《西门子s7-300plc通信基础》由会员分享，可在线阅读，更多相关《西门子s7-300plc通信基础（80页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、Date: * File No.: SSP1_03C.1SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training Center Knowledge for Automation第6章 S7-300/400通信基础Date: * File No.: SSP1_03C.2SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training Center Knowledge for Automation6.1 S7-300/400的通信方式与
2、接口 6.2 通信标准 6.3 S7-300/400的通信功能 6.4 MPI网络与全局数据通信 6.5 PROFIBUS网络的数据通信 6.6 PROFIBUS通信的应用Date: * File No.: SSP1_03C.3SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training Center Knowledge for Automation6.1 S7-300/400的通信方式与接口 1 通信方式 并行通信与串行通信 并行通信是以字（16位）或字节（8位）为单位的数据传输方式。串行通信是以二进制的位（B
3、it 即1位） 为单位的数据传输方式。 在控制中计算机之间一般采用串行通信方式。 同步通信与异步通信 串行通信可分为同步通信和异步通信。 异步通信的格式：同步通信的格式： 同步通信以字节为单位，每次传送12个同步 字符，多个数据字节和校验字符。用同步字符通知接收方开始接 收。Date: * File No.: SSP1_03C.4SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training Center Knowledge for Automation 单工与双工通信 单工通信：只能沿单一方向传送数据。双工通信：
4、可以沿两个方向传送数据。 双工方式又可以分为全双工和半双工方式。 传输速率（波特率）30038400 Bit /SDate: * File No.: SSP1_03C.5SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training Center Knowledge for Automation2 串行通信接口 RS-232C 广泛地用于计算机与终端或外设之间的近距离通信。RS-232C采用共地传送方式，容易引起共模干扰。Date: * File No.: SSP1_03C.6SIMATIC S7Siemens A
5、G 2000. All rights reserved.Information and Training Center Knowledge for Automation RS-422 全双工操作，两对平衡差分信号线分别用于发送和接收。 最大传输速率10M Bit /S。 最大距离1200M。 一台驱动器可以连接10台接收器。 广泛地用于计算机与终端或外设之间的远距离通信。Date: * File No.: SSP1_03C.7SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training Center Knowle
6、dge for Automation RS-485 RS-485是RS-422的变形。 半双工四线操作，一对平衡差分信号线不能同时发送和接收。 使用RS-485接口和双绞线可以组成串行通信网络，构成分布式系 统。 系统中可以有32个站。 新的接口器件已允许连接多达128个站。Date: * File No.: SSP1_03C.8SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training Center Knowledge for Automation6.2 通信标准 1 开放系统互连模型 国际化标准组织ISO提
7、出的开放系统互连模型OSI。 作为通信网络国际标准化的参考模型。它详细描述了软件功能的7 个层次。 一类为面向用户的第57层，另一类为面向网络的第14层。Date: * File No.: SSP1_03C.9SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training Center Knowledge for Automation 物理层 为用户提供建立 保持和断开 物理连接的功能。 （如RS-232C RS-422 RS-485） 数据链路层 数据是以帧为单位传送。数据 链路层负责在两个相邻节点间 的链路上，
8、实现差错控制 数 据成帧 同步控制等。 网络层 网络层的功能是报文包的分段 报文包的阻塞处理和通信子网 络的选择。 传输层 传输层的单位是报文。它的功能是流量控制 差错控制 连接支持 向上一层提供端到端的数据传送服务。Date: * File No.: SSP1_03C.10SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training Center Knowledge for Automation 会话层 支持通信管理和实现最终用户 应用进程的同步，按正确的顺 序收发数据。 表示层 表示层用于应用层信息内容的 形
9、式变换。例如数据的加密/解 密，信息的压缩/解压和数据兼 容。把应用层提供的信息变成 能够共同理解的形式。 应用层 应用层作为OSI的最高层，为 用户的应用服务提供信息交换，为应用接口提供操作标准。注意：不是所有的通信协议都需要OSI参考模型中的全部7层。 例如有的现场总线通信协议只采用了7层协议中的第1，第2和第7 层。Date: * File No.: SSP1_03C.11SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training Center Knowledge for Automation2 IEEE
10、 802 通信标准 IEEE（国际电工与电子工程师学 会）于1982年颁布了计算机局部网 分层通信协议标准草案， IEEE 802 通信标准。它把OSI参考模型的底部 两层分解为逻辑链路控制层（LLC） ，媒体访问层（MAC）和物理传送层。 数据链路层是一条链路（LINK）两端的两台设备进行通信时所共 同遵守的规则和约定。IEEE 802 的媒体访问控制层对应于三种已建 立的标准。（CSMA/CD，令牌总线，令牌环） CSMA/CD协议 CSMA/CD协议是带冲突检测的载波偵听多路访问技术。允许各站 平等竞争，实时性好，适用于工业自动控制计算机网络。 令牌总线 在令牌总线中，媒体访问控制是通过
11、令牌的特殊标志来实现的。 按照逻辑顺序，令牌从一个装置传递到另一个装置。传递到最后一 个 装置后，再传递给第一个装置。Date: * File No.: SSP1_03C.12SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training Center Knowledge for Automation令牌有“空”和“忙”两种状态。持有令牌的装置可以发送信息。 发送站首先把令牌的状态为“忙”，并写入要传送的信息（数据送 站名接收站名）送入环网传输。 令牌沿环网一周后返回发送站时，信息已被接收站拷贝，发送站 把令牌的状
12、态为“空”，送入环网继续传输，以供其它站使用。 令牌传递总线能在重负荷下提供实时同步操作，传送效率高，适 于频繁，较短的数据传送。因此它更适合于需要进行实时通信的工 业 控制网络系统。 令牌环 令牌环传递类似于令牌总线，在令牌环上只能有一个令牌绕环运 动，不允许两个站同时发送数据。 令牌环从本质上看是一个集中控制式的环，环上需要有一个中心 控制站负责网上的工作状态的检测和管理。 3 现场总线及其通信标准 IEC（国际电工委员会）对现场总线的定义“安装在制造和过程区域 的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式，串行，多点 通 信的数据总线称为现场总线”。 PROFIBUS为德国SIEMEN
13、S公司支持的现场总线。Date: * File No.: SSP1_03C.13SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training Center Knowledge for Automation6.3 S7-300/400的通信功能 工厂自动化系统的 三级网络结构： 现场设备层（现场层） 其功能是连接现场设备。 这一层主要使用AS-I （执行器-传感接口）网络。 车间监控层（单元层） 其功能是用来完成车间 主设备之间的连接，实 现车间级设备的监控。 这一层主要使用 Profibus 和工业以太网，这一级
14、传输速度不是最 重要的，但是应能传送大容量信息。 工厂管理层（管理层） 其功能是用来汇集各车间管理子网，通过网桥或路由器等连接的 厂区骨干网的信息于工厂管理层。 这一层主要使用以太网，即TCP/IP通信协议标准。Date: * File No.: SSP1_03C.14SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training Center Knowledge for Automation1 S7-300/400的通信网络Date: * File No.: SSP1_03C.15SIMATIC S7Siemen
15、s AG 2000. All rights reserved.Information and Training Center Knowledge for Automation（1）MPI的通信网络 MPI是多点接口的简称。 S7-300/400 CPU都集成 了MPI通信协议和MPI的 物理层RS-485接口。 最大传输速率为 12M Bit /S。 PLC通过MPI能同时连接 运行STEP 7 的编程器 计算机 人机界面（HMI） 及其它SIMATIC S7 M7 和C7。 STEP 7用户界面提供了PLC硬件组态功能，使得PLC硬件组态很 简单。 STEP 7用户界面提供了通信组态功能，使
16、通信组态也变得简单。 联网的CPU可以通过MPI接口实现全局数据（GD）服务，周 期性 地相互进行数据交换。 每个CPU可以使用的MPI连接总数与CPU的型号有关。Date: * File No.: SSP1_03C.16SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training Center Knowledge for Automation（2）PROFIBUS 工业现场总线PROFIBUS 是用于车间级监控和现场层 的通信系统。 S7-300/400 PLC可以通过 通信处理器或集成在CPU上 的Profibus - DP接口连接到 Profibus - DP网上。 带有Profibus DP 主站/从 站接口的CPU能够实现高速 和使用方便的分布式I/O控制。 Profibus 的物理层是RS-
