電纜盒上的DIP開關(guān)來設(shè)置。2)帶RS-232口的非隔離型PC/PPI電纜，用4個DIP開關(guān)設(shè)置波特率，這種電纜已經(jīng)被隔離型PC/PPI電纜取代。 當數(shù)據(jù)從RS-232傳送到RS-485口時，PC/PPI電纜是發(fā)送模式。當數(shù)據(jù)從RS-485傳送到RS-232口時，PC/PPI電纜是接收模式。檢測到RS-232的發(fā)送線有字符時，電纜立即從接收模式切換到發(fā)送模式。RS-232發(fā)送線處于閑置的時間超過電纜切換時間時，電纜又切換到接收模式。這個時間與電纜上的DIP開關(guān)設(shè)置的波特率有關(guān)（5）開關(guān)PC/PPI電纜的5號DIP設(shè)為0時，RS-232口為數(shù)據(jù)通信設(shè)備(DCE)模式，設(shè)置為1時，為數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)模式。表4是PC/PPI電纜各個引腳的定義。表4RS-485至RS-232DTE連接器引腳RS-485連接器引腳RS-232DTE連接器引腳引腳號信號說明引腳號信號說明1地(RS-485邏輯地)1數(shù)據(jù)載波檢測(DCD)(不用)224V(RS-485邏輯地)2接收數(shù)據(jù)(RD，輸入到PC/PPI電纜)3信號B(RxD/TxD+)3發(fā)送數(shù)據(jù)(TD，從PC/PPI電纜輸出)4RTS(TTL電平)4數(shù)據(jù)終端就緒(DTR，不用)5地(RS-485邏輯地)5地(RS-232邏輯地)6+5V(帶100串聯(lián)電阻)6數(shù)據(jù)設(shè)置就緒(DSR，不用)724V電源7申請發(fā)送(RTS，PC/PPI電纜輸出)8信號A(RxD/TxD-)8清除發(fā)送(CTS，不用)9協(xié)議選擇9振鈴指示器(RI，不用)注：調(diào)制解調(diào)器需要一個陰到陽的9針到25針的轉(zhuǎn)換。2在編程軟件中安裝與刪除通信接口在STEP 7-Micro/WIN 32中選擇菜單命令“檢視通信”或單擊瀏覽欄中的通信圖標，可進入設(shè)置通信的對話框。在對話框中雙擊PC/PPI電纜的圖標，出現(xiàn)“設(shè)置PG/PC接口(Set PG/PC Interface)”對話框。按“Select(選擇)”按鈕，出現(xiàn)“安裝/刪除”窗口，可用它來安裝或刪除通信硬件。對話框的左側(cè)是可供選擇的通信硬件，右側(cè)是已經(jīng)安裝好的通信硬件。1）通信硬件的安裝從左邊的選擇列表框中選擇要安裝的硬件型號，窗口下部顯示出對選擇的硬件的描述。單擊“Install(安裝)”按鈕，選擇的硬件將出現(xiàn)在右邊的“Installed(已安裝)”列表框。安裝完后按“Close(關(guān)閉)”按鈕，回到“設(shè)置PG/PC接口”對話框。2）通信硬件的刪除在“安裝/刪除”窗口中右邊的已安裝列表框中選擇硬件，單擊“Uninstall(刪除)”按鈕，選擇的硬件被刪除。3）Windows NT用戶的特殊硬件安裝信息在Windows NT操作系統(tǒng)安裝硬件模塊與在Windows 95上安裝略有不同。Windows 95自動地設(shè)置系統(tǒng)資源，而Windows NT只提供默認值，它們與硬件配置可能不匹配，但可以很容易地修變這些參數(shù)，以便與要求的系統(tǒng)設(shè)置匹配。安裝完硬件后，在已安裝列表欄中選擇它，單擊“Resource(資源)”按鈕，出現(xiàn)資源對話框，該框允許修改實際安裝的硬件的系統(tǒng)設(shè)置值。如果該按鈕呈灰色，說明不需修改參數(shù)。此時可能需要參考硬件手冊，根據(jù)硬件設(shè)置決定對話框中列舉的各個參數(shù)的設(shè)置值。為了正確建立通信，可能需要試幾個不同的中斷。如果在Windows NT中使用PC/PPI電纜，網(wǎng)絡(luò)中不允許有其他主站。3計算機使用的通信接口參數(shù)的設(shè)置打開“設(shè)置PG/PC接口”對話框，“Micro/WIN”應(yīng)出現(xiàn)在“Access Point of the Application(應(yīng)用的訪問接點)”列表框中。PC/PPI電纜只能選用PPI協(xié)議：選擇好通信協(xié)議后，單擊“設(shè)置PG/PC接口”對話框中的“屬性(Properties)”按鈕，然后在彈出的窗口中設(shè)置通信參數(shù)。PC/PPI電纜的PPI參數(shù)設(shè)置：如果使用PC/PPI電纜，在“設(shè)置PG/PC接口”對話框中單擊“屬性”按鈕，就會出現(xiàn)PC/PPI電纜(PPI)的屬性窗口。進行通信時，STEP 7-Micro/WIN 32的默認設(shè)置為多主站PPI協(xié)議。此協(xié)議允許STEP 7-Micro/WIN 32與其他主站(TD 200與操作員面板)在網(wǎng)絡(luò)中共為主站。選中PG/PC接口中PC/PPI電纜屬性對話框中的“多主站網(wǎng)絡(luò)(Multiple Master Netword)”，即可啟動此模塊，未選擇時為單主站協(xié)議。4S7-200的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議S7-200支持多種通信協(xié)議，如點對點接口(PPI)、多點接口(MPI)和PROFIBUS。它們都是基于字符的異步通信協(xié)議，帶有起始位、8位數(shù)據(jù)、偶校驗和1個停止位。通信幀由起始和結(jié)束字符、源和目的站地址、幀長度和數(shù)據(jù)完整性校驗和組成。只要波特率相同，三個協(xié)議可以在網(wǎng)絡(luò)中同時運行，不會相互影響。協(xié)議支持一個網(wǎng)絡(luò)上的127個地址(0126)，網(wǎng)絡(luò)上最多可有32個主站，網(wǎng)絡(luò)上各設(shè)備的地址不能重復(fù)。運行STEP 7-Micro/WIN 32的計算機的默認地址為0，操作員面板的默認地址為1，可編程控制器的默認地址為2。（1）點對點接口協(xié)議(PPI)PPI(Point-to-Point)是主/從協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)上的S7-200 CPU均為從站，其他CPU、SIMATIC編程器或TD200為主站。如果在用戶程序中允許PPI主站模式，一些S7-200 CPU在RUN模式下可以作主站，它們可以用網(wǎng)絡(luò)讀(NETR)和網(wǎng)絡(luò)寫(NETW)指令讀寫其他CPU中的數(shù)據(jù)。S7-200 CPU作PPI主站時，還可以作為從站響應(yīng)來自其他主站的通信申請。PPI沒有限制可以有多少個主站與一個從站通信，但是在網(wǎng)絡(luò)中最多只能有32個主站。（2）多點接口協(xié)議(MPI)MPI是集成在西門子公司的可編程序控制器、操作員界面和編程器上的集成通信接口，用于建立小型的通信網(wǎng)絡(luò)。最多可接32個節(jié)點，典型數(shù)據(jù)長度為64字節(jié)，最大距離100m。MPI(Multi-Point)可以是主/主協(xié)議或主/從協(xié)議。S7-300 CPU作為網(wǎng)絡(luò)主站，使用主/主協(xié)議。對S7-200 CPU建立主/從連接，因為S7-200 CPU是從站。MPI在兩個相互通信的設(shè)備之間建立連接，一個連接可能是兩個設(shè)備之間的非公用連接，另一個主站不能干涉兩個設(shè)備之間已經(jīng)建立的連接。主站可以短時間建立連接，或使連接長期斷開。每個S7-200 CPU支持四個連接，每個EM277模塊支持6個連接。它們保留兩個連接，其中一個給SIMATIC編程器或計算機，另一個給操作員面板。保留的連接不能被其他類型的主站(如CPU)使用 S7-200與計算機之間的MPI通信，S7-200要與計算機之間進行MPI通信，計算機內(nèi)必須安裝有CP561網(wǎng)卡5CP5611 的安裝和使用（1）CP5611 硬件的安裝CP5611 適用于臺式計算機或是工控機，不適用于筆記本電腦。CP5611 硬件安裝很簡單，將計算機斷電，然后將CP5611 卡安裝在計算機的空余的PCI 插槽上即可，PCI 要求為32 位，遵從PCI V2.1 規(guī)范，最低主頻不能低于33MHz，如果使用DP 方式至少應(yīng)為166MHz。CP5611 的安裝可以是Step7 軟件安裝之前也可以是在Step7 軟件安裝之后。（2）CP5611 軟件的驅(qū)動說明CP5611 卡沒有隨硬件提供的軟件驅(qū)動，如果在安裝Step7 軟件之前，CP5611 已經(jīng)安裝在計算機內(nèi)，那么在安裝Step7 軟件的“Set PG/PCInterface”時軟件會自動識別CP5611 卡，并且會自動安裝其驅(qū)動程序，Step7 軟件安裝完成后可以在“Set PG/PC Interface ”中找到CP5611 的接口類型，如果在安裝完Step7 軟件后才在計算機的PCI 插槽上安裝好CP5611 卡，那么重新啟動計算機后，系統(tǒng)會自動找到CP5611，并自動安裝，安裝完成后啟動Step7 軟件，在“Set PG/PCInterface ”中可以找到CP5611 相關(guān)接口選項，具體畫面如下：點擊按鈕，可以看到CP5611 已經(jīng)安裝，畫面如下：（3） CP5611 硬件自檢正確安裝CP5611 卡后，通過Step7 軟件可以對其進行檢測，看它能否正常使用，具體操作方法如下：打開“Set PG/PC Interface ”然后選擇或者接口類型中的任一種，然后點擊按鈕，選擇“PROFIBUS/MPI Network Diagnostics”選項，點擊按鈕，如果CP5611 能夠正常使用，則測試OK，顯示畫面如下：如果CP5611 不能正常使用，則會有錯誤顯示，例如注：如果網(wǎng)絡(luò)測試顯示“Error 0x031a”錯誤信息，可以在“Set PG/PC Interface ”中點擊按鈕，然后將PG/PC 設(shè)為唯一的主站，畫面如下：然后再做測試，測試OK.同時也可以對CP5611 做硬件測試，選擇“Hardware”選項，點擊按鈕，如果CP5611 與計算機其它硬件資源沒有沖突，則測試OK，顯示畫面如下：如果網(wǎng)絡(luò)和硬件測試均正常，說明CP5611 能夠正常使用。（4） CP5611 在Step7 軟件中的選擇和設(shè)置首先說明使用CP5611 建立與CPU 的通訊時，必須使用MPI 電纜或是Profibus 電纜作為CPU 與CP5611 的連接電纜。 打開“SIMATIC Manager”，點擊“Options”，在下拉菜單中找到“SetPG/PC Interface”，畫面如下：（a）、如果選擇與CPU 相連的是MPI 接口，請選擇，此時S7ONLINE (STEP7) - 為CP5611(MPI)，然后點擊按鈕 設(shè)置MPI 的屬性，畫面如下：設(shè)置MPI 接口屬性，選擇MPI 接口的通訊波特率，注意此處的波特率一定要和實際要通訊的CPU MPI 口實際的波特率相同，例如如果CPU MPI 口實際的波特率為187.5Kbps，而此處設(shè)置為19.2Kbps，則不能建立通訊，會顯示錯誤信息，因為PLC默認的波特率為9.6Kbps，而MPI通信的最低波特率為19.2Kbps所以在進行MPI通信前應(yīng)用PPI通信將PLC地址該為要求的值（187.2Kbps）同時要注意PG/PC 的地址不要和PLC 的地址相同。使用電纜連接好CPU 與CP5611 后可以判斷是能夠找到網(wǎng)絡(luò)上的站點，點擊按鈕，進入網(wǎng)絡(luò)診斷畫面然后點擊按鈕，可以看到網(wǎng)絡(luò)上的站點，顯示畫面如下：設(shè)置完成后點擊2 次“OK”，Step7 會提示如下信息點擊“OK”完成PG/PC Interface 的設(shè)置，此時可以建立PC 與CPU 的通訊，正常通訊時CP5611 卡的指示燈快閃。（b）、如果選擇與CPU 相連的是Profibus 接口，請選擇，此時S7ONLINE (STEP7) - 為CP5611(PROFIBUS)，然后點擊按鈕設(shè)置Profibus 端口的屬性，畫面如下：設(shè)置Profibus 接口屬性，如果PG/PC 為唯一的主站請選中，然后選擇Profibus 接口的通訊波特率，注意此處的波特率一定要和實際要通訊的CPU DP 口實際的波特率相同，例如如果CPU DP 口實際的波特率1.5Mbps，而此處設(shè)置為187.5Kbps，則不能建立通訊，會顯示錯誤信息，其它按默認設(shè)置，通訊波特率調(diào)整同MPI通訊。同時要注意PG/PC 的地址不要和PLC 的地址相同。測試與網(wǎng)絡(luò)上的站點通訊方法與MPI 方式相同。設(shè)置完成后點擊2 次“OK”，Step7 會提示如下信息：點擊“OK”完成PG/PC Interface 的設(shè)置，此時可以建立PC 與CPU 的通訊，正常通訊時CP5611 卡的指示燈快閃。（c）、使用CP5611 可以和CPU200 建立通訊，在安裝有Step7MicroWin Vx.x 軟件的計算機上，可以在“PG/PC Interface”中選擇，此時S7ONLINE (STEP7) - 為CP5611(PPI)，然后點擊按鈕，設(shè)置PPI 接口參數(shù)，畫面如下：設(shè)置PPI 屬性，如果要實現(xiàn)多主站連接，請選中“Advanced PPI”選項，然后選擇PPI 接口的通訊波特率，注意此處的波特率一定要和實際要通訊的CPU PPI 口實際的波特率相同，例如如果CPU PPI 口實際的波特率為9.6Kbps，而此處設(shè)置為187.5Kbps，則不能建立通訊，會顯示錯誤信息，其它按默認設(shè)置，同時要注意PG/PC 的地址不要和PLC 的地址相同。設(shè)置完成后點擊2 次“OK”，Step7 會提示如下信息：點擊“OK”完成PG/PC Interface 的設(shè)置，此時可以建立PC 與CPU 的通訊，正常通訊時CP5611 卡的指示燈快閃。6、利用TCP/IP協(xié)議實現(xiàn)以太網(wǎng)通信 （1）網(wǎng)線水晶頭做法： 一頭的水晶頭的連線1-8為：白(橙)、橙、白(綠)藍、白(藍)、綠、白(灰)、灰 另一頭為：白(綠)、綠、白(橙)、白(藍)、藍、橙、白(灰)、灰（2）在CPU上連上CP243-1模塊，給CPU加上電源 用網(wǎng)線將CP243-1與PC的TCP/IP網(wǎng)卡連起來（3）為PC設(shè)置一個IP