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1、8. PLC8. PLC的通信及网络基本知识的通信及网络基本知识 包头钢铁职业技术学院教学目的:l掌握PLC控制系统的通信及网络的基础知识l了解S7-200系列PLC控制系统的通信模式及设置方 法 教学重点:PLC系统的网络通信 可编程控制技术与应用8.1 8.1 PLCPLC的通信及网络基本知识的通信及网络基本知识 包头钢铁职业技术学院主要内容:通信及网络的基本知识S7-200的 通信及网络S7-200的 通信组态S7-200的 网络通信指令S7-200的 自由口通信可编程控制技术与应用8.1. PLC的通信及网络基本知识 包头钢铁职业技术学院1.数据通信基础 2.串行通信接口标准 3.工业
2、局域网基础 可编程控制技术与应用一.数据通信基础 包头钢铁职业技术学院数据传送方式 l并行通信和串行通信 l同步通信和异步通信 l基带传送和宽带传送数据传送方向 l单工通信方式l半双工通信方式l全双工通信方式 数据传送介质 双绞线、同轴电缆和光缆 可编程控制技术与应用二.串行通信接口标准 包头钢铁职业技术学院RS-232 RS-422 RS-485 可编程控制技术与应用RS-232包头钢铁职业技术学院n 特点：采用按位串行的方式单端发 送、单端接收，传送距离近(最大为 15m)，数据传送速率低，抗干扰能 力差。n 作用： PLC与上位机的通信就是通 过RS-232完成的。 可编程控制技术与应用
3、RS-422包头钢铁职业技术学院n特点：采用两对平衡差分信号线， 以全双工方式传送数据，通信速率可 达10Mbps， 抗干扰能力强，适于远 距离传送数据。可编程控制技术与应用RS-485包头钢铁职业技术学院n 特点：只有一对平衡差分信号线， 以半双工方式传送数据，在远距离高 速通信中，以最少的信号线完成通信 任务。n 作用：在PLC系统中广泛应用。 可编程控制技术与应用三.工业局域网基础 包头钢铁职业技术学院工业控制网络结构工业控制网络模型(ISO)通信协议(通用协议和公司专用协议)可编程控制技术与应用工业控制网络结构 包头钢铁职业技术学院n星型网络结构简单，建网容易，便于程序集中开发和资 源
4、共享。但主机负荷重，线路利用率低，系统 费用高。 n环型网络结构简单，安装费用低，某个结点发生故障时 ，可自动旁路，系统可靠性高，自动化系统经 常采用。n总线型网络结构简单，易于扩充，可靠性高，灵活性好， 网络响应速度快，特别适用于工业控制局域网 。 可编程控制技术与应用工业控制网络模型包头钢铁职业技术学院可编程控制技术与应用通信协议模型包头钢铁职业技术学院可编程控制技术与应用8.2 S7-200的 PLC控制网络西门子的PLC网络概述 工业以太网 PROFIBUS 现场总线 PPI网络 西门子公司针对应用场合的不同为PLC产品设 计了不同层次的网络产品，它由四个层次组成（1）SINEC SI
5、 它是用于连接执行器、传 感器、驱动器等现场器件的总线规范。介质 为双绞线，采用主从方式。（2）SINEC L2 它是西门子公司的过程现 场总线标准，是面向现场级的通信网。（3）SINEC H1 它遵从以太网协议，介质 为双绞线电缆或光缆。（4）SINEC H3 它功能强大，能长距离传 输不同网络间的数据，并且绝对安全可靠。工业以太网 工业以太网用于区域和单元级设备联网的国 际标准，是为众人接受的总线系统，它可以 为每个以国际标准（以太网）为基础的区域 层或单元层联网。利用工业以太网， SIMATIC提供了一个无缝集成到多媒体世界 的途径。SIMATIC PLC借助于控制器上的 工业以太网通信
6、处理器将其连接到工业以太 网。PROFIBUS 现场总线 PROFIBUS是目前最成功的现场总线之一， 在制造自动化、过程自动化领域得到了广泛 的应用。它是不依赖于生产厂家的、开放的 现场总线，各种各样的自动化设备均可通过 同样的接口交换信息。PROFIBUS用于一 定数目的区域和单元级设备联网的国际标准 。是一个适合小型机和中型机领域的总线系 统。PROFIBUS含有三个互相兼容的协议。PROFIBUSFMS主要用于车间级的通用自动化 ，构成主站主站通信系统，主站为监控站，用 于进行监控操作和管理。PROFIBUSDP主要用于装置级及现场级的自动 化，构成主站主站通信系统，主站为控制站， 从
7、站为现场设备。PROFIBUSPA主要用于两线制供电和本质安全 的过程控制设备和代表，它在保持DP传输协议的 同时，增加了现场代表的馈电功能。PPI网络 西门子公司PC/PPI电缆可提供RS-232到RS -485的转换，利用PC/PPI电缆，将S7-200 PLC与安装了STEP7-Micro/Win编程软件的 PC工控机连接起来，可方便地组成PC/PPI 网络。使用PC/PPI电缆连接S7-200CPUS7200CPU站2PC/PPI电缆PC工控机站0使用PC/PPI电缆同S7200CPU通信S7200CPU站4S7200CPU站3S7200CPU站2PC/PPI电缆RS232 RS485
8、站0PC工控机8.3 S7-200的 通信实现。包头钢铁职业技术学院 S7-200的 通信概述 S7-200的 通信实现可编程控制技术与应用一. S7-200的 通信概述包头钢铁职业技术学院字符数据格式 网络层次结构 通信类型及协议 通信设备 可编程控制技术与应用字符数据格式 包头钢铁职业技术学院S7-200采用异步串行通信方式，可在通信组态时设置10位或 11位的数据格式传送。l10位字符数据：1个起始位，8个数据位，无校验位，1 个停止位。l11位字符数据：1个起始位，8个数据位，1个校验位， 1个停止位 。 可编程控制技术与应用网络层次结构 包头钢铁职业技术学院可编程控制技术与应用通信类
9、型及协议 包头钢铁职业技术学院通信类型与连接 S7-200系列PLC与上位机的通信网络中，可以把上位机作为 主站，可设置单主站和多主占两种连结方式。通信协议 采用3个标准化协议和1个自由口协议。lPPI协议(点对点接口协议)lMPI(多点接口协议)lProfibus DP协议(分布式I/O)l自由口协议(通过编写用户程序来控制CPU通信端口的 操作方式) 可编程控制技术与应用通信设备 包头钢铁职业技术学院通信端口网络连接器通信电缆网络中继器调制解调器可编程控制技术与应用二.通信实现 包头钢铁职业技术学院建立通信方案 主要考虑的是主站与从站之间的连接方式、站 号和实现通信的器件。 进行参数组态
10、对通信硬件参数进行设置，即通信参数组态， 涉及到通信设置、通信器件的安装/删除、PC、 PPI(MPI，MODEM等)参数设置。 可编程控制技术与应用8.4 S7-200的网络通信包头钢铁职业技术学院 PPI主站模式设定 网络通信指令 l网络读指令NETR(Net Read) l网络写指令NETW(Net Write) 主站与从站传送数据表的格式 数据表格式状态字节说明可编程控制技术与应用8.5 S7-200的自由口通信模式包头钢铁职业技术学院设置自由口通信协议 自由口通信时的中断事件自由口通信指令 可编程控制技术与应用设置自由口通信协议 包头钢铁职业技术学院S7-200正常的字符数据格式是1
11、个起始位，8个 数据位，1个停止位，即10位数据，或者再加上 1个奇偶校验位，组成11位数据。在自由口通信协议下，可以用特殊继电器 SMB30设置通信端口0的通信参数，用SMB130 设置通信端口1的通信参数。 可编程控制技术与应用自由口通信时的中断事件 包头钢铁职业技术学院在S7-200的中断事件中，与自由口 通信有关的中断事件如下：中断事件8：通信端口0单字符接收中断。中断事件9：通信端口0发送完成中断。中断事件23：通信端口0接收完成中断。中断事件25： 通信端口1单字符接收中断。中断事件26：通信端口1发送完成中断。中断事件24：通信端口1接收完成中断。 可编程控制技术与应用自由口通信指令 包头钢铁职业技术学院n数据接收指令RCV n数据发送指令XMT 可编程控制技术与应用
