《工廠電氣與可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)》yy2

第9章PLC的網(wǎng)絡(luò)通訊

9.1PLC網(wǎng)絡(luò)通訊概述9.2S7—200系列PLC與計(jì)算機(jī)設(shè)備的通信9.3S7-200系列PLC自由口通信9.4網(wǎng)絡(luò)通信運(yùn)行9.1.1網(wǎng)絡(luò)通訊的基本概念

1.網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（1）鏈接結(jié)構(gòu)

鏈接結(jié)構(gòu)按信息在設(shè)備間的傳送方向可分為單工通信、半雙工通信、全雙工通信三種（2）聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)

2.并行通信與串行通信

并行通信是指所傳送數(shù)據(jù)的各位同時(shí)發(fā)送或接收.特點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳送速度快。但是傳輸線的根數(shù)多，成本高，一般用于近距離的數(shù)據(jù)傳送。串行通信是指所傳送的數(shù)據(jù)按順序一位一位地發(fā)送或接收遠(yuǎn)的場(chǎng)合特點(diǎn)是通信線路簡(jiǎn)單，需要的信號(hào)線少，最少的只需要兩根線(雙絞線)，故成本低，但是傳送速度比并行通信慢，適用于距離較遠(yuǎn)的場(chǎng)合

3．傳輸速率數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸速度稱為波特率，波特率測(cè)量在某一特定時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。它用每秒傳送的二進(jìn)制位數(shù)表示，其符號(hào)為bit／s或bps。通常以千波特（kbps）、兆波特（Mbps）為單位。9.1.2網(wǎng)絡(luò)配置

1．硬件配置

(1)通信接口RS—232接口RS—422接口RS—485接口

(2)通信介質(zhì)數(shù)據(jù)傳送的介質(zhì)主要有雙絞線、同軸電纜和光纜，如果傳送距離較遠(yuǎn)，還可以利用電話線，其他介質(zhì)如電磁波、紅外線、微波等應(yīng)用較少。2．軟件配置

軟件一般分為兩類，一類是系統(tǒng)編程軟件，用以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)編程，并把程序下載到PLC，且監(jiān)控PLC的工作狀態(tài)。如西門子公司的STEP7-Micro／WIN編程軟件。另一類為應(yīng)用軟件，各用戶根據(jù)不同的開發(fā)環(huán)境和具體要求，用不同的編程語(yǔ)言編寫的通信程序。9．2S7—200系列PLC與計(jì)算機(jī)設(shè)備的通信

9.2.1S7-200系列CPU的通信性能

1.SIEMENS公司的網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)2.S7-200系列的通信協(xié)議3.通信設(shè)備（1）通信端口（2）網(wǎng)絡(luò)連接器（3）通信電纜(1)PPI協(xié)議（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接口協(xié)議）PPI(Point-to--PointInterface)協(xié)議是SIEMENS公司專門為S7-200系列PLC開發(fā)的通信協(xié)議，是主/從協(xié)議，即主站可對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的其他設(shè)備發(fā)出初始化請(qǐng)求，從站只是響應(yīng)來(lái)自主站的初始化請(qǐng)求，不能對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的其他設(shè)備發(fā)出初始化請(qǐng)求。(2)自由口協(xié)議自由口協(xié)議是指通過(guò)編寫用戶程序來(lái)控制CPU通信端口的操作模式，可以用自定義的通信協(xié)議連接多種智能設(shè)備。針腳號(hào)PROFIBUS名稱端口0／端口11屏蔽邏輯地224V地邏輯地3RS-485信號(hào)BRS-485信號(hào)B4發(fā)送申請(qǐng)RTS(TTL)55V地邏輯地6+5V+5V，100Ω串聯(lián)電阻7+24V+24V8RS-485信號(hào)ARS-485信號(hào)A9不用10位信號(hào)選擇連接器外殼屏蔽機(jī)殼接地PLC與計(jì)計(jì)算機(jī)機(jī)通信示意圖圖(a)計(jì)算算機(jī)與與PLC的的連接接(b)PC/PPI電電纜上上的DIP開關(guān)關(guān)(c)DIP開開關(guān)的的設(shè)置置9．2．2個(gè)個(gè)人人計(jì)算算機(jī)與與S7-200CPU之之間的的聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)通信信1．建建立通通信方方案（1））主站站與從從站之之間的的連接接形式式：?jiǎn)螁沃髡菊具€是是多主主站，，可通通過(guò)軟軟件組組態(tài)進(jìn)進(jìn)行設(shè)設(shè)置（2））站號(hào)號(hào)：站站號(hào)是是網(wǎng)絡(luò)絡(luò)中各各個(gè)站站的編編號(hào)，，網(wǎng)絡(luò)絡(luò)中的的每個(gè)個(gè)設(shè)備備(PC，，PLC，，HMI等等)都都要分分配惟惟一的的編號(hào)號(hào)(站站地址址)。。2．參參數(shù)組組態(tài)在自動(dòng)動(dòng)控制制領(lǐng)域域中指指控制制系統(tǒng)統(tǒng)硬、、軟件件的配配置過(guò)過(guò)程。。在編編程軟軟件STEP7Micro／／WIN32中中，對(duì)對(duì)通信信硬件件參數(shù)數(shù)進(jìn)行行設(shè)置置，即即通信信參數(shù)數(shù)組態(tài)態(tài)9.3S7-200系列PLC自由口口通信信9.3.1相相關(guān)關(guān)的特特殊功功能寄寄存器器1.自由端端口的的初始始化2.自由口口通信信時(shí)的的中斷事事件端口0端口1描述SMB30的數(shù)據(jù)格式SMB130的數(shù)據(jù)格式SM30.6和SM30.7奇偶校驗(yàn)選擇SM130.6和SM130.7奇偶校驗(yàn)選擇PP:00=無(wú)校驗(yàn)01=偶檢驗(yàn)10=無(wú)校驗(yàn)11=奇校驗(yàn)SM30.5每個(gè)字符的有效數(shù)據(jù)位SM130.5每個(gè)字符的有效數(shù)據(jù)位D：0=每字符8位1=每字符7位SM30.2～SM30.4波特率選擇SM130.2～SM130.4波特率選擇BBB：000=38400(CPU212為19200)001=192000010=9600011=4800100=2400101=1200110=600111=300SM30.0和SM30.1通信協(xié)議選擇SM130.0和SM130.1信協(xié)議選擇Mm00=PPI協(xié)議（PPI/從站模式）01=自由口通信協(xié)議10=PPI主站模式11=保留（缺省PPI/從站模式）每種設(shè)置有1個(gè)停止位(1)中斷斷標(biāo)志志位SM4．5和SM4．6分別別表示示HO和和HI處處于發(fā)發(fā)送空空閑狀狀態(tài)。。(2)中斷斷事件件在S7-200的中斷斷事件件中，，與自自由口口通信信有關(guān)關(guān)的中中斷事事件件如下下?！ぶ袛嗍率录?：通信信端口口0單字符符接收收中斷斷?！ぶ袛嗍率录?：通信信端口口0發(fā)送完完成中中斷。?！ぶ袛嗍率录?3：通信信端口口0接收完完成中中斷。?！ぶ袛嗍率录?5：通信信端口口1單字符符接收收中斷斷?！ぶ袛嗍率录?6：通信信端口口1發(fā)送完完成中中斷。。·中斷事事件24：通信信端口口1接收完完成中中斷。。9.3.2.自由口口通信信指令令1.數(shù)據(jù)接接收指指令RCV在梯形形圖中中，數(shù)數(shù)據(jù)接接收指指令以以功能能框的的形式式表示示，指指令名名稱為為RCV。在語(yǔ)語(yǔ)句表表中，，數(shù)據(jù)據(jù)接收收指令令的指指令格格式為為：RCVTBL，PORT可以通通過(guò)中中斷的的方式式接收收數(shù)據(jù)據(jù)，在在接收收字符符數(shù)據(jù)據(jù)時(shí)，，有如如下兩兩種中中斷事事件產(chǎn)產(chǎn)生。。(1)利用字字符中中斷控控制接接收數(shù)數(shù)據(jù)(2)利用接接收結(jié)結(jié)束中中斷控控制接接收數(shù)數(shù)據(jù)注意：：如果出出現(xiàn)超超時(shí)和和奇偶偶校驗(yàn)驗(yàn)錯(cuò)誤誤，則則自動(dòng)動(dòng)結(jié)結(jié)束接接收過(guò)過(guò)程。。2．?dāng)?shù)數(shù)據(jù)發(fā)發(fā)送指指令XMT在梯形形圖中中，數(shù)數(shù)據(jù)發(fā)發(fā)送指指令以以功能能框的的形式式編程程，指指令的的名稱稱為XMT。在語(yǔ)語(yǔ)句表表中，，數(shù)據(jù)據(jù)接收收指令令的指指令格格式為為：XMTTABLE，PORT。9.3.3自由口口通信信的應(yīng)應(yīng)用舉舉例如圖所所示，，用S7-200CPU222接收收來(lái)自自條碼碼閱讀讀器的的數(shù)據(jù)據(jù)通信要要求①來(lái)自自條碼碼閱讀讀器的的數(shù)據(jù)據(jù)(ASCII碼)，經(jīng)條條碼解解碼器器翻譯譯后，，通過(guò)過(guò)自由由口通通信模模式將將數(shù)據(jù)據(jù)傳送送到CPU222，以便便程序序調(diào)用用。②在CPU222內(nèi)設(shè)置置兩個(gè)個(gè)數(shù)據(jù)據(jù)接收收緩沖沖區(qū)：：緩沖沖區(qū)0和緩沖沖區(qū)1，用于于存儲(chǔ)儲(chǔ)條碼碼信息息。在在接收收到回回車鍵鍵的字字符(編碼為為16#10)后，向向另一一個(gè)緩緩沖區(qū)區(qū)存儲(chǔ)儲(chǔ)新讀讀入的的條碼碼信息息。③用Q0.0和Q0.1指示新新讀入入的條條碼所所在的的緩沖沖區(qū)。。④通信信參數(shù)數(shù)設(shè)定定：波波特率率為9600bps，無(wú)奇奇偶校校驗(yàn)，，每個(gè)個(gè)字符符8位。程序框框圖如圖所所示．主程程序：：初始始化程程序。。．子程程序0：SBR0接接收條條碼信信息。。．中斷斷程序序0：：INT0在數(shù)數(shù)據(jù)緩緩沖區(qū)區(qū)0接接收。。．中斷斷程序序1：：INTl在數(shù)數(shù)據(jù)緩緩沖區(qū)區(qū)1接接收。。主程序序的STL為：LDSM0.1∥∥第一次次掃描描SM0.1=1CALL0∥∥調(diào)子程程序0LDSM0.7∥∥如果工工作方方式開開關(guān)在在TERM位置，，則設(shè)設(shè)置PPI通信協(xié)協(xié)議=SM30.0∥∥如果工作作方式開開關(guān)在RUN位置，則則設(shè)置自自由口通通信協(xié)議議·MEND∥∥主程序結(jié)結(jié)束子程序0的STL為：SBR0∥∥準(zhǔn)備接收收條碼MOVB+9，SMB30∥∥設(shè)置通信信參數(shù)：：9600bps，無(wú)奇偶偶校驗(yàn)驗(yàn)，8位字符MOVD&VBl00，VD50∥∥指針指向向數(shù)據(jù)緩緩沖區(qū)0MOVD&VB200，VD60∥∥指針指向向數(shù)據(jù)緩緩沖區(qū)lMOVDVD50，VD56∥∥VD56也指向緩緩沖區(qū)0MOVW+0，VW54∥∥清除數(shù)據(jù)據(jù)緩沖區(qū)區(qū)0的字符計(jì)計(jì)數(shù)器(VW54作為字符符計(jì)數(shù)器器)ATCH+0，8∥∥建立單字字符接收收中斷事事件8與中斷程程序0的連接MOVB+1，QB0∥∥置Q0.1=0，Q0.0=1ENI∥∥開中斷RET∥∥結(jié)束子程程序0中斷程序序0的STL為；INT0∥∥數(shù)據(jù)緩沖沖區(qū)0接收MOVBSMB2，*VD56∥∥字符裝入入緩沖區(qū)區(qū)01NCDVD56∥∥指針加11NCWVW54∥∥字符計(jì)數(shù)數(shù)器加1LDB=SMB2，16#10∥∥如果字符符是LF(回車符，，編碼為為16#10)，則MOVDVD60，VD66∥∥使指針VD66指向數(shù)據(jù)據(jù)緩沖區(qū)區(qū)1MOVW+0，VW64∥∥清除數(shù)據(jù)據(jù)緩沖區(qū)區(qū)1的字符計(jì)計(jì)數(shù)器(VW64作為字符符計(jì)數(shù)器器)ATCH+1，8∥∥建立單字字符接收收中斷事事件8與中斷程程序1的連接MOVB+2，QB0∥∥置QO.1=1，Q0.0=0RETI∥∥中斷程序序0結(jié)束中斷程序序1的STL為：INT1∥∥數(shù)據(jù)緩沖沖區(qū)1接收MOVBSMB2，*VD56∥∥字符裝入入數(shù)據(jù)緩緩沖區(qū)11NCDVD66∥∥指針加11NCWVW64∥∥字符計(jì)數(shù)數(shù)器加1LDB=SMB2，16#10∥∥如果字符符是LF，則MOVDVD50，VD56∥∥使指針VD56指向數(shù)據(jù)據(jù)緩沖區(qū)區(qū)0.MOVW+0，VW54∥∥清除數(shù)據(jù)據(jù)緩沖區(qū)區(qū)0的字符計(jì)計(jì)數(shù)器ATCH+0，8∥∥建立單字字符接收收中斷事事件8與中斷程程序0的連接MOVB+1，QB0∥∥置Q0.1=0，Q0.0=1RETI∥∥中斷程序序1結(jié)束9.4網(wǎng)絡(luò)通信信運(yùn)行9.4.1控制寄存存器和傳傳送數(shù)據(jù)據(jù)表1．控制寄寄存器2．傳遞數(shù)據(jù)據(jù)表的格格式及定定義在S7-200的特殊殊繼電器器SM中中，SMB30（SMBl30）用用于設(shè)定定通信端端口0（（通信端端口1））的通信信方式。。由SMB30（SMBl30）的的低2位位決定通通信端口口0（通通信端口口1）的的通信協(xié)協(xié)議（PPI從從站、自自由口、、PPI主站））。只要要將SMB30（SMBl30）的的低2位位設(shè)置為為2#10，就就允許該該P(yáng)LC主機(jī)為為PPI主站模模式，可可以執(zhí)行行網(wǎng)絡(luò)讀讀寫指令令。9.4.2網(wǎng)絡(luò)絡(luò)運(yùn)行指指令說(shuō)明：(1)數(shù)數(shù)據(jù)表最最多可以以有16個(gè)字節(jié)節(jié)的信息息，同時(shí)時(shí)最多可可激活8條NETR和和NETW指令令(2)操操作數(shù)類類型：TABLE：VB，MB，*VD，，*AC；PORT：0，，1(3)設(shè)設(shè)定ENO=0的錯(cuò)誤誤條件：：SM4．3(運(yùn)行時(shí)時(shí)間)，，0006(間間接尋址址錯(cuò)誤)。9.4.3網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)讀讀寫舉例例1．系統(tǒng)統(tǒng)功能描描述如圖所示，某某產(chǎn)品自自動(dòng)裝箱箱生產(chǎn)線線將產(chǎn)品品送到4臺(tái)包裝裝機(jī)中的的一臺(tái)上上，包裝裝機(jī)把每每10個(gè)個(gè)產(chǎn)品品裝到一一個(gè)紙板板箱中，，一個(gè)分分流機(jī)控控制著產(chǎn)產(chǎn)品流向向各個(gè)包包裝機(jī)(4個(gè))。CPU221模模塊用于于控制打打包機(jī)。。一個(gè)CPU222模塊安安裝了T