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1、第10章 通信,10.1 西门子通信技术简介 10.2 西门子PPI通信 10.3 西门子MPI通信 10.4 PROFIBUS通信 10.5 工业以太网通信,本章讲述的主要内容:,10.1.1 西门子工业通信协议,西门子工业网络包括多种通信协议,它们是PPI通信协议、MPI通信协议、自由通信协议、PROFIBUS通信协议、PROFINET通信协议和ASI通信协议等。,1.PPI通信协议 PPI(Point to Point Interface,点到点通信)是S7-200的基本通信方式,不需要扩展模块,通过内置的RS485串行口(通常也称为PPI口)即可实现。PPI 通信协议是西门子专为S7-
2、200 系列PLC开发的一个通信协议。可通过普通的双绞电缆进行联网。PPI 通信协议的波特率为9.6kbps, 19.2kbps和187.5kbps。,10.1.1 西门子工业通信协议,S7-200系列CPU上集成的编程口同时就是PPI通信接口。利用PPI通信协议进行通信非常简单方便,只用NETR 和NETW两条语句即可进行数据的传递,不需额外再配置模块或软件。在不加中继器的情况下,PPI 通信网络最多可以由31 个S7-200系列PLC,TD200,OP/TP 面板或上位机(插MPI卡)为站点,构成PPI 网。图10-1 为 S7-200通过自己的串口实现PPI通信的例子。,10.1.1 西
3、门子工业通信协议,图10-1 S7-200通过自己的串口实现PPI通信,10.1.1 西门子工业通信协议,2.MPI通信协议 MPI(Multi-Point Interface)是指多点通信,是PPI的扩展。S7-300/400通过MPI通信接口,均可以实现MPI通信。S7-200可以通过内置PPI接口连接到MPI 网络上,与S7-300/400 进行MPI通信,波特率为19.2kbps/187.5kbps。S7-200 CPU 在MPI网络中作为从站,它们彼此间不能直接通信。通过EM277也可以实现MPI通信。图10-2为MPI通信的例子。,10.1.1 西门子工业通信协议,图10-2 MP
4、I通信,10.1.1 西门子工业通信协议,3.自由通信协议 自由通信方式是S7 PLC 的一个很有特色的功能。它使S7-200 PLC 通过PPI口可以与任何通信协议公开的其它设备、控制器进行通信, 即S7-200PLC 可以由用户自己定义通信协议(例如ASCII协议)。波特率最高为38.4kbit/s(可调整)。因此使可通信的范围大大增加,使控制系统配置更加灵活、方便。 任何具有串行接口的外设,例如:打印机或条形码阅读器、变频器、调制解调器(Modem)和上位机等,都可以用自由通信口方式与PLC进行通信,如图10-3所示。自由通信方式也可以用于两个CPU 之间简单的数据交换,用户可通过编程来
5、编制通信协议,用来交换数据(例如:ASCII 码字符)。,10.1.1 西门子工业通信协议,图10-3 S7-200通过自由通信口方式与外设进行通信,10.1.1 西门子工业通信协议,4.PROFIBUS通信 PROFIBUS是西门子的现场总线通信协议,也是IEC61158国际标准中的现场总线标准之一。 PROFIBUS-DP最高传输速率可达12 Mbit/s。PROFIBUS 协议通常用于分布式I/O(远程I/O)的高速通信,可以使用不同厂家的PROFIBUS 设备。这些设备包括普通的输入/ 输出模块、电机控制器和PLC。PROFIBUS 网络通常有一个主站和若干个I/O 从站, 如图10-
6、4所示。 主站设备通过组态可以知道I/O 从站的类型和站号。主站初始化网络使网络上的从站设备与配置相匹配。主站不断地读写从站的数据。当一个DP 主站成功配置了一个DP 从站之后,它就拥有了这个从站设备。如果在网上有第二个主站设备,它对第一个主站的从站的访问将受到限制。,10.1.1 西门子工业通信协议,图10-4 PROFIBUS网络,10.1.1 西门子工业通信协议,5.PROFINET通信 PROFINET是西门子的工业以太网通信协议,也是IEC61158国际标准中的现场总线标准之一。 PROFINET的速率可达100 Mbit/s,以TCP/IP协议与其它设备交换数据。IT模块除了以太网
7、的基本连接外,还永久将 Web 和组态文件保存在IT 文件系统中,还有用于发送 E-mail 的 SMTP 客户机和用于访问IT 文件系统的 FTP 服务器。除了纯粹的文本信息以外,还可传送嵌入的变量。,10.1.1 西门子工业通信协议,图10-5 PROFINET和ASI网络,10.1.1 西门子工业通信协议,6.ASI通信 ASI是指传感器执行器总线,是西门子的工业通信协议的一种。ASI的优势主要在于安装的便捷性。图10-5是PROFINET和ASI网络的连接示意图。,10.1.1 西门子工业通信协议,10.1.2 S7-200/300/400 PLC的通信模块,10.1.2 S7-200
8、/300/400 PLC的通信模块,10.1.2 S7-200/300/400 PLC的通信模块,10.1 西门子通信技术简介 10.2 西门子PPI通信 10.3 西门子MPI通信 10.4 PROFIBUS通信 10.5 工业以太网通信,本章讲述的主要内容:,PPI通信协议是西门子S7-200系列专用通信协议,用于S7-200 PLC、上位机和TD200之间的串行通信。 PPI通信协议是一种特殊的通信协议,其协议本身是不公开的,只有西门子S7-200的设备支持它。但掌握它也很重要,有时S7-200系列的设备之间只能通过PPI协议通信,例如上位机STEP7-Micro/WIN与S7-200
9、PLC之间的基本通信;有时只要通过一根电缆就可以实现S7-200PLC之间的简单通信,非常适用。,10.2.1 PPI通信协议,由于PPI通信协议不是公开的协议,因此一般现场设备是不支持的,限制了其作为标准现场总线的应用,现在一般认为其主要是用于S7-200 PLC之间、S7-200 PLC与TD200之间以及S7-200 PLC与上位机STEP7-Micro/WIN的简单通信。 STEP7-Micro/WIN与S7-200 PLC之间的PPI通信最重要,当其他下载路径不通时,应采用最基本的PC/PPI电缆,通过PPI协议进行一对一的下载。,10.2.1 PPI通信协议,若使用“PPI高级协议
10、”,每台设备可提供的连接数目有限。表10-4显示由S7-200提供的连接数目。,表10-4 高级PPI下模块的连接,10.2.1 PPI通信协议,10.2.2 S7-200 PLC之间的PPI通信,1. 西门子PPI组态概述 S7-200系列PLC之间的PPI通信,使用PLC中的“网络读取”(NETR)或“网络写入”(NETW)指令来完成,参与通信的PLC需要具备不同的PPI总线地址和相同的波特率。 S7-200系列PLC与上位机STEP7-Micro/WIN之间的PPI通信,只需要在STEP7-Micro/WIN软件中进行设置,就可以建立通信连接。,2. 两个S7-200 PLC与PLC之间
11、的PPI通信 当两个S7-200 PLC通过RS485电缆连接后,再经过组态和程序编写就可以实现两个PLC之间的PPI通信了。组态的过程是分别在两个PLC的系统块中,设置各自进行通信的端口的地址和波特率,地址不能重复,而波特率相同。 S7-200 PLC提供了PPI通信的读写指令:NETR和NETW。读写指令的使用如图10-6所示,通过程序生成一个表,然后将表作为NETR和NETW的参数。,10.2.2 S7-200 PLC之间的PPI通信,10.2.2 S7-200 PLC之间的PPI通信,10.2.2 S7-200 PLC之间的PPI通信,图10-6 S7-200 PLC的PPI通信的NE
12、TR和NETW指令的使用,10.2.2 S7-200 PLC之间的PPI通信,STEP7-Micro/WIN提供了“网络读取”(NETR)和“网络写入”(NETW)的指令向导。在STEP7-Micro/WIN中选择菜单“工具/指令向导”,再选择“NETR/NETW”指令,进入指令向导。在指令向导的引导下,完成通信数据的设置,生成网络读写子程序,然后在主程序中以SM0.0为条件,调用该子程序就实现了通信的功能。,10.2.2 S7-200 PLC之间的PPI通信,图10-7 NETR指令向导中网络读取的定义,10.2.2 S7-200 PLC之间的PPI通信,图10-8 NETW指令向导中网络写
13、入的定义,10.2.2 S7-200 PLC之间的PPI通信,例10.1 两个PLC之间的PPI通信 两个PLC的站地址分别设为2和4,波特率设为9.6kbit/s。将2号站设为主站,通信程序全部写在2号站中。使用指令向导,读4号站的VB0,保存在2号站的VB0中,生成的子程序为NET_EXE。 在2号站(主站)的主程序中,调用NET_EXE子程序,实现PPI网络的读写。图10-9中,读取站地址为4的远程PLC的VB0,并将其传送给QB0。在4号站(从站)中,编写如图10-10所示的程序,给VB0赋初值2#0000001,然后每秒循环左移1位。在程序执行后,在主站端可以发现输出端口QB0的指示
14、灯在连续顺序点亮。,10.2.2 S7-200 PLC之间的PPI通信,图10-9 主站调用NET_EXE子程序,10.2.2 S7-200 PLC之间的PPI通信,图10-10 PPI从站的程序,10.2.2 S7-200 PLC之间的PPI通信,3. 多个S7-200 PLC与PLC之间的多主站PPI通信 两个或两个以上的S7-200 PLC之间也可以进行多主站的PPI通信。这时,作为某一个网络操作的主站,也可以作为另外一个网络操作的从站。多主站PPI通信需要首先进行组态,以保证所有站点具有不同的站地址和相同的波特率。在主站中进行通信程序的编写,使用指令向导生成通信子程序,再在主程序中调用
15、通信子程序。,10.2.2 S7-200 PLC之间的PPI通信,例3.2 S7-200 PLC的多主站PPI通信 三个PLC的站地址分别设为2、3和4,波特率设为187.5kbit/s。将2号站和4号站分别设为主站。 在2号站中,使用指令向导,定义其与3号和4号站的之间的网络操作,一共有4个操作,生成的子程序为NET_EXE,在2号站的主程序中调用该子程序。 在4号站中,使用指令向导,定义其与2号站之间的网络操作,一共有2个操作,生成的子程序为NET_EXE,在4号站的主程序中调用该子程序。,10.2.2 S7-200 PLC之间的PPI通信,图10-11 多主站的PPI通信 (书中该图有误
16、,WB改成VB),10.2.2 S7-200 PLC之间的PPI通信,10.1 西门子通信技术简介 10.2 西门子PPI通信 10.3 西门子MPI通信 10.4 PROFIBUS通信 10.5 工业以太网通信,本章讲述的主要内容:,10.3.1 西门子MPI协议概述,MPI是多点接口(Multi Point Interface)的简称,是西门子公司开发的用于PLC之间通信的保密的协议。MPI通信协议没有公开,不能支持一般的现场设备,不是标准的现场总线协议。 在通信速率要求不高、通信数据量不大时,MPI通信是可以采用的一种简单经济的通信方式。MPI通信一般用于在以下设备间进行数据交换:S7-200/300/400PLC、操作面板TP/OP及上位机MPI/PROFIBUS通信卡,如CP5512/CP5611 /CP5613等。,10.3.1 西门子MPI协议概述,MPI通信是一种比较简单的通信方式,MPI