模塊三PLC基礎任務一PLC控制基礎1PLC的結構與工作特點目錄/content2PLC的工作流程3PLC的編程語言子任務一：PLC結構與工作特點★了解PLC的概念及分類。★掌握PLC的結構組成及各部分的作用。★了解PLC工作特點。學習任務：子任務一：PLC結構與工作特點一、PLC概述

可編程序控制器PC（ProgrammableController）又稱可編程序邏輯控制器(ProgrammableLogicController)，是在繼電器控制和計算機控制的基礎上，逐步發展成以微處理器為核心，把自動化技術、計算機技術、通信技術融為一體的新型工業自動控制裝置。子任務一：PLC結構與工作特點二、PLC的分類1、按I/O點數容量分類（1）小型機（PLC的I/O點數在256點以下）（2）中型機（PLC的I/O點數在256-2048之間）（3）大型機（PLC的I/O點數在2048點以上）2、按結構形式分（1）整體式結構（2）組合式結構子任務一：PLC結構與工作特點二、PLC的分類（1）整體式結構整體式PLC組成示意圖子任務一：PLC結構與工作特點二、PLC的分類（2）組合式結構組合式PLC組成示意圖子任務一：PLC結構與工作特點三、PLC的結構PLC內部結構子任務一：PLC結構與工作特點三、PLC的結構PLCI/O連接子任務一：PLC結構與工作特點三、PLC的結構PLC基本結構子任務一：PLC結構與工作特點三、PLC的結構1、中央處理單元(CPU)PLC的核心，主要任務：從存儲器中讀取指令，執行指令，準備下一條指令，處理中斷。2、存儲器

分為系統程序存儲器ROM（系統自帶，不可更改）和用戶程序存儲器RAM（可修改）。子任務一：PLC結構與工作特點三、PLC的結構3.輸入/輸出單元（I/O接口電路）主要功能是連接輸入輸出設備。4.電源單元PLC的供電電源一般為AC220V和DC24V。5.編程器

用于將用戶程序送入PLC的存儲器，是PLC最重要的外部設備。子任務一：PLC結構與工作特點三、PLC的結構認識三菱FX2NPLC子任務一：PLC結構與工作特點三、PLC的結構認識西門子S7-200PLC子任務一：PLC結構與工作特點四、PLC的工作特點可靠性高、抗干擾能力強編程方便，易于使用具有各種接口、與外部設備連接方便，適應范圍廣功能完善子任務一：PLC結構與工作特點★通過學習，了解了PLC的基本結構及各個部分的作用，為下個工作原理任務的學習做鋪墊。學習小結：子任務二：PLC的工作流程★理解PLC的工作原理。★掌握PLC工作模式、掃描周期。★了解PLC主要的性能指標。學習任務：子任務二：PLC的工作流程一、PLC的工作原理

PLC采用循環掃描工作方式，它周而復始的依一定的順序來完成PLC所承擔的系統管理工作和應用程序的執行。循環掃描工作是一種分時串行處理方式，與繼電控制系統的并行處理方式是完全不同的。（1）繼電器控制裝置采用硬邏輯并行運行的方式，即如果這個繼電器的線圈通電或斷電，該繼電器所有的觸點（包括其常開或常閉觸點）在繼電器控制線路的哪個位置上都會立即同時動作。（2）PLC的CPU則采用順序邏輯掃描用戶程序的運行方式，即如果一個輸出線圈或邏輯線圈被接通或斷開，該線圈的所有觸點(包括其常開或常閉觸點)不會立即動作，必須等掃描到該觸點時才會動作。子任務二：PLC的工作流程二、PLC的工作模式PLC有運行（RUN）與停止（STOP）兩種基本工作模式(工作狀態)，有內部處理等五種工作處理階段順序進行。子任務二：PLC的工作流程二、PLC的工作模式STOP模式主要執行操作：1、內部處理：檢查CPU內部硬件，定時器復位及有關內部工作。2、通信服務：與編程器進行信息交流。子任務二：PLC的工作流程二、PLC的工作模式RUN模式執行操作：1、內部處理2、通信服務3、輸入處理4、程序執行5、輸出處理用戶程序掃描PLC主要在RUN模式，只有在改變程序時在STOP模式子任務二：PLC的工作流程二、PLC的工作模式3、輸入處理：將外部輸入電路狀態集中讀入輸入映像寄存器通斷的信號在映像寄存器，分別為1和0子任務二：PLC的工作流程二、PLC的工作模式4、程序處理：對用戶程序（梯形圖）按先左后右，先上后下逐步執行程序指令。并根據執行結果不斷刷新映像寄存器。子任務二：PLC的工作流程二、PLC的工作模式5、輸出處理：將內部輸出元件狀態集中轉存到輸出鎖存寄存器，并通過外部電路驅動實際負載。滯后時間最大的滯后時間為2個掃描周期子任務二：PLC的工作流程三、PLC的掃描作用方式及特點

PLC的這種按照工作階段，周而復始的依一定的順序完成工作的方式，稱做循環工作掃描方式。不同于計算機和繼電控制。計算機：等待方式、中斷處理PLC：循環掃描、周而復始繼電控制：硬件通斷，并行工作循環掃描工作方式特點是避免了繼電器控制系統中觸點競爭和時序失陪的問題。可靠性高、抗干擾能力強；但存在著相應滯后，反應不及時的問題。子任務二：PLC的工作流程三、PLC的掃描作用方式及特點PLC在RUN工作模式時，執行一次從內部處理到輸出處理五個階段掃描操作所需的時間叫掃描周期。掃描周期越短越好，主要與用戶程序執行有關和PLC中CPU的主頻有關。從8位到16位到32位掃描周期一般在100ms以內，大于200ms就不能用，需優化程序。子任務二：PLC的工作流程四、PLC的主要性能指標性能含義及指標I/O點數PLC控制系統所能接入的I/O最大數量存儲容量存放應用程序的存儲器容量，用K步表示掃描速度執行1000條基本指令的時間，用ms/K步表示編程語言能使用編程語言的種數指令功能指令的多少及綜合性指令的數量子任務二：PLC的工作流程★通過學習，知道了PLC采用循環掃描的工作方式工作。避免了繼電器控制系統中觸點競爭和時序失陪的問題。學習小結：子任務三：PLC的編程語言★了解PLC的編程語言的種類。★掌握指令表和梯形圖語言編程。學習任務：子任務三：PLC的編程語言一、指令表(IL)

指令語句表也叫助記符或列表，是基于字母符號的一種語言，類似于計算機的匯編語言。指令語句表編程語言具有容易記憶、便于操作的特點，可直接用簡易編程器進行編程，無需任何編程軟件。通過編譯程序轉化成二進制執行。與其它語言多有一一對應的關系。指令語句表是最基本的編程語言，其缺點是可連續性較差邏輯代數表達式：子任務三：PLC的編程語言1．觸點裝載指令與線圈輸出指令指令說明如下。①每個邏輯運算開始都需要裝載指令LD或取非裝載指令LDN。②=是對Q、V、M、SM、S、定時器T、計數器C的線圈進行驅動的指令，不能用于驅動輸入過程映像寄存器I。=指令可以連續使用多次，相當于電路中多個線圈的并聯形式。③在梯形圖中，同一地址的線圈不能出現多次。子任務三：PLC的編程語言LD、LDN、=指令舉例子任務三：PLC的編程語言2．觸點串聯指令指令說明如下。①A指令完成邏輯“與”運算，AN指令完成邏輯“與非”運算。②單個串聯指令可以連續使用。③在=之后，通過串聯觸點對其他線圈指令使用=指令，稱為連續輸出。④若兩個以上觸點并聯后與其他支路串聯，則需要用到后面介紹的ALD指令。子任務三：PLC的編程語言A、AN指令舉例子任務三：PLC的編程語言3．觸點并聯指令指令說明如下。①O指令完成邏輯或運算，ON指令完成邏輯或非運算。②O、ON指令可以連續使用。③若兩個以上觸點串聯后與其他支路并聯，則需要用到后面介紹的OLD指令。子任務三：PLC的編程語言OR、ORI指令舉例子任務三：PLC的編程語言二、梯形圖(LD)子任務三：PLC的編程語言梯形圖的編程格式：梯形圖執行從上至下編寫，每一行從左往右順序編寫。PLC程序執行順序與梯形圖的編寫順序一致。圖左邊為起始母線，右邊為終止母線。每一邏輯行必須從起始母線開始畫起，終止于繼電器線圈或終止母線(有些PLC終止母線可以省略)。梯形圖的起始母線與線圈之間一定要有觸點，而線圈與終止母線之間則不能有任何觸點。程序結束時要有結束符——END子任務三：PLC的編程語言三、順序功能圖(SFC)順序功能圖是一種位于其他編程語言之上的圖形語言。主要用來編制順序控制程序。其特點是程序控制直觀，條理清楚，比梯形圖更方便于程序人員之間理解和溝通。在PLC中，順序功能圖僅是一種輔助編程工具，必須將它轉換成梯形圖才能送入PLC中執行。子任務三：PLC的編程語言四、功能塊圖功能塊圖是一種對應于邏輯電路的圖形語言，它是用圖形化的方法，以功能模塊為單位，描述控制功能。其表達簡練，邏輯關系清晰。使控制方案的分析和理解變得容易。廣泛地應用于規模較大，控制關系復雜的過程控制中。功能塊圖僅在部分PLC中使用,西門子S7-300，S7-400。子任務三：PLC的編程語言五、結構文本結構文本語言是一種與Basic、pasical或C語言等高級語言相類似的語言。可以說，是一種較簡易的高級語言。結構文本語言對程序設計人員要求較高，所以目前還不大普及，僅個別PLC提供這類語言。子任務三：PLC的編程語言★通過學習，了解了PLC編程語言主要有指令語句、梯形圖、順序功能圖、功能塊圖和結構文本。會利用編程軟件，進行梯形圖編程語言熟練編程。學習小結：模塊三PLC基礎任務二S7-200SMART基礎1S7-200SMART模塊構成目錄/content2西門子PLC工作特點3STEP7-Micro/winSMART編程軟件的使用子任務一：S7-200SMART模塊構成★了解S7-200SMART模塊構成。★

掌握模塊各部分的作用。學習任務：子任務一：S7-200SMART模塊構成S7-200SMARTPLC的硬件系統由CPU模塊、數字量擴展模塊、模擬量擴展模塊、熱電偶與熱電阻模塊和相關設備組成。CPU模塊、擴展模塊及信號板如圖所示。子任務一：S7-200SMART模塊構成1．CPU模塊S7-200SMARTPLC按照點數分為20點、30點、40點、60點4種；CPU模塊配備標準型和經濟型供用戶選擇，CPU型號：C表示經濟型，S表示標準型。標準型作為可擴展CPU模塊，可滿足對I/O規模有較大需求，邏輯控制較為復雜的應用；而經濟型CPU模塊直接通過單機本體滿足相對簡單的控制需求。CPUSR40/ST40/CR40CPUSR20/ST20CPUSR60/ST60/CR60CPUSR30/ST30子任務一：S7-200SMART模塊構成2.信號板SBAQ01：1點模擬量輸出信號板。SBDT04：2點數字量直流輸入/2點數字量場效應管輸出。SBCM01：RS485/RS232信號板。SBBA01:電池信號板子任務一：S7-200SMART模塊構成3．擴展模塊S7-200SMART家族提供各種各樣的擴展模塊通過額外的I/O和通信接口，使得S7-200SMART可以很好地按照應用需求來配置。子任務一：S7-200SMART模塊構成●數字量輸入輸出擴展模塊（7種）EMDI08：8點數字量輸入模塊EMDT08：8點數字量輸出模塊（場效應管型）EMDR08：8點數字量輸出模塊（繼電器型）EMDT16：8點數字量輸入模塊，8點數字量輸出模塊（場效應管型）EMDR16:8點數字量輸入模塊,8點數字量輸出模塊（繼電器型）EMDT32：16點數字量輸入模塊16點數字量輸出模塊（場效應管型）EMDR32:16點數字量輸入模塊,16點數字量輸出模塊（繼電器型）子任務一：S7-200SMART模塊構成●模擬量輸入輸出模塊（3種）EMAE04：4點模擬量輸入EMAQ02：2點模擬量輸出EMAM06：4點模擬量輸入，2點模擬量輸出●溫度傳感器接口模塊（2種）EMAT04：4點熱電偶輸入接口模塊（16位）EMAR02：2個熱電阻輸入接口模塊（16位）子任務一：S7-200SMART模塊構成4.通信設備S7-200SMART可實現CPU、編程設備和HMI之間的多種通信：●以太網：–編程設備到CPU的數據交換–HMI與CPU間的數據交換–S7與其它S7-200SMARTCPU的對等通信●RS485：–總共支持126個可尋址設備（每個程序段32個設備）–支持PPI（點對點接口）協議–HMI與CPU間的數據交換–使用自由端口在設備與CPU之間交換數據（XMT/RCV指令）子任務一：S7-200SMART模塊構成●RS232：–支持與一臺設備的點對點連接–支持PPI協議–HMI與CPU間的數據交換–使用自由端口在設備與CPU之間交換數據（XMT/RCV指令）子任務一：S7-200SMART模塊構成★通過學習，掌握了S7-200SMART模塊構成及各部分的作用。學習小結：子任務二：

西門子PLC工作特點學習任務：★掌握PLC采用周期掃描工作方式★理解信號從輸入端子到輸出端子的傳遞過程子任務二：

西門子PLC工作特點PLC采用周期掃描工作方式。一次掃描的過程，包括輸入采樣（讀輸入）、程序執行、處理通訊請求、執行CPU自診斷、輸出刷新（寫輸出）共五個階段，其所需時間稱為一個工作周期（或掃描周期）。

*PLC的掃描周期與用戶程序的長短和該PLC的掃描速度緊密相關。子任務二：

西門子PLC工作特點PLC的工作方式：循環掃描工作方式掃描周期：從開始到輸出結果完成所需的時間。一般為幾毫秒~幾十毫秒。子任務二：

西門子PLC工作特點信號從輸入端子到輸出端子的傳遞過程子任務二：

西門子PLC工作特點學習小結：★通過學習，PLC采用周期掃描工作方式。一次掃描的過程，包括輸入采樣（讀輸入）、程序執行、處理通訊請求、執行CPU自診斷、輸出刷新（寫輸出）共五個階段。子任務三：STEP7-Micro/winSMART編程軟件的使用學習任務：★學會安裝、卸載STEP7-Micro/winSMART編程軟件★熟悉軟件的窗口區域和元素★熟練使用STEP7-Micro/winSMART編程軟件子任務三：STEP7-Micro/winSMART編程軟件的使用一、安裝和卸載軟件1．安裝軟件STEP7-Micro/WINSMART編程軟件的安裝步驟如下。（1）打開STEP7-Micro/WINSMART編程軟件的安裝包，雙擊軟件安裝包中名為“setup”的可執行文件，開始軟件安裝。（2）選擇安裝語言。（3）接受安裝許可協議。（4）選擇安裝的目標路徑。子任務三：STEP7-Micro/winSMART編程軟件的使用二、STEP7-Micro/WINSMART軟件的窗口區域和元素1—快速訪問工具欄2—項目樹；3—導航欄；4—菜單；5—程序編輯器；6—符號信息表；7—符號表；8—狀態欄；9—輸出窗口；10—狀態圖表；11—變量表；12—數據塊；13—交叉引用子任務三：STEP7-Micro/winSMART編程軟件的使用1．快速訪問工具欄通過快速訪問文件按鈕可簡單快速地訪問“文件”菜單的大部分功能以及最近文檔。子任務三：STEP7-Micro/winSMART編程軟件的使用2．項目樹項目樹有兩大功能：組織編輯項目和提供指令。子任務三：STEP7-Micro/winSMART編程軟件的使用3.導航欄導航欄位于項目樹上方，可快速訪問項目樹上的對象，導航欄有符號表、狀態圖表、數據塊、系統塊、交叉引用和通信等按鈕。4.菜單欄菜單欄包括文件、編輯、視圖、PLC、調試、工具和幫助7個菜單項。5．程序編輯器子任務三：STEP7-Micro/winSMART編程軟件的使用子任務三：STEP7-Micro/winSMART編程軟件的使用6．符號信息表符號信息表位于每個程序段的下方，該表列出該程序段中所有符號的信息。查看符號信息表時，符號名、絕對地址、值、數據類型和注釋按字母順序顯示在程序中每個程序段的下方。7．符號表符號表允許用戶為存儲器地址或常量指定符號名稱，以此增加程序的可讀性，方便編輯和調試。子任務三：STEP7-Micro/winSMART編程軟件的使用【例1-1】創建圖示的啟保停程序段對應的符號表。【解】（1）在符號表中分配符號。①單擊導航欄中的“符號表”按鈕或項目樹中的符號表文件夾，打開符號表，在“表格1”的“符號”列中鍵入符號名，如圖中的“啟動”“停止”“電動機”等。子任務三：STEP7-Micro/winSMART編程軟件的使用②在“地址”列中鍵入地址，如圖中的I0.0、I0.1、Q0.0或常數值（例如，VB0或123）。③在“注釋”列中鍵入注釋，如圖中的“電動機啟動按鈕”、“電動機停止按鈕”、“電動機驅動輸出”等。子任務三：STEP7-Micro/winSMART編程軟件的使用（a）絕對地址尋址方式（b）符號地址尋址方式（c）絕對和符號同時尋址方式子任務三：STEP7-Micro/winSMART編程軟件的使用8．狀態欄狀態欄位于主窗口的底部，它提供用戶在STEP7-Micro/WINSMART中執行操作的相關信息。9．輸出窗口STEP7-Micro/WINSMART顯示的輸出窗口列出了最近編譯的POU和在編譯期間發生的所有錯誤，如圖所示。子任務三：STEP7-Micro/winSMART編程軟件的使用10．狀態圖表狀態圖表用表格或趨勢圖來監視、修改和強制程序執行時指定變量的狀態，狀態圖表并不下載到PLC。11．變量表通過變量表可定義對特定POU局部有效的變量。12．數據塊數據塊包含可向V存儲器地址分配數據值的數據頁。用下列方法之一訪問數據塊。子任務三：STEP7-Micro/winSMART編程軟件的使用用STEP7-Micro/WINSMART編程軟件編寫圖示的電動機啟保停控制程序，并下載到PLC中，然后運行及監控程序。三、應用舉例任務引入：子任務三：STEP7-Micro/winSMART編程軟件的使用三、應用舉例任務實施：【訓練工具、材料和設備】S7-200SMARTPLC安裝有編程軟件的電腦網線子任務三：STEP7-Micro/winSMART編程軟件的使用1．硬件連接（編程設備直接與CPU連接）子任務三：STEP7-Micro/winSMART編程軟件的使用2、硬件組態（1）硬件配置子任務三：STEP7-Micro/winSMART編程軟件的使用（2）以太網通信端口的設置子任務三：STEP7-Micro/winSMART編程軟件的使用（3）安全子任務三：STEP7-Micro/winSMART編程軟件的使用（4）啟動項組態子任務三：STEP7-Micro/winSMART編程軟件的使用3、編寫并編譯程序（1）插入觸點（a）插入常開觸點子任務三：STEP7-Micro/winSMART編程軟件的使用（b）已經插入的常開觸點（c）已輸入地址的常開觸點子任務三：STEP7-Micro/winSMART編程軟件的使用（2）添加線圈子任務三：STEP7-Micro/winSMART編程軟件的使用4、項目下載（1）建立Micro/WINSMART編程軟件與CPU的通信連接。子任務三：STEP7-Micro/winSMART編程軟件的使用（2）設置計算機網卡的IP地址子任務三：STEP7-Micro/winSMART編程軟件的使用（3）下載程序子任務三：STEP7-Micro/winSMART編程軟件的使用5、運行和監控程序子任務三：STEP7-Micro/winSMART編程軟件的使用★通過學習，會用STEP7-Micro/WINSMART編程軟件編寫控制程序，并下載到PLC中，然后運行及監控程序。學習小結：模塊三PLC基礎任務三PLC與工業機器人的通信1通信基礎知識目錄/content2S7-200PLC與工業機器人的通信子任務一：

通信基礎知識★

通信的基本概念。★

RS-485標準串行接口。★

PLC網絡的術語解釋。★OSI參考模型。學習任務：子任務一：

通信的基礎知識一、通信的基本概念通信：計算機的CPU與外部設備之間，以及計算機和計算機之間的信息交換。1、串行通信與并行通信并行通信※以字節（Byte）或字節的倍數為傳輸單位。※一次傳送一個或一個以上字節的數據，數據的各位同時進行傳送。※適合于外部設備與微機之間進行近距離、大量和快速的信息交換。計算機的各個總線傳輸數據時就是以并行方式進行的。并行通信的特點就是傳輸速度快，但當距離較遠、位數較多時，通信線路復雜且成本高。子任務一：

通信的基礎知識一、通信的基本概念串行通信※通信雙方使用一根或兩根數據信號線相連，同一時刻，數據在一根數據信號線上一位一位地順序傳送，每一位數據都占據一個固定的時間長度。※與并行通信相比，串行通信的優點是傳輸線少、成本低、適合遠距離傳送及易于擴展。缺點是速度慢、傳輸時間長等。如計算機上常用的COM設備、USB設備和網絡通信等設備都采用串行通信。子任務一：

通信的基礎知識一、通信的基本概念2、同步通信和異步通信異步通信在異步通信(AsynchronousCommunication)方式中，接收器和發送器使用各自的時鐘，它們的工作是非同步的。在異步傳送中，每一個字符要用起始位和停止位作為字符開始和結束的標志，以字符為單位一個個地發送和接收。子任務一：

通信的基礎知識一、通信的基本概念同步通信同步通信(SynchronousCommunication）是一種連續串行傳送數據的通信方式，一次通信只傳送一幀信息。這里的信息幀和異步通信中的字符幀不同，通常含有若干個數據字符。根據控制規程，數據格式分為面向字符及面向比特兩種。子任務一：

通信的基礎知識一、通信的基本概念3、單工、半雙工和全雙工三種方式。按照數據傳送方向，串行通信可分為單工、半雙工和全雙工三種方式。（1）單工通信圖a為單工通信方式（Simplex）。A為發送站，B為接收站，數據只能能由A發至B，而不能由B傳送到A。單工通信類似無線電廣播，電臺發送信號，收音機接收信號，收音機永遠不能發送信號。子任務一：

通信的基礎知識一、通信的基本概念（2）半雙工通信圖b為半雙工通信方式（HalfDuplex）。數據可以從A發送到B，也可以由B發送到A。不過，由于使用一根線連接，發送和接收不可能同時進行，同一時間只能作一個方向的傳送，其傳送方向由收發控制開關K來控制。半雙工通信方式類似對講機，某時刻A發送B接收，另一時刻B發送A接收，雙方不能同時進行發送和接收。子任務一：

通信的基礎知識一、通信的基本概念（3）全雙工通信圖c為全雙工通信方式（FullDuplex）。在這種方式中，分別用2根獨立的傳輸線來連接發送方和接收方，A、B既可同時發送，又可同時接收。全雙工通信工方式類似電話機，雙方可以同時進行數據的發送和接收。子任務一：

通信的基礎知識二、RS-485標準串行接口RS-485接口采用“平衡差分驅動”方式。RS-485接口滿足RS-422的全部技術規范，可以用于RS-422通信。RS-485接口通常采用9針連接器。RS-485接口的引腳功能見下表。1、RS-485接口子任務一：

通信的基礎知識二、RS-485標準串行接口PLC側引腳信號代號信號功能1SG或GND機殼接地2+24V返回邏輯地3RXD+或TXD+RS-485的B，數據發送/接收+端5+5V返回邏輯地6+5V+5V7+24V+24V8RXD-或TXD-RS-485的A，數據發送/接收一端9不適用10位協議選擇（輸入）RS-485接口的引腳功能子任務一：

通信的基礎知識2、西門子的PLC接線西門子PLC的PPI通信、MPI通信和PROFIBUS-DP現場總線通信的物理層都是RS-485通信，而且采用相同的通信線纜頭和專用網絡接頭。子任務一：

通信的基礎知識3、PLC網絡的術語解釋（1）站：在PLC網絡系統中，將可以進行數據通信、連接外部輸入/輸出的物理設備稱為“站”。

（2）主站：PLC網絡系統中進行數據鏈接的系統控制站，主站上設置了控制整個網絡的參數，每個系統只有一個主站，主站號的固定為“0”，站號實際就是PLC在網絡中的地址。（3）從站:PLC網絡中，除主站外，其他的站稱為“從站”。（4）遠程設備站：PLC網絡系統中，能同時處理二進制位、字的從站。（5）本地站：PLC網絡系統中，帶有CPU模塊并可以與主站以及其他本地站進行循環傳輸的站。（6）站數：PLC網絡系統中，所以物理設備（站）所占用的“內存站數”的綜合。子任務一：

通信的基礎知識3、PLC網絡的術語解釋（7）網關：又稱網間連接器、協議轉換器。（8）中繼器：用于網絡信號放大、調整的網絡互聯設備，能有效延長網絡的連接長度。（9）網橋：網橋將兩個相似的網絡連接起來，并對網絡數據的流通進行管理。（10）路由器：所謂路由就是指通過相互連接的網絡把信息源地點移動到目標地點的活動。（11）交換機：交換機是一種基于MAC地址識別，能完成封裝轉發數據包功能的網絡設備。子任務一：

通信的基礎知識4、OSI參考模型通信網絡的核心是OSI參考模型。（1）OSI參考模型的層次結構劃分子任務一：

通信的基礎知識（2）OSI參考模型各層的功能①物理層※通過物理傳輸比特（bit）流※建立、維護和取消物理連接※主要考慮傳輸數據所占用的時間、方式、物理連接的建立和終結，接口插件的引腳規格子任務一：

通信的基礎知識②數據鏈路層建立通信鏈路和拆除通信鏈路的過程,這個建立收發數據的關系就叫數據鏈路。主要功能：1、通過對上層協議棧進行標識通知對方數據所使用的協議類型。2、同時使用接收系統的硬件地址或物理地址來尋址。3、將比特信息加以組織封裝成數據幀（Frame）和數據鏈路的建立兩個子層。媒體訪問控制（MAC）：負責在物理層通信邏輯鏈路控制（LLC）：負責邏輯地標識不同協議類型和封裝傳輸網卡、網橋和交換機子任務一：

通信的基礎知識③網絡層定義了設備間通過邏輯地址傳輸數據，連接位于不同廣播域的設備，常用來組織路由。典型的網絡層設備是路由器。④、傳輸層建立會話連接，分配服務訪問點，允許數據進行可靠或者不可靠的傳輸。可以提供通信質量檢測服務。網關是互聯網設備中最復雜的，它是傳輸層及以上層的設備。子任務一：

通信的基礎知識⑤、會話層負責建立、管理和終止表示層實體間通信會話，處理不同設備應用程序間的服務請求和響應。⑥、表示層提供多種編碼用于應用層的數據轉化服務。⑦、應用層定義用戶及用戶應用程序接口與協議對網絡訪問的切入點。在工控領域常用的標準是MMS，用來描述制造業應用的服務和協議。子任務一：

通信的基礎知識學習小結：★通過學習，了解了通信的基本知識，RS-485串行接口、PLC網絡術語和OSI參考模型各層的功能。子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信學習任務：★S7-200PLC通信種類★ABB機器人I/O通信種類及常用標準I/O板★DSQC651和DSQC652板的配置，定義總線連接、數字輸入輸出、模擬輸出信號、組輸入輸出信號。子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信一、S7-200PLC通信西門子S7-200系列PLC支持PPT通信、MPI通信、Modbus通信、USS通信、自由口協議通信、FROFIBUS-DP現場總線通信、AS-I通信和以太網通信等。子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信1、PPI協議西門子內部協議，不公開，主/從協議，專門為S7-200開發的協議。S7-200系列中一些CPU如果在程序中允許PPI主站模式，則在RUN模式下可以作為主站，此時可以利用相關的通信指令來讀寫其他主機，同時它還可以作為從站來響應其他主站的申請或查詢。S7-200CPU的通信口（Port0、Port1）支持PPI通信協議，S7-200的一些通信模塊也支持PPI協議。Micro/WIN與CPU進行編程通信也通過PPI協議。子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信實際應用的PPI網絡子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信2、MPI網絡西門子內部協議，不公開。MPI適用于少數站點間通信，多用于連接上位機和少量PLC之間近距離通信。通過PROFIBUS電纜和接頭，將控制器S7-300或S7-400的CPU自帶的MPI編程口及S7-200CPU自帶的PPI通信口相互連接，以及與上位機網卡的編程口(MPI/DP口)通過PROFIBUS或MPI電纜連接即可實現。網絡中也可以不包括PC機而只包括PLC。子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信※MPI允許主－主通訊和主－從通訊。每個S7-200CPU通信口的連接數為4個。※對于MPI協議，S7－300和S7－400PLC可以用XGET和XPUT指令來讀寫S7－200的數據；S7200CPU中不需要編寫任何與通信有關的程序，只需要將要交換的數據整理到一個連續的V存儲區當中即可。※在MPI網絡上最多可以有32個站，一個網段的最長通信距離為50米（通信波特率為187.5Kbit/s時），更長的通信距離可以通過RS-485中繼器擴展——使用中繼器則可達到1000M，最多使用10個中繼器達到9100M。速率從19.2~12M。子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信※MPI協議不能與一個作為PPI主站的S7-200CPU通信，即S7-300或S7-400與S7-200通信時必須保證這個S7-200CPU不能再作PPI主站，Micro/WIN也不能通過MPI協議訪問作為PPI主站的S7-200CPU。S7-200CPU只能做MPI從站，即S7-200CPU之間不能通過MPI網絡互相通信，只能通過PPI方式互相通信。子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信3、自由口通信用戶可以通過PLC指令自己定義通訊協議，從而與任何公開通訊協議的RS-422或RS-232C接口設備進行通訊。子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信4、PROFIBUS-DP現場總線通信子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信※標準協議，公開。可以使用不同廠家的PROFIBUS設備。※PROFIBUS協議通常用于實現與分布式I/O（遠程I/O）的高速通訊。PROFIBUS網絡通常有一個主站和若干個I/O從站。PROFIBUS-DP的所有配置工作由主站完成，在主站中需配置從站地址及I/O。主站初始化網絡使網絡上的從站器件與配置相匹配。當一個DP主站成功配置了一個DP從站之后，它就擁有了這個從站器件。如果在網上有第二個主站器件，那么它對第一個主站的從站的訪問將會受到限制。子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信※S7-200CPU可以通過EM277PROFIBUS-DP從站模塊連入PROFIBUS-DP網，主站可以通過EM277對S7-200CPU進行讀/寫數據。EM277只能作為從站，所以兩個EM277之間不能通信。但可以由一臺PC機作為主站，訪問幾個連網的EM277。通過EM277模塊進行的PROFIBUS-DP通信，是最可靠的通信方式。※EM277模塊同時支持PROFIBUS-DP和MPI兩種協議。EM277模塊經常發揮路由功能，使CPU支持這兩種協議。EM277實際上是通信端口的擴展，這種擴展可以用于連接操作面板（HMI）等。子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信5、以太網（TCP/IP）協議西門子內部協議，不公開。通過以太網擴展模塊（CP243－1）或互聯網擴展模塊（CP243－1IT），S7－200能支持TCP/IP以太網通訊。子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信6、MODBUS協議標準協議，公開。ModBus協議是Modicon公司于1978年發明的一種用于電子控制器進行控制和通訊的通訊協議。通過此協議，控制器相互之間，控制器經由網絡(例如以太網)和其它設備之間可以進行通信。ModBus可以應用在支持ModBus協議的PLC和PLC之間，PLC和個人計算機之間，計算機和計算機之間，遠程PLC和計算機之間以及遠程計算機之間(通過Modem連接)。子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信二、ABB機器人I/O通信種類及常用標準I/O板1、關于ABB機器人I/O通信接口的說明（1）ABB標準I/O板提供的常用信號處理有數字輸入DI、數字輸出DO、模擬輸入AI、模擬輸出AO，以及輸送鏈跟蹤，常用的標準I/O板有DSQC651和DSQC652。（2）ABB機器人可以選配標準ABB的PLC，省去了與外部PLC進行通信設置的麻煩，并且可以在機器人的示教器上實現與PLC相關的操作。子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信ABB標準I/O板是掛在DeviceNet網絡上的，所以要設定模塊在網絡中的地址。常用的ABB標準I/O板，如表所示：序號型號說明1DSQC651分布式I/O模塊di8、do8、ao22DSQC652分布式I/O模塊di16、do163DSQC653分布式I/O模塊di8、do8帶繼電器4DSQC355A分布式I/O模塊ai4、ao45DSQC377A輸送鏈跟蹤單元子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信2、ABB標準I/O板DSQC651DSQC651板，主要提供八個數字輸入信號、八個數字輸出信號和兩個模擬輸出信號的處理。各模塊接口連接說明：（1）X1端子

X1端子接口包括8個數字輸出，地址分配，如表所示：子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信X1端子編號使用定義地址分配1OUTPUTCH1322OUTPUTCH2333OUTPUTCH3344OUTPUTCH4355OUTPUTCH5366OUTPUTCH6377OUTPUTCH7388OUTPUTCH83990V

1024V

子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信（2）X3端子

X3端子接口包括8個數字輸入，地址分配，如表所示：X3端子編號使用定義地址分配1INPUTCH102INPUTCH213INPUTCH324INPUTCH435INPUTCH546INPUTCH657INPUTCH768INPUTCH8790V

10未使用

子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信（3）X5端子X5端子是DeviceNet總線接口，端子使用定義，如表所示。其上的編號6～12跳線用來決定模塊（I/O板）在總線中的地址，可用范圍為10～63。X5端子編號使用定義10VBLACK2CAN信號線lowBLUE3屏蔽線4CAN信號線highWHITE524VRED6GND地址選擇公共端7模塊IDbit0（LSB）8模塊IDbit1（LSB）9模塊IDbit2（LSB）10模塊IDbit3（LSB）11模塊IDbit4（LSB）12模塊IDbit5（LSB）子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信（4）X6端子

X6端子接口包括2個模擬輸出，地址分配，如表所示：X6端子編號使用定義地址分配1未使用

2未使用

3未使用

40V

5模擬輸出ao10-156模擬輸出ao216-31子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信3、ABB標準I/O板DSQC652DSQC652板，主要提供16個數字輸入信號和16個數字輸出信號的處理。各模塊接口連接說明：（1）X1端子

X1端子接口包括8個數字輸出，地址分配，如表所示：X1端子編號使用定義地址分配1OUTPUTCH102OUTPUTCH213OUTPUTCH324OUTPUTCH435OUTPUTCH546OUTPUTCH657OUTPUTCH768OUTPUTCH8790V

1024V

子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信2.X2端子

X2端子接口包括8個數字輸出，地址分配，如表所示：X2端子編號使用定義地址分配1OUTPUTCH182OUTPUTCH293OUTPUTCH3104OUTPUTCH4115OUTPUTCH5126OUTPUTCH6137OUTPUTCH7148OUTPUTCH81590V

1024V

子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信（3）X4端子

X4端子接口包括8個數字輸入，地址分配，如表所示：X4端子編號使用定義地址分配1INPUTCH982INPUTCH1093INPUTCH11104INPUTCH12115INPUTCH13126INPUTCH14137INPUTCH15148INPUTCH161590V

10未使用

子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信三、ABB機器人IO板配置1、定義DSQC651板的總線連接定義DSQC651板總線連接的相關參數ABB標準I/O板都是下掛在DeviceNet現場總線下的設備，通過X5端口與DeviceNet現場總線進行通信。定義DSQC651板總線連接的相關參數，如表所示：參數名稱設定值說明NameBoard10設定I/O板在系統中的名字TypeofUnitD651設定I/O板的類型ConnectedtoBusDeviceNet1設定I/O板連接的總線DeviceNetAddress10設定I/O板在總線中的地址子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信總線連接操作步驟：①進入ABB主菜單，在示教器操作界面選擇“控制面板”。子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信②單擊“配置”。③進入到配置系統參數界面后，雙擊“DeviceNetDevice”，進行DSQC651模塊的選擇及其地址設定，子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信④單擊“添加”，新增然后進行編輯。⑤在進行添加時可以選擇模板中的值，單擊右上方下拉箭頭圖標，就能選擇使用的I/O板類型。子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信⑥在模板中選擇DSQC651I/O板，其參數值會自動生成默認值。⑦點擊界面黃色向下箭頭，下翻界面，找到“Address”這一項，雙擊“Address”選項，將Address的值改為10。子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信⑧單擊“確定”，返回參數設定界面。⑨參數設定完畢，單擊“確定”。子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信⑩彈出重新啟動界面，單擊“是”，重新啟動控制系統，確定更改。子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信2、定義數字輸入信號di1數字輸入信號di1的相關參數，如表所示：參數名稱設定值說明NameBoard10設定數字輸入信號的名字TypeofSignalDigitalInput設定信號的種類AssignedtoUnitBoard10設定信號所在的I/O模塊UnitMapping0設定信號所占用的地址子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信定義數字輸入信號di1的操作步驟：①單擊“控制面板”。②選擇“配置”。子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信③雙擊“Signal”項。④進入到如圖所示界面，單擊“添加”。子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信⑤要對新添加的信號進行參數設置，要雙擊參數進行修改，首先雙擊“Name”。⑥輸入“di1”，然后單擊“確定”。子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信⑦然后雙擊“TypeofSignal”，選擇“DigitalInput”。⑧接下來雙擊“AssignedtoDevice”，選擇“d651”。子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信⑨雙擊“DeviceMapping”。⑩輸入“0”，單擊“確定”。子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信?單擊“確定”。?在彈出窗口中單擊“是”，重啟控制器以完成設置。子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信3、定義數字輸出信號do1數字輸出信號do1的相關參數，如表所示：參數名稱設定值說明NameBoard10設定數字輸入信號的名字TypeofSignalDigitalInput設定信號的種類AssignedtoUnitBoard10設定信號所在的I/O模塊UnitMapping32設定信號所占用的地址子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信定義數字輸出信號do1的操作步驟：①單擊“控制面板”，進入到控制面板界面。②選擇“配置”。子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信③雙擊“Signal”項。④進入到如圖所示界面，單擊“添加”。子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信⑤雙擊參數進行修改，首先雙擊“Name”。⑥輸入“do1”，然后單擊“確定”。子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信⑦然后雙擊“TypeofSignal”，選擇“DigitalOutput”。⑧接下來雙擊“AssignedtoDevice”，選擇“d651”。子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信⑨雙擊“DeviceMapping”。⑩輸入“32”，單擊“確定”。子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信?單擊“確定”。?在彈出窗口中單擊“是”，重啟控制器以完成設置。子任務二：S7-200PLC與工業機器人的通信4、定義模擬輸出信號ao1模擬輸出信號ao1的相關參數，如表所