PLC系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用2

第二篇SIMATIC可編程控制器的網(wǎng)絡(luò)通信功能第一章網(wǎng)絡(luò)通信概述第二章S7-200自由口通信第三章SIMATICS7-200

PPI點對點通信第四章S7-200&S7-300Profibus通信1并行通信和串行通信，串行通信中又分異步通信和同步通信。串行通信接口：RS-232C、RS-422A、RS-485第1節(jié)網(wǎng)絡(luò)通信的基本概念1.1計算機的通信方式1.2計算機通信的國際標準開發(fā)系統(tǒng)互連模型OSI：是國際標準化組織ISO提出來的。它詳細描述了軟件功能的7個層次：面向用戶的第5～7層，給用戶提供適當?shù)姆绞饺ピL問網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；面向網(wǎng)絡(luò)的第1～4層，描述數(shù)據(jù)怎樣從一個地方傳輸?shù)搅硪粋€地方。第一章網(wǎng)絡(luò)通信概述2應(yīng)用層表示層會話層傳送層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用層表示層會話層傳送層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層用戶用戶物理媒體物理媒體：雙絞線、同軸電纜等物理層為用戶提供建立、保持和斷開物理連接的功能，如RS-232C、RS-422A、RS-485等就是物理層標準的例子。數(shù)據(jù)鏈路層負責(zé)在兩個相鄰節(jié)點間的鏈路上，實現(xiàn)差錯控制、數(shù)據(jù)成幀、同步控制等。數(shù)據(jù)以幀為單位傳送，每一幀包含一定數(shù)量的數(shù)據(jù)和必要的控制信息，例如同步信息、地址信息、差錯控制和流量控制信息。開發(fā)系統(tǒng)互連模型3應(yīng)用層表示層會話層傳送層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用層表示層會話層傳送層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層用戶用戶物理媒體網(wǎng)絡(luò)層的主要功能是報文包的分段、報文包阻塞的處理和通信子網(wǎng)絡(luò)中路徑的選擇。傳輸層的信息傳送單位是報文(Message)，它的主要功能是流量控制、差錯控制、連接支持、傳輸層向上一層提供一個可靠的端到端的數(shù)據(jù)傳送服務(wù)。會話層的功能是支持通信管理和實現(xiàn)最終用戶應(yīng)用進程之間的同步，按正確的順序收發(fā)數(shù)據(jù)，進行各種對話。4應(yīng)用層表示層會話層傳送層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用層表示層會話層傳送層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層用戶用戶物理媒體表示層用于應(yīng)用層信息內(nèi)容的形式變換，例如數(shù)據(jù)的加秘/解密、信息壓縮/解壓和數(shù)據(jù)兼容，把應(yīng)用層提供的信息變成能夠共同理解的形式。應(yīng)用層為用戶的應(yīng)用服務(wù)提供信息交換，為應(yīng)用接口提供操作標準。51.3計算機通信的國際標準IEEE802通信標準IEEE（國際電工與電子工程學(xué)會）的802委員會于1982年頒布了一系列計算機局域網(wǎng)分層協(xié)議標準草案，總稱為IEEE802標準。它把OSI參考模型的底部兩層分解為邏輯鏈控制層、媒體訪問層和物理傳輸層?，F(xiàn)場總線及其國際標準IEC（國際電工委員會）對現(xiàn)場總線的定義是“安裝在制造和過程區(qū)域的現(xiàn)場裝置于控制室內(nèi)的自動控制裝置之間的數(shù)字式、串行、多點通信的數(shù)據(jù)總線稱為現(xiàn)場總線”?，F(xiàn)場總線I/O集檢測、數(shù)據(jù)處理、通信為一體，其接線極為簡單，只需一個電纜，從主機開始，沿數(shù)據(jù)鏈從一個現(xiàn)場總線I/O連接到下一個現(xiàn)場總線，使用現(xiàn)場總線后，自控系統(tǒng)的配線、安裝、調(diào)試和維護等方面的費用可以節(jié)約三分之二左右。6主站網(wǎng)絡(luò)上的主站設(shè)備可以向網(wǎng)絡(luò)上的其它設(shè)備發(fā)出要求。也可以對網(wǎng)絡(luò)上其它主站的要求作出響應(yīng)。典型的主站設(shè)備包括：STEP7-Micro/WIN、操作面板TD200等和S7-300或S7-400PLC。當S7-200需要從另外一個S7-200讀取信息時被定義為主站（點對點通訊）。從站配置為從站的設(shè)備只能對其它主站的要求作出響應(yīng)，自己不能發(fā)出要求。對于多數(shù)情況，S7-200被配置為從站。作為從站S7-200響應(yīng)主站的要求。第1節(jié)網(wǎng)絡(luò)通信的基本概念1.4網(wǎng)絡(luò)中使用的主站和從站7單主站單主站連到一個或多個從站第1節(jié)網(wǎng)絡(luò)通信的基本概念1.4網(wǎng)絡(luò)中使用的主站和從站8多主站多主站連到一個或多個從站第1節(jié)網(wǎng)絡(luò)通信的基本概念1.4網(wǎng)絡(luò)中使用的主站和從站9多主站多主站連到一個或多個從站第1節(jié)網(wǎng)絡(luò)通信的基本概念1.4網(wǎng)絡(luò)中使用的主站和從站101.5工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)企業(yè)級通信網(wǎng)絡(luò)，車間級通信網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)場級通信網(wǎng)絡(luò)。企業(yè)級通信網(wǎng)絡(luò)：用于網(wǎng)絡(luò)的上層管理，為企業(yè)提供生產(chǎn)、經(jīng)驗管理等數(shù)據(jù)。車間級通信網(wǎng)絡(luò)：介于企業(yè)級和現(xiàn)場級之間。它的主要任務(wù)是解決車間內(nèi)各需要協(xié)調(diào)工作的不同工藝段之間的通信?，F(xiàn)場級通信網(wǎng)絡(luò)：處于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的最低層，直間連接現(xiàn)場的各種設(shè)備，包括I/O設(shè)備、傳感器、變頻器等驅(qū)動設(shè)備。112.1

MPI（MultiPointInterface，多點接口）協(xié)議

MPI

可以是主/主協(xié)議或主/從協(xié)議。協(xié)議如何操作有賴于設(shè)備類型。如果設(shè)備是S7-300CPU，就建立主/主協(xié)議，如果設(shè)備是S7-200CPU，就建立主/從連接。

MPI物理層是RS-485，最大傳輸速率為12Mbit/s。PLC通過MPI能同時連接STEP7的編程器、計算機、人機界面（HMI）及其他SIMATICS7、M7和C7。STEP7

的用戶界面提供了通信組態(tài)功能，MPI通信是一種簡單經(jīng)濟的通信方式，適合當通信速率要求不高、通信數(shù)據(jù)量不大的場合。第2節(jié)SIMATICNET為工業(yè)領(lǐng)域提供的通信方案

2.2PPI(point-to-point，點對點)協(xié)議

一種主從協(xié)議：主站設(shè)備發(fā)送要求到從站設(shè)備，從站設(shè)備響應(yīng)。從站設(shè)備不發(fā)送信息，只是等待主站的要求并對要求做出響應(yīng)。在SIMATIC中，點對點通信可以提供的接口有RS－442A/RS－485。12第2節(jié)SIMATICNET為工業(yè)領(lǐng)域提供的通信方案

2.3PROFIBUS協(xié)議符合國際標準IEC61158，是目前國際上通用的現(xiàn)場總線標準之一，適用于車間級監(jiān)控和現(xiàn)場層的通信系統(tǒng)，具有開放性。符合該標準的各廠商生產(chǎn)的設(shè)備都可以接入同一網(wǎng)絡(luò)中，S7－300PLC可以通過通信處理器或集成在CPU上的PROFIBUS－DP接口連接到

PROFIBUS－DP網(wǎng)絡(luò)上。PROFIBUS的物理層是RS-485，最大傳輸速率為12Mbit/s。如果PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)采用FMS協(xié)議，工業(yè)以太網(wǎng)采用TCP/IP或ISO協(xié)議，S7－300PLC可以與其他公司的設(shè)備實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。帶有

PROFIBUS－DP接口的S7－300的CPU可以作為主站。13

以上三個協(xié)議是基于開放系統(tǒng)內(nèi)連接（OSI）7層通訊結(jié)構(gòu)模型。通過令牌環(huán)網(wǎng)實現(xiàn)，令牌環(huán)網(wǎng)遵守歐洲標準中的過程現(xiàn)場總線。這些都是異步、基于字符的協(xié)議，帶有起始位、8位數(shù)據(jù)、奇校驗和1個停止位。通訊幀由特殊的起始和結(jié)束字符、源和目的站地址幀長度和數(shù)據(jù)完整性檢查組成。只要相互的波特率相同，三個協(xié)議可以在一個網(wǎng)絡(luò)中同時運行，而不會相互影響。第2節(jié)SIMATICNET為工業(yè)領(lǐng)域提供的通信方案14第2節(jié)

SIMATICNET為工業(yè)領(lǐng)域提供的通信方案2.4工業(yè)以太網(wǎng)符合國際標準IEEE802.3，是功能強大的區(qū)域和單元網(wǎng)絡(luò)，是目前工業(yè)界流行的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。為SimaticNet

提供了一個無縫集成到多媒體世界的途徑。適用于工廠管理層和單元層的通信系統(tǒng)。工業(yè)以太網(wǎng)作為廣泛使用的控制級應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)，是SimaticNet的重要組成部分。2.5AS-Interface(傳感器、執(zhí)行器接口）

用于自動化系統(tǒng)最底層的通信網(wǎng)絡(luò)。它被專門設(shè)計用來連接二進制的傳感器和執(zhí)行器，只能傳送少量的數(shù)據(jù)，例如開關(guān)的狀態(tài)。15S7--200CPU所支持的協(xié)議:

點對點接口（PPI）多點接口（MPI）PROFIBUS如果帶有擴展模塊CP243--1和CP243--1IT，那么S7--200也能運行在以太網(wǎng)上。第2節(jié)

SIMATICNET為工業(yè)領(lǐng)域提供的通信方案162.6個人計算機與S7-200之間的通訊2.6.1利用PC/PPI電纜連接，建立通訊步驟2.把PC/PPI電纜上的RS－232端（標著PC)連接到計算機的通訊口，COM1或COM2。1.設(shè)置PC/PPI電纜上的DIP開關(guān)，選擇計算機所支持的波特率。3.把PC/PPI電纜上的RS－485端（標著PPI)連接到S7-200的通訊口。172.6個人計算機與S7-200之間的通訊2.6.2核實接口參數(shù)步驟1.在STEP7-Micro/WIN32下，單擊通訊圖標，或從菜單中選擇View>Communications，出現(xiàn)一個通訊設(shè)定對話框。2.在通訊設(shè)定對話框中，雙擊PC/PPI電纜的圖標將出現(xiàn)設(shè)定PG/PC接口的對話框。3.選擇“按鈕Properties”鈕，將出現(xiàn)接口屬性的對話框，通訊速率應(yīng)是9600波特。182.6個人計算機與S7-200之間的通訊2.6.3個人計算機與S7-200之間的在線聯(lián)系1.在STEP7-Micro/WIN32下，單擊通訊圖標，或從菜單中選擇View>Communications，出現(xiàn)一個通訊設(shè)定對話框，顯示沒有CPU。2.雙擊通訊建立對話框中的刷新圖標，STEP7-Micro/WIN32檢查所連接的S7-200，在通訊連接對話框中顯示所連接的每個S7-200。3.雙擊要進行通訊的站，可看到所選站的通訊參數(shù)。19第3節(jié)設(shè)置波特率和站地址數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)乃俣仁遣ㄌ芈?。即每秒傳送的二進制位數(shù)，其單位通常為bit/s，還有的表示為Kbaud或者Mbaud。波特率用于度量在給定時間內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)的多少，例如，19.2Kbaud表示在1秒內(nèi)傳輸19，200位數(shù)據(jù)。在同一個網(wǎng)絡(luò)中通訊的設(shè)備必須配置成相同的波特率。因此，網(wǎng)絡(luò)的最高波特率取決于連接在網(wǎng)絡(luò)上的波特率最低的設(shè)備。表中列出了S7－200支持的波特率。3.1設(shè)置波特率20在網(wǎng)絡(luò)中要為每個設(shè)備指定唯一的站地址。唯一的站地址可以確保數(shù)據(jù)發(fā)送到正確的設(shè)備或者來自正確的設(shè)備。每一個通訊口可以有自己的站地址。通常，不需要改變STEP7-Micro/WIN的缺省站地址0。如果網(wǎng)絡(luò)中包含其它編程設(shè)備使用STEP7之類的編程軟件就需要改變STEP7-Micro/WIN的站地址。3.2設(shè)置站地址參考資料：S7-300/400PLC應(yīng)用技術(shù)廖常初主編機械工業(yè)出版社西門子工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信指南（上、下冊）崔堅主編機械工業(yè)出版社西門子提供的系統(tǒng)手冊及資料。21第1節(jié)概述第2節(jié)設(shè)置說明2.1工作模式定義2.2XMT指令2.3RCV指令第3節(jié)編程示例3.1自由口發(fā)送示例3.2自由口接收示例22第二章S7-200自由口通信22

1.1S7-200CPU具有自由口通信能力。自由口通信是一種基于RS485硬件基礎(chǔ)上，允許應(yīng)用程序控制S7-200CPU的通信端口、以實現(xiàn)一些自定義通信協(xié)議的通信方式。S7-200CPU處于自由口通信模式時，通信功能完全由用戶程序控制，所有的通信任務(wù)和信息定義均需由用戶編程實現(xiàn)。當選擇了自由端口模式，梯形圖程序可以使用接收中斷、發(fā)送中斷、發(fā)送指令（XMT）和接收指令（RCV）來控制通訊操作。在自由口模式下，通信協(xié)議完全由梯形圖程序控制。SMB30（用于端口0）和SMB130（如果CPU有兩個端口，則用于端口1）用于選擇波特率和奇偶校驗。借助自由口通信模式，S7-200CPU可與許多通信協(xié)議公開的其他設(shè)備、控制器進行通信，其波特率為1200~115200bit/s。第1節(jié)概述231.2S7-200可通過自由口通訊協(xié)議訪問下列設(shè)備：

第1節(jié)概述

調(diào)制解調(diào)器帶用戶端軟件的PC機條形碼閱讀器串口打印機并口打印機S7-200S7-300withCP340非SiemensPLC調(diào)制解調(diào)器

監(jiān)控端軟件第三方PLCS7-200打印機

條碼閱讀24

1.3

使用PC/PPI電纜和自由口模式連接RS－接口設(shè)備

（1）使用PC/PPI（RS－232/PPI）多主站電纜和自由口通訊功能，可以將S7--200CPU連接到多種兼容RS--232標準的設(shè)備上。但電纜必須設(shè)為自由口模式（開關(guān)5=0）才能進行自由口通訊。開關(guān)6用于選擇本地模式（DCE）（開關(guān)6=0）或遠端模式（開關(guān)6=1）。（2）由于S7-200CPU通信端口是半雙工通信口，所以發(fā)送和接收不能同時進行。當數(shù)據(jù)從RS--232端口傳輸?shù)絉S--485端口時，PC/PPI多主站電纜將處于發(fā)送模式。當空閑或者數(shù)據(jù)從RS--485接口傳輸?shù)絉S--232接口時，電纜則處于接收模式。當電纜檢測到RS--232傳送線上的字符時，會馬上由接收模式轉(zhuǎn)入發(fā)送模式。第1節(jié)概述25

1.3

使用PC/PPI電纜和自由口模式連接RS－接口設(shè)備

（3）S7-200CPU通信口處于自由口模式下時，該通信口不能同時工作在其他通信模式下。如不能端口1在進行自由口通信時，又使用端口1進行PPI編程。（4）S7-200CPU通信端口是RS485標準，因此如果通信對象是RS232設(shè)備，則需要使用RS232/PPI電纜。（5）自由口通信只有在S7-200CPU處于RUN模式下才能被激活，如果將S7-200CPU設(shè)置為STOP模式，則通信端口將根據(jù)S7-200CPU系統(tǒng)塊中的配置轉(zhuǎn)換到PPI協(xié)議。第1節(jié)概述26（6）要使用自由口模式，需要使用特殊存儲器字節(jié)SMB30（端口0）和SMB130（端口1）。應(yīng)用程序中使用以下步驟控制通訊端口的操作：發(fā)送指令（XMT）和發(fā)送中斷：發(fā)送指令允許S7--200的通訊口上發(fā)送最多255個字節(jié)。發(fā)送中斷通知程序發(fā)送完成。接收字符中斷：接收字符中斷通知程序通訊口上接收到了一個字符。應(yīng)用程序就可以根據(jù)所用的協(xié)議對該字符進行相關(guān)的操作。1.3

使用PC/PPI電纜和自由口模式連接RS－接口設(shè)備接收指令（RCV）：接收指令從通訊口接收整條信息，當接收完成后產(chǎn)生中斷通知應(yīng)用程序。需要在SM存儲器中定義條件來控制接收指令開始和停止接收信息。接收指令可以根據(jù)特定的字符或時間間隔來啟動和停止接收信息。接收指令可以實現(xiàn)多數(shù)通訊協(xié)議。

27（7）S7--200響應(yīng)RS--232設(shè)備發(fā)送的信息。在S7--200接收到RS--232設(shè)備發(fā)送的要求信息之后，S7--200必須延時一段時間才能發(fā)送數(shù)據(jù)。延時時間應(yīng)該大于或者等于電纜的轉(zhuǎn)換時間。（8）RS--232響應(yīng)S7--200發(fā)送的信息。在S7--200接收到RS--232設(shè)備的應(yīng)答信息之后，S7--200必須延時一段時間才能發(fā)送下一條信息。延時時間應(yīng)該大于或者等于電纜的轉(zhuǎn)換時間。在以上兩種情況中，延時會使RS--232/PPI多主站電纜有足夠的時間從發(fā)送模式切換到接收模式，從而使數(shù)據(jù)能從RS--485端口傳送到RS--232端口。1.3

使用PC/PPI電纜和自由口模式連接RS－接口設(shè)備28使用自由口模式的例子292.1工作模式定義2.2XMT指令2.3RCV指令30第2節(jié)設(shè)置說明30使用自由口通信前，必須了解自由口通信工作模式的定義方法，即控制字的組態(tài)。S7-200CPU的自由口通信定義方法是將自由口通信操作數(shù)傳入特殊寄存器SMB30（端口0）和SMB130（端口1），對自由口通信操作數(shù)進行端口定義，包括為自由端口通訊選擇波特率、奇偶校驗和數(shù)據(jù)位數(shù)。自由口通信操作數(shù)定義（控制字）如下所示：2.1工作模式定義312.1工作模式定義SMB30和SMB130——自由端口控制寄存器可以對該寄存器進行寫和讀。SMB30控制自由端口0的通信方式，SMB130控制自由端口1的通信方式。自由口模式控制字節(jié)：MSB7 p校驗選擇： 00=不校驗;01=偶校驗; p 10=不校驗;11=奇校驗. d每個字符的數(shù)據(jù)位：0=8位/字符;1=7位/字符. b自由口波特率(kbit/s)：000=38.4;001=19.2;010=9.6; b 011=4.8;100=2.4;101=1.2; b 110=115.2;111=57.6. m協(xié)議選擇： 00=PPI/從站模式;01=自由口協(xié)議LSB0 m 10=PPI/主站模式;11=保留

ppdbbbmmMSB7MSB032自由口通信模式主要使用XMT（發(fā)送）和RCV（接收）兩條指令，以及相應(yīng)的特殊寄存器。XMT指令利用數(shù)據(jù)緩沖區(qū)指定要發(fā)送的字符，用于向指定通信口以字節(jié)為單位發(fā)送一串數(shù)據(jù)字符，一次最多發(fā)送255個字節(jié)。XMT指令完成后，會產(chǎn)生一個中斷事件（Port0為中斷事件9，Port1為中斷事件26）?？梢员O(jiān)視發(fā)送完成狀態(tài)位SM4.5和SM4.6XMT指令的緩沖區(qū)格式如下表所示：2.2XMT指令33RCV指令可以從S7-200CPU的通信口接收一個或多個數(shù)據(jù)字節(jié)，接收到的數(shù)據(jù)字節(jié)將被保存在接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)內(nèi)。RCV指令完成后，會產(chǎn)生一個中斷事件（Port0為中斷事件23，Port1為中斷事件24）。特殊寄存器SMB86和SMB186則分別提供Port0和Port1的接收信息狀態(tài)字節(jié)，當接收信息時，SMB86和SMB186為0。RCV指令的緩沖區(qū)格式如下表所示：2.3RCV指令343.1自由口發(fā)送示例3.1.1概述3.1.2PLC程序說明3.1.3超級終端接收組態(tài)3.2自由口接收示例3.2.1概述3.2.2PLC程序說明3.2.3超級終端發(fā)送組態(tài)35第3節(jié)編程示例351功能要求記錄定時中斷次數(shù)，將計數(shù)值轉(zhuǎn)化為ASCII字符串，再通過CPU224的Port0發(fā)送到計算機串口，計算機接受并利用超級終端顯示與S7-200CPU通信的內(nèi)容。

2硬件需求帶串口的PC機、S7-200CPU224、PC/PPI電纜（或RS-232/PPI電纜）3.1.1概述3.1自由口發(fā)送示例363簡要實現(xiàn)步驟（1）編寫S7-200PLC程序。（2）下載程序到S7-200PLC中。（3）配置計算機的超級終端。（4）使用計算機的超級終端接收并顯示與S7-200CPU通信的通信內(nèi)容。3.1自由口發(fā)送示例3.1.1概述371.規(guī)定緩沖區(qū)為VB100到VB114，使用數(shù)據(jù)塊進行緩沖區(qū)定義。3.1.2PLC程序說明在Step7-Micro/Win中組態(tài)數(shù)據(jù)塊，如下圖所示。16#0D和16#0A用于計算機的超級終端顯示需要。382.程序結(jié)構(gòu)及用途主程序：根據(jù)I0.3狀態(tài)初始化端口0為自由口通信

SBR_0：定義端口0為自由口，初始化定時中斷SBR_1:定義端口0為普通PPI從站通信口INT_0:對定時中斷計數(shù)并從端口0發(fā)送計數(shù)值3.1.2PLC程序說明391）主程序編程3.1.2PLC程序說明402）SBR_0編程

ATCH：中斷連接指令，將中斷事件(EVNT)與中斷服務(wù)程序號(INT)相關(guān)聯(lián)，并允許該中斷事件。補充說明：中斷事件10是由中斷0產(chǎn)生的時間中斷，該時間中斷的間隔的范圍為1ms~255ms，中斷間隔的數(shù)值由SMB34定義。由于RS232傳輸線由空閑狀態(tài)切換到接收模式需要切換時間（一般為0.15~14ms），故為防止傳送失敗，設(shè)置的中斷間隔必須大于切換時間，并再增加一些余量。

3.1.2PLC程序說明41在激活一個中斷程序前，必須在中斷事件和該事件發(fā)生時,希望執(zhí)行的那段程序間建立一種聯(lián)系。中斷連接指令（ATCH）指定某中斷事件（由中斷事件號指定）所要調(diào)用的程序段（由中斷程序號指定）。多個中斷事件可調(diào)用同一個中斷程序，但一個中斷事件不能同時指定調(diào)用多個中斷程序。當把中斷事件和中斷程序連接時，自動允許中斷。如果采用禁止全局中斷指令不響應(yīng)所有中斷，每個中斷事件進行排隊，直到采用允許全局中斷指令重新允許中斷?？梢杂弥袛喾蛛x指令（DTCH）截斷中斷事件和中斷程序之間的聯(lián)系，以單獨禁止中斷事件。中斷分離指令（DTCH）使中斷回到不激活或無效狀態(tài)。對中斷連接和分離指令的理解4243444）INT_0編程3.1.2PLC程序說明發(fā)送指令（XMT）：將發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)（TBL）中的數(shù)據(jù)，通過指定的端口（PORT）發(fā)送出去。發(fā)送緩沖區(qū)的第一個數(shù)據(jù)指明了要發(fā)送的字節(jié)數(shù)。（INT_0:對定時中斷計數(shù)并從端口0發(fā)送計數(shù)值）453）SBR_1編程3.1.2PLC程序說明46超級終端（HyperTerminal）是Windows操作系統(tǒng)提供的通信測試程序，本例程用來監(jiān)測計算機和S7-200CPU之間的串口通信。超級終端和Step7Micro/Win這類應(yīng)用程序進行串口操作時都會占用計算機串口的控制權(quán)，所以不能同時對同一個串口進行操作。超級終端組態(tài)步驟如下：1.執(zhí)行Windows菜單命令“開始”>“附件”>“通信”>“超級終端”，為要新建的連接輸入連接名稱。

3.1.3超級終端接收組態(tài)472.選擇連接時要使用的串口。3.1.3超級終端接收組態(tài)483.設(shè)置串口通信參數(shù)并保存連接，注意此處設(shè)置要與PLC程序中對應(yīng)。3.1.3超級終端接收組態(tài)494.使用超級終端接收S7-200CPU發(fā)送的信息。將I0.3置為ON，單擊按鈕進行連接，超級終端的窗口會自動顯示S7-200CPU發(fā)送的字符串。3.1.3超級終端接收組態(tài)503.2.1概述3.2.2PLC程序說明3.2.3超級終端發(fā)送組態(tài)513.2自由口接收示例51

1.功能要求S7-200CPU從端口0接收計算機發(fā)送的字符串，并在信息接收中斷服務(wù)程序中把接收到的第一個字節(jié)傳送到CPU輸出字節(jié)QB0上顯示。

2.硬件需求與“自由口發(fā)送”相同。

3.簡要實現(xiàn)步驟（1）編寫S7-200PLC程序。（2）下載程序到S7-200PLC中。（3）配置計算機的超級終端。（4）使用計算機上超級終端發(fā)送信息，并通過狀態(tài)表查看S7-200CPU接收到的通信內(nèi)容。3.2.1概述521.程序結(jié)構(gòu)及用途主程序：根據(jù)I0.3狀態(tài)初始化端口0為自由口通信SBR_0：定義端口0為自由口，初始化接收指令SBR_1：定義端口0為普通PPI從站通信口INT_0：在QB0輸出接收到的第一個字節(jié)3.2.2PLC程序說明533.2.2PLC程序說明1）主程序編程542）SBR_0編程3.2.2PLC程序說明定義端口0：9600bit/s，無校驗，每個字符8個數(shù)據(jù)位。接收指令控制符設(shè)置信息結(jié)束符號（16＃0A為換行符）設(shè)置空閑檢測時間為5ms552）SBR_0編程3.2.2PLC程序說明設(shè)置接收的最大字符數(shù)為50設(shè)置接收中斷允許中斷啟動接收指令，接收緩沖區(qū)從VB100開始定義端口0為自由口，初始化接收指令564）INT_0編程3.2.2PLC程序說明RCV：接收指令，通過指定端口（PORT）將接收的數(shù)據(jù)存儲于數(shù)據(jù)緩沖區(qū)（TBL），數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的第一個數(shù)據(jù)指明了要接收的字節(jié)數(shù)。在QB0輸出接收到第一個字節(jié)573）SBR_1編程3.2.2PLC程序說明581.配置超級終端鏈接（1）打開剛才建立好的超級終端鏈接，進入該鏈接的屬性窗口。3.2.3超級終端發(fā)送組態(tài)59（2）點擊“ASCII碼設(shè)置”按鈕，在彈出的ASCII碼設(shè)置窗口中，按下圖方式進行設(shè)置。3.2.3超級終端發(fā)送組態(tài)603.2.3超級終端發(fā)送組態(tài)2.接收超級終端發(fā)送的信息（1）把PLC轉(zhuǎn)換到運行狀態(tài)，同時把I0.3置為ON。（2）在超級終端中輸入字符串。（3）斷開超級終端。（4）斷開I0.361（3）在Step-Micro/Win32中使用狀態(tài)圖，監(jiān)測緩沖區(qū)和QB0內(nèi)容。3.2.3超級終端發(fā)送組態(tài)62第三章SIMATICS7-200

PPI點對點通信第1節(jié).概述第2節(jié).實驗設(shè)計第3節(jié).結(jié)果驗證63PPI(point-to-point，點對點)是一種主-從協(xié)議：主站設(shè)備發(fā)送要求到從站設(shè)備，從站設(shè)備響應(yīng)。從站設(shè)備不發(fā)送信息，只是等待主站的要求并對要求做出響應(yīng)。主站靠一個PPI協(xié)議管理的共享連接來與從站通訊。

第1節(jié).概述1.1PPI協(xié)議641.1PPI協(xié)議651.1PPI協(xié)議661.1PPI協(xié)議671.1PPI協(xié)議681.1PPI協(xié)議69兩臺S7-200系列PLC之間通過RS485電纜(或USB接口)組成一個使用PPI協(xié)議的單主站通信網(wǎng)絡(luò)，進行通訊實驗。通過通訊實現(xiàn)兩個PLC之間的數(shù)據(jù)交換。具體內(nèi)容：將主站的I0.0~I0.7的狀態(tài)映射到從站的Q0.0~Q0.7，將從站的I0.0~I0.7的狀態(tài)映射到主站的Q0.0~Q0.7。

1.2PPI協(xié)議的實施第1節(jié).概述通過RS485電纜將兩臺S7-200系列PLC組成一個使用PPI協(xié)議的單主站通信網(wǎng)絡(luò)。通過系統(tǒng)塊分別將主站的地址設(shè)為2，從站的地址設(shè)為6。2.1硬件設(shè)計第2節(jié)實驗設(shè)計70SMB30和SMB130——自由端口控制寄存器可以對該寄存器進行寫和讀。SMB30控制自由端口0的通信方式，SMB130控制自由端口1的通信方式。自由口模式控制字節(jié)：MSB7 p校驗選擇： 00=不校驗;01=偶校驗; p 10=不校驗;11=奇校驗. d每個字符的數(shù)據(jù)位：0=8位/字符;1=7位/字符. b自由口波特率(kbit/s)：000=38.4;001=19.2;010=9.6; b 011=4.8;100=2.4;101=1.2; b 110=115.2;111=57.6. m協(xié)議選擇： 00=PPI/從站模式;01=自由口協(xié)議LSB0 m 10=PPI/主站模式;11=保留當選擇mm=10(PPI主站)，PLC將成為網(wǎng)絡(luò)的一個主站，可以執(zhí)行NETR和NETW指令。在PPI模式下忽略2到7位。2.2軟件設(shè)計ppdbbbmmMSB7MSB071網(wǎng)絡(luò)讀寫指令NETR/NETW網(wǎng)絡(luò)讀?。∟ETR）指令開始一項通訊操作，通過指定的端口（PORT）從遠程設(shè)備收集數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)寫入（NETW）指令開始一項通訊操作，通過指定的端口（PORT）向遠程設(shè)備寫入數(shù)據(jù)。NETR/NETW指令可從/向遠程站最多讀取/寫入16字節(jié)信息?？稍诔绦蛑斜３秩我鈹?shù)目的NETR/NETW指令，但在任何時間最多只能有8條NETR和NETW指令被激活?？梢允褂?網(wǎng)絡(luò)讀取/網(wǎng)絡(luò)寫入指令向?qū)?。要啟動"網(wǎng)絡(luò)讀取/網(wǎng)絡(luò)寫入指令向?qū)?，選擇工具（Tools）>指令向?qū)В↖nstructionWizard）菜單命令，然后從"指令向?qū)?窗口選擇"網(wǎng)絡(luò)讀取/網(wǎng)絡(luò)寫入"。2.2軟件設(shè)計722.2軟件設(shè)計網(wǎng)絡(luò)讀寫指令NETR/NETW網(wǎng)絡(luò)讀取/寫入TBL的定義732.2軟件設(shè)計網(wǎng)絡(luò)讀寫指令NETR/NETW74主站程序說明2.2軟件設(shè)計存儲器填充指令，用輸入值(IN)填充輸出(OUT)開始的N個字節(jié)的內(nèi)容，N：1~255之間的整數(shù)。

定義本機為PPI主站（2號）清空數(shù)據(jù)區(qū)752.2軟件設(shè)計主站程序說明將I0.0~I0.7的狀態(tài)賦予給準備發(fā)送的數(shù)據(jù)塊。76主站程序說明定義遠程的站地址為6對方接收數(shù)據(jù)的開始站地址為VB300共發(fā)送一個字節(jié)生成數(shù)據(jù)VB207遞增對應(yīng)遠程的VB300NETW：網(wǎng)絡(luò)寫命令，通過指定端口（PORT）向遠端設(shè)備寫表（TBL）中的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)發(fā)送77主站程序說明定義遠程的站地址為6從遠程VB200開始讀取共接收一個字節(jié)數(shù)據(jù)接收NETR：網(wǎng)絡(luò)讀命令，通過指定端口（PORT）從遠程設(shè)備上接收數(shù)據(jù)并形成表（TBL）生成數(shù)據(jù)VB307遞增對應(yīng)遠程的VB200782.2軟件設(shè)計將接收的從站數(shù)據(jù)輸出到Q0.0~Q0.7。這里用Q1.0來監(jiān)測通訊是否有錯。

主站程序說明接收數(shù)據(jù)條件是“非現(xiàn)用”，且通訊“無錯誤”。

792.2軟件設(shè)計主站程序說明數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)接收80從站程序說明2.2軟件設(shè)計681從站程序說明2.2軟件設(shè)計將接收的主站數(shù)據(jù)送到輸出將從站的輸入狀態(tài)寫入VB200,準備發(fā)往主站82或用向?qū)瓿?．在主菜單中，單擊“工具>指令向?qū)А?，選擇“NETR/NETW”，然后單擊下一步?；蛘?，在指令樹中，單擊“向?qū)?gt;NETR/NETW”2．具體配置向?qū)В哼x擇配置2項網(wǎng)絡(luò)寫/讀操作。選擇PLC通訊端口0，子程序名稱默認為“NET_EXE”。為了與非向?qū)Ь幊探y(tǒng)一，第一項，操作設(shè)為NETR網(wǎng)絡(luò)讀操作；讀取字節(jié)數(shù)為1字節(jié)；遠程站地址為6；數(shù)據(jù)傳輸為“VB307-VB307(本地)”“VB200-VB200(遠程)”。第二項，操作設(shè)為NETW網(wǎng)絡(luò)寫操作；讀取字節(jié)數(shù)為1字節(jié)；遠程站地址為6；數(shù)據(jù)傳輸為“VB207-VB207(本地)”“VB300-VB300(遠程)”。建議地址選為VB0-VB18。2.2軟件設(shè)計83同樣，這里用Q1.0監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)讀寫出錯。2.2軟件設(shè)計用向?qū)瓿?/p>

3．程序說明：下面是利用向?qū)нM行編程的主站程序：（從站程序與非向?qū)Ь幊桃粯樱?4用向?qū)瓿?.2軟件設(shè)計85主站的IB0值（I0.0~I0.7狀態(tài)）會很快輸出到從站的QB0（Q0.0~Q0.7）上，從站的IB0值（I0.0~I0.7狀態(tài)）會很快輸出到主站的QB0（Q0.0~Q0.7）上。通過Q1.0可以觀察主站從站通訊是否發(fā)生錯誤。若有錯誤，Q1.0輸出為1。

第3節(jié).結(jié)果驗證86S7-200&S7-300PROFIBUS-DP通信第四章S7-200&S7-300Profibus通信87第1節(jié)概述1.1簡介1.2必備條件第2節(jié)編程示例2.1通信組態(tài)2.2通信測試88第四章S7-200&S7-300Profibus通信881.1.1Profibus協(xié)議PROFIBUS符合國際標準IEC61158，滿足了生產(chǎn)過程現(xiàn)場級數(shù)據(jù)可存取性的重要要求，一方面它覆蓋了傳感器/執(zhí)行器領(lǐng)域的通信要求，另一方面又具有單元級領(lǐng)域的所有網(wǎng)絡(luò)通信功能。是目前國際上通用的現(xiàn)場總線標準之一，并憑借其領(lǐng)先的技術(shù)特點、嚴格的認證規(guī)范、眾多廠商的支持，逐漸發(fā)展為業(yè)界最優(yōu)的現(xiàn)場級通信網(wǎng)絡(luò)解決方案。第1節(jié)概述1.1簡介891.1.1Profibus協(xié)議PROFIBUS協(xié)議包括三個主要部分：（1）PROFIBUS-DP：主站和從站之間采用輪詢的通信方式，可實現(xiàn)基于分布式I/O的高速數(shù)據(jù)交換，主要應(yīng)用于制造業(yè)自動化系統(tǒng)中現(xiàn)場級通信。（2）PROFIBUS-PA：通過總線并行傳輸電源和通信數(shù)據(jù)，主要應(yīng)用于高安全要求的防爆場合。（3）PROFIBUS-FMS：定義了主站和從站間的通信模型，主要應(yīng)用于自動化系統(tǒng)中車間級的數(shù)據(jù)交換。第1節(jié)概述1.1簡介901.1.1Profibus協(xié)議PROFIBUS的協(xié)議結(jié)構(gòu)和類型：ISO/OSI通信標準模型由七層組成，并分成兩類。一類是面向用戶的第五層到第七層，另一類是面向網(wǎng)絡(luò)的第一層到第四層。第一層到第四層描述數(shù)據(jù)從一個地方傳輸?shù)搅硪粋€，第五層到第七層給用戶提供適當?shù)姆绞饺ピL問網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。PROFIBUS協(xié)議采用ISO/OSI通信標準模型的第一層、第二層和第七層。第1節(jié)概述1.1簡介911.1.1Profibus協(xié)議PROFIBUS提供了三種通信協(xié)議類型：DP、FMS和PA（1）PROFIBUS-DP：使用了第一層和第二層，這種結(jié)構(gòu)保證了數(shù)據(jù)的高速傳輸，主站和從站之間采用輪詢的通信方式，可實現(xiàn)基于分布式I/O的高速數(shù)據(jù)交換，主要應(yīng)用于制造業(yè)自動化系統(tǒng)中現(xiàn)場級通信，特別適合可編程控制器與現(xiàn)場分散的I/O設(shè)備之間的通信。（2）PROFIBUS-FMS：使用了第一層、第二層和第七層。定義了主站和從站間的通信模型，F(xiàn)MS處理單元級（PLC和PC）的數(shù)據(jù)通信，主要應(yīng)用于自動化系統(tǒng)中車間級的數(shù)據(jù)交換。第1節(jié)概述1.1簡介92（3）PROFIBUS-PA使用擴展的PROFIBUS-DP協(xié)議進行傳輸，通過總線并行傳輸電源和通信數(shù)據(jù)，主要應(yīng)用于高安全要求的防爆場合。另外對于西門子PLC系統(tǒng)，PROFIBUS提供了兩種更為優(yōu)化的通信方式：S7通信和S5兼容通信。（1）PROFIBUS-S7（PG/OP通信）使用了第一層、第二層和第七層。特別適用于S7PLC與HMI（PC）和編程器之間的通信。（2）PROFIBUS-FDL（與S5兼容通信）使用了第一層、第二層。數(shù)據(jù)傳輸快，特別適合S7-300、S7-400之間的通信。1.1簡介1.1.1Profibus協(xié)議931.1.2S7-200的Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)通信S7-200系列的CPU中的CPU222、CPU224、CPU224XP、CPU226、CPU226XM，可利用EM277Profibus-DP擴展模塊支持Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，與不同廠家的PROFIBUS設(shè)備如簡單的輸入或輸出模塊、電機控制器和PLC，組成PROFIBUS-DP通信網(wǎng)絡(luò)。該PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)支持的波特率范圍為9.6K到12Mbps。主站（如S7-300、S7-400）可讀取配置文件獲取I/O從站的類型和站號，并初始化網(wǎng)絡(luò)，使網(wǎng)絡(luò)上的從站器件與配置文件相匹配。在PROFIBUS-DP通信過程中，主站會不間斷地讀寫從站的數(shù)據(jù)。第1節(jié)概述1.1簡介941.1.3Profibus-DP通信示意圖S7-115U/H,S5-135US5-155U/H,SIMATIC505S5-95US7-400M7-400S7-300M7-300主站S5-95UET200OP現(xiàn)場設(shè)備驅(qū)動主站PG/PCSTEP7主站

主站PROFIBUS-DPS7-200S7-200DP從站模塊EM277

1.1簡介95PROFIBUS協(xié)議通常用于實現(xiàn)與分布式I/O（遠程I/O）的高速通訊。可以使用不同廠家的PROFIBUS設(shè)備。這些設(shè)備包括簡單的輸入或輸出模塊、電機控制器和PLC。PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)通常有一個主站和若干個I/O從站。主站器件通過配置可以知道I/O從站的類型和站號。主站初始化網(wǎng)絡(luò)使網(wǎng)絡(luò)上的從站器件與配置相匹配。主站不斷地讀寫從站的數(shù)據(jù)。1.1.3Profibus-DP通信示意圖96PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)配置實例S7--315--2DP作PROFIBUS主站，EM277模塊是PROFIBUS從站。S7--315--2DP可以發(fā)送數(shù)據(jù)到EM277，也可以從EM277讀取數(shù)據(jù)。通訊的數(shù)據(jù)量為1到128個字節(jié)。S7--315--2DP讀寫S7--200的V存儲器。網(wǎng)絡(luò)支持9.6K到12M的波特率。97圖中給出了是用S7--315--2DP作PROFIBUS的網(wǎng)絡(luò)主站，EM277作PROFIBUS從站的網(wǎng)