第8章S7-200PLC的網(wǎng)絡通信技術及應用

第8章S7-200PLC的網(wǎng)絡通信技術及應用主要內(nèi)容

S7-200的通信與網(wǎng)絡

S7-200通信指令

TD200組態(tài)掌握內(nèi)容：

S7-200通信協(xié)議與通信指令了解內(nèi)容：

網(wǎng)絡部件難點內(nèi)容：

S7-200通信配置本章學習要求8.1S7-200的通信與網(wǎng)絡8.1.1S7-200系列網(wǎng)絡層次結(jié)構西門子公司的生產(chǎn)金字塔由4級組成，由下到上依次是：過程測量與控制級、過程監(jiān)控級、工廠與過程管理級、公司管理級。最低一級為AS-I級總線，負責與現(xiàn)場傳感器和執(zhí)行器的通信，也可以是遠程I/O總線（負責PLC與分布式I/O模塊之間的通信）。中間一級是Profibus級總線，它是一種新型總線，采用令牌控制方式與主從輪詢相結(jié)合的存取控制方式，可實現(xiàn)現(xiàn)場、控制和監(jiān)控3級的通信。中間級也可采用主從輪詢存取方式的主從多點鏈路。最高一級為工業(yè)以太網(wǎng)（IndustrialEthernet）使用通信協(xié)議，負責傳送生產(chǎn)管理信息。在對網(wǎng)絡中的設備進行配置時，必須對設備的類型、在網(wǎng)絡中的地址和通信的波特率進行設置。EXIT8.1.2S7-200PLC網(wǎng)絡通信協(xié)議

PPI協(xié)議MPI協(xié)議Profibus協(xié)議自由口協(xié)議USS協(xié)議EXITPPI協(xié)議主站向從站發(fā)送申請，從站進行響應，從站不初始化信息。當主站發(fā)出申請或查詢時，從站才對其響應。PPI協(xié)議限制網(wǎng)絡中主站數(shù)不可超過32個一個從站可以和多個主站通信主/從協(xié)議，用于點對點接口（Point-to-PointInterface）EXITPPI是一個主／從協(xié)議。在這個協(xié)議中，S7-200一般作為從站，自己不發(fā)送信息，只有當主站，如西門子編程器、TD200等HMI，給從站發(fā)送申請時，從站才進行響應。

如果在用戶程序中將S7-200設置（由SMB30設置）為PPI主站模式，則這個S7-200CPU在RUN模式下可以作為主站。一旦被設置為PPI主站模式，就可以利用網(wǎng)絡讀(NETR）指令和網(wǎng)絡寫（NETW）指令來讀寫另外一個S7-200中的數(shù)據(jù)。有關這些指令的詳細描述，請參閱8.2節(jié)的通信指令。當S7-200CPU作為PPI主站時，它還可以作為從站響應來自其他主站的申請。EXITMPI協(xié)議

MPI協(xié)議適用于多點接口，可以是主/主協(xié)議或主/從協(xié)議S7-300CPU默認為網(wǎng)絡主站協(xié)議操作有賴于設備類型：網(wǎng)絡中只有S7-300CPU，則建立主/主連接設備中有S7-200CPU，則可建立主/從連接MPI協(xié)議不支持S7-200作主站運行

（Multi-PointInterface）EXITEXITPROFIBUS協(xié)議

用于分布式I/O設備（遠程I/O）的高速通信。使用RS-485標準雙絞線，適合多段、遠距離高速通信。PROFIBUS網(wǎng)絡通常有一個主站和幾個I/O從站。主站初始化網(wǎng)絡，并核對網(wǎng)絡上的從站設備和配置是否匹配。主站連續(xù)地把輸出數(shù)據(jù)寫到從站并從它們讀取輸入數(shù)據(jù)。EXIT當DP主站成功地配置一個從站時，它就擁有了該從站。如有另外一個主站，它只能很有限制地訪問屬于第一個主站的從站數(shù)據(jù)。PROFIBUS包括3個相互兼容的部分：①PROFIBUS-DP（DistributedPeriphery）它可以用于PLC與分散的現(xiàn)場設備進行通信②PROFIBUS-PA（ProcessAutomation）它是專為過程自動化所設計的協(xié)議，可用于安全性要求較高的場合③PROFIBUS-FMS（FieldbusMessageSpecification）?？梢杂糜谲囬g級監(jiān)控網(wǎng)絡。對于FMS而言，它考慮的主要是系統(tǒng)功能而不是響應時間，F(xiàn)MS通常用于大范圍、復雜的通信系統(tǒng)EXIT三個協(xié)議可以在一個網(wǎng)絡中同時運行，而不會相互影響。協(xié)議支持一個網(wǎng)絡上的127個地址（從0到126）。為了使通信成功，網(wǎng)絡上的所以設備必須具有不同的地址。

三個標準協(xié)議PPI協(xié)議

MPI協(xié)議PROFIBUS協(xié)議EXIT自由口協(xié)議

通過用戶程序控制PLC主機的通信端口的操作模式來進行通信S7-200PLC在RUN方式下通過用戶程序設置為自由通信口模式當主機處于STOP方式時，自由口通信被終止，通信口自動切換到正常的PPI協(xié)議操作EXIT

USS協(xié)議

USS協(xié)議是西門子傳動產(chǎn)品（變頻器等）通信的一種協(xié)議

通過串行USS總線最多可接30臺變頻器（從站）主站依靠此從站號識別每個傳動裝置。

USS協(xié)議是一種主從總線結(jié)構，從站只是對主站發(fā)來的報文做出回應并發(fā)送報文。另外也可以是一種廣播通信方式，一個報文同時發(fā)給所有USS總線傳動設備。EXIT8.1.3網(wǎng)絡部件

通信口

S7-200CPU主機上的通信口是符合歐洲標準EN50170中Profibus標準的RS-485兼容9針D型接口。RS-485引腳EXITS7-200CPU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，100Ω串連電阻7＋24V＋24V8RS-485信號ARS-485信號A9不用10-位協(xié)議選擇（輸入）連接器外殼屏蔽機殼接地EXIT接在網(wǎng)絡兩個末端的連接器必須有終端匹配和偏置電阻將開關應放在ON位置。

終端匹配偏置電阻無

網(wǎng)絡連接器網(wǎng)絡連接器可以用來把多個設備很容易地連接到網(wǎng)絡中網(wǎng)絡連接器有兩種類型：

一種是僅提供連接到主機的接口;另一種增加了一個編程接口帶有編程口的連接器可以把編程器或操作員面板直接增加到網(wǎng)絡中，編程口傳遞主機信號的同時，為這些設備提供電源，而不用另加電源。EXIT3．通信電纜

Profibus網(wǎng)絡電纜PC/PPI電纜Profibus網(wǎng)絡電纜用途：用于現(xiàn)場Profibus總線，使用雙絞線屏蔽電纜。電纜允許最大長度：取決于通信波特率和電纜類型如：波特率為9.6Kbps時，網(wǎng)絡電纜最大長度為1200米。

？EXIT計算機/編程器/調(diào)制解調(diào)器

PC/PPI電纜EXIT電纜：發(fā)送模式接收模式當檢測到RS-232的發(fā)送線有字符時，

電纜：接收模式→發(fā)送模式當RS-232發(fā)送線處于閑置的時間超過電纜切換時間時，

電纜：發(fā)送模式→接收模式RS-232發(fā)送模式接收模式電纜切換時間與電纜上的DIP開關設定的波特率選擇有關EXIT網(wǎng)絡中繼器網(wǎng)絡中繼器在Profibus可以用來延長網(wǎng)絡的距離、允許給網(wǎng)絡加入設備、隔離不同網(wǎng)絡段，每個中繼器為網(wǎng)絡段提供偏置和終端匹配。每個網(wǎng)絡中最多可以有9個中繼器，每個中繼器最多可再增加32個設備。EXIT6.1.4網(wǎng)絡配置實例

單主站單從站PPI網(wǎng)絡多主站單從站PPI網(wǎng)絡S7-200、S7-300PLC配置的網(wǎng)絡PROFIBUS網(wǎng)絡配置EXIT單主站單從站PPI網(wǎng)絡主站從站主站從站單主站單從站PPI網(wǎng)絡EXIT多主站單從站PPI網(wǎng)絡多主站單從站PPI網(wǎng)絡主站主站從站EXITS7-200、S7-300PLC配置的網(wǎng)絡主站主站主站從站從站使用S7-300組成的網(wǎng)絡EXITPROFIBUS網(wǎng)絡配置PROFIBUS網(wǎng)絡EXIT8.2S7-200通信指令8.2.1網(wǎng)絡讀／寫指令

功能：應用網(wǎng)絡讀（NETW）通信操作指令，可以通過指令指定的通信端口（PORT）從另外的S7-200上接收數(shù)據(jù)，并將接收到的數(shù)據(jù)存儲在指定的緩沖區(qū)表（TBL）中。當S7-200被定義為PPI主站模式時，就可以應用網(wǎng)絡讀寫指令對另外的S7-200進行讀寫操作。

數(shù)據(jù)類型：TBL為緩沖區(qū)首地址，操作數(shù)為字節(jié)；PORT為操作端口，CPU226可為0或1，其他CPU只能為0。緩沖區(qū)（TBL）參數(shù)的定義如圖6-14所示。EXITEXIT使用網(wǎng)絡讀寫指令對另外的S7-200讀寫操作時，首先要將應用網(wǎng)絡讀寫指令的S7-200定義為PPI模式（SMB30），即通信初始化，然后就可以使用該指令進行讀寫操作。和PPI及自由口通信均有密切聯(lián)系的特殊標志位SMB30（PORT0）及SMB130（PORT1）中規(guī)定了PPI通信的設定方式。SMB30和SMB130的格式PORT0PORT1說明SMB30格式SMB130格式SMB30.3和SMB30.7SMB130.6和SMB130.7pp：校驗選擇00=無檢驗01＝偶校驗

10＝無校驗11＝奇校驗SMB30.5SMB130.5d：每個字符占用位數(shù)，0＝每字符8位；1＝每字符7位SMB30.2～SMB30.4SMB130.2～SMB130.4bbb：自由口波特率000＝38400bps001＝19200bps010＝9600bps011＝4800bps100＝2400bps101＝1200bps110＝600bps111＝300bpsSMB30.0和SMB30.1SMB130.0和SMB130.1mm：通信協(xié)議選擇00＝PPI協(xié)議（PPI/從站模式）01＝自由口協(xié)議10＝PPI/主站模式11＝保留（缺省PPI/從站模式）當選擇mm＝10，PLC成為網(wǎng)絡的一個主站，可以執(zhí)行NETR及NETW指令。在PPI模式下忽略2～7位ppdbbbmmMSB7LSB0自由口模式控制字

8.2.2．配置PPI網(wǎng)絡通信舉例STEP7-Micro/WIN32參數(shù)的設置步驟：運行STEP7-Micro/WIN32軟件單擊“導引條”中的通訊圖標進入“通訊設定”對話框EXIT“通訊設定”對話框設置通訊參數(shù)：遠程設備地址本地設備地址通信模式通信協(xié)議傳送波特率傳送字符數(shù)據(jù)格式缺省設置EXIT更改通訊參數(shù)雙擊PC/PPI電纜圖標出現(xiàn)“設置PG/PC接口點擊“屬性”按鈕，出現(xiàn)“PC/PPI電纜屬性”對話框地址（缺省設置為0)通信超時PPI高級多主站網(wǎng)絡網(wǎng)絡傳輸速率網(wǎng)絡最高站址EXIT更改通訊參數(shù)（續(xù)）點擊“本地連接”選項選擇:計算機的通信口是否使用調(diào)制解調(diào)器本地連接EXIT安裝/刪除通信接口

⑤選擇要安裝的接口硬件⑥按安裝向?qū)нM行安裝①設置PG/PC接口②增加/刪除③選擇④“安裝/刪除”對話框⑤選擇⑥安裝⑦已安裝硬件⑧刪除安裝/刪除接口步驟：進入“設置PG/PC接口（SetPG/PCInterface）”對話框點擊“增加/刪除(Add/Remove)”選擇(Select)”按鈕彈出“安裝/刪除”對話框在“選擇”窗口中選擇要安裝的接口硬件點擊“安裝”按鈕按安裝向?qū)нM行安裝對話框“已安裝”窗口中出現(xiàn)安裝的硬件點擊“刪除”按鈕，可刪除已選硬件。EXIT設置：站地址網(wǎng)絡最高站地址波特率間隔更新系數(shù)······下載：系統(tǒng)塊PLCS7-200PLC參數(shù)的設置EXIT系統(tǒng)塊

S7-200PLC通信前，把系統(tǒng)塊下載到S7-200PLC確認通信參數(shù)與當前S7-200PLC的參數(shù)匹配下載后，在“通訊設定”對話框雙擊刷新圖標下載EXIT應用實例如圖6－15所示，一條生產(chǎn)線正在灌裝黃油桶并將其送到四臺包裝機（打包機)上包裝，打包機把8個黃油桶包裝到一個紙箱中。一個分流機控制著黃油桶流向各個打包機。圖中4個CPU221用于控制打包機，一個CPU222安裝了TD-200操作器人機界面，用于控制分流機。EXIT四個打包機（CPU221）的站地址分別為2、3、4和5，分流機（CPU222）的站地址為6，

TD-200的站地址為1，將各個CPU的站地址在系統(tǒng)塊中設定好，隨程序一塊下載到PLC中，TD-200的地址在TD-200中直接設定。EXIT

假設各個打包機的工作狀態(tài)存儲在各自CPU的VB100中，其中：

V100.7為打包機檢測到錯誤；

Vl00.6～Vl00.4為打包機錯誤代碼；

Vl00.2為粘結(jié)劑缺的標志，應增加粘結(jié)劑；

VIOO.1為紙箱缺的標志，應增加紙箱；

Vl00.0為沒有可包裝黃油桶的標志。各個打包機已經(jīng)完成的打包箱數(shù)分別存儲在各自CPU的VW101中。

我們定義6＃站分流機對各打包機接收和發(fā)送的緩沖區(qū)的起始地址分別為：

VB200、VB210、VB220、VB23O和VB30O、VB310、VB320、VB330。

EXIT分流機讀／寫1#打包機（2＃站）的工作狀態(tài)和完成打包數(shù)量的程序清單如圖6-16所示對其他站的讀寫操作程序只需將站地址號與緩沖區(qū)指針作相應的改變即可

8.2.3發(fā)送與接收指令

1.XMT(Transmit)/RCV(Receive)發(fā)送與接收指令

功能：

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)通過指令指定的通信端口(PORT)發(fā)送出去，發(fā)送完成時將產(chǎn)生一個中斷事件。

接收指令（RCV）通過指令指定的通信指定端口（PORT）接收信息并存儲于接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)（TBL）中。接收完成也將產(chǎn)生一個中斷事件。

數(shù)據(jù)類型：TBL為緩沖區(qū)首地址，操作數(shù)為字節(jié)；PORT為操作端口，CPU226/CPU226XM可為0或1，其他CPU只能為0；EXIT2.自由端口模式

當PLC的方式開關處于RUN位置時，SM0.7=1，可選擇自由口模式當方式開關處于TERM位置時，

SM0.7=0，應選擇PPI協(xié)議模式

處于STOP方式時，自由口模式被禁止，通信口自動切換到PPI協(xié)議模式EXIT控制寄存器SMB30控制和設置通信端口0，如果PLC主機上有通信端口1，則用SMB130來進行控制和設置。SMB30和SMB130的各位及其的含義如下：

PP位：奇偶選擇

D位：有效位數(shù)

BBB位：自由口波特率

MM位：協(xié)議選擇相關寄存器及標志EXIT特殊標志位及中斷中斷接收中斷：中斷事件號為8（口0）和25（口1）發(fā)送完成中斷：中斷