1、1,講解內容： 第八章S7-200PLC網絡通訊技術及應用 8.1 工業網絡結構 8.2 工業通訊網絡基礎知識 8.3 S7-200PLC通訊網絡概述 8.4 S7-200PLC的通訊接口及網絡部件 8.5S7-200PLC通訊指令及應用 8.6通訊網絡設計注意事項 學習說明 ： 本章是學習PLC程序設計知識。重點掌握： 1 工業通信網絡的串行通信 2 S7-200PLC的PPI、自由口通信協議 3 S7-200PLC的PPI、自由口網絡結構 4 PPI、自由口通信指令及其應用 5 工業通信網絡設計要點,現代電器與PLC技術第八章,2,8.1 工業網絡結構,1、工業網絡定義：工業網絡是指應用于

2、工業的計算機網絡。具體地說，工業網絡是在一個企業范圍內，將信號檢測和數據傳送、處理、計算、控制等設備或系統連接在 一起，以實現企業內部的資源共享，信息管理、過程控制、經營決策，并能夠訪問企業外部資源和提供有限的外部訪問，使得企業的生產、管理和經營能夠高效地協調運作，從而實行企業集成管理和控制的一種網絡環境。,3,8.1 工業網絡結構,2、工業網絡系統的層次結構： 1）按網絡系統分： 2)按網絡功能分：,4,8.2通信網絡的基礎知識,8.2.1數據編碼,返回本章首頁,5,8.2通信網絡的基礎知識,8.2.2數據的通信方式(數據流動方向) 1.單工通信方式 2.半雙工通信方式 3.全雙工通信方式,

3、6,8.2通信網絡的基礎知識,8.2.3數據傳輸方式 1.并行傳輸和串行傳輸 并行傳輸:一個數據的所有位同時傳送。每個數據位都需要一條單獨的傳輸線，信息由多少二進制位組成就需要多少條傳輸線，如下圖a所示。 串行傳輸：數據的各個不同位分時使用同一條傳輸線，從低位開始一位接一位按順序傳送，數據有多少位就需要傳送多少次，如圖b所示。,a并行傳輸,b串行傳輸,7,8.2通信網絡的基礎知識,8.2.3數據傳輸方式(續) 2.同步傳輸和異步傳輸 異步傳送：允許傳輸線上的各個部件有各自的時鐘，在各部件之間進行通信時沒有統一的時間標準，相鄰兩個字符傳送數據之間的停頓時間長短是不一樣的，它是靠發送信息時同時發出

4、字符的開始和結束標志信號來實現的，如下圖所示。 優點：硬件結構簡單，傳送效率低，主要用于中低速的通信,a并行傳輸,異步傳輸,8,8.2通信網絡的基礎知識,8.2.3數據傳輸方式(續) 2.并行傳輸和串行傳輸 同步傳送：發送方和接收方應使用同一個時鐘脈沖。以字節為單位同步傳送，每次傳送1-2個同步字符、若干個數據字節和校驗字符。 同步字符的作用:起聯絡作用，用他來通知接收方開始接收數據。 優點：傳輸效率較高 缺點：軟、硬件價格高，是異步傳送的8-12倍。,9,8.2通信網絡的基礎知識,8.2.4傳輸介質 傳送介質:同軸電纜、雙絞線、光纜、無線電、紅外微波、微波等.,10,8.2通信網絡的基礎知識

5、,8.2.5主要拓撲結構,環形,樹形,總線型,星形,11,8.2通信網絡的基礎知識,8.2.6串行通信接口 串行通信接口類型：RS232接口、RS422接口、RS485接口 （1）RS232接口 ：RS232采用負邏輯，最大通信距離為15米，最高傳輸速率為20bit/s，只能進行一對一通信，既單端發送單端接收。 （2）RS422接口：采用差動接收、差動發送的方式傳送數據，全雙工工作方式，抗干擾能力高，傳送距離遠。 （3） RS485接口 ：采用差動接收、平衡發送的方式傳送數據，半雙工工作方式，抗干擾能力高，傳送距離遠。,12,8.2通信網絡的基礎知識,8.2.6串行通信接口 串行通信接口類型：

6、RS232接口、RS422接口、RS485接口 （1）RS232接口 ：RS232采用負邏輯，最大通信距離為15米，最高傳輸速率為20bit/s，只能進行一對一通信，既單端發送單端接收。 （2）RS422接口：采用差動接收、差動發送的方式傳送數據，全雙工工作方式，抗干擾能力高，傳送距離遠。 （3） RS485接口 ：采用差動接收、平衡發送的方式傳送數據，半雙工工作方式，抗干擾能力高，傳送距離遠。,13,8.2通信網絡的基礎知識,8.2.7通信協議 通信協議定義：通信雙方如何交換信息所建立的一些規定和過程，稱為通信協議。 通信協議的類型：通用協議、公司專用協議,14,8.3.1西門子公司網絡結構

7、,8.3S7-200PLC通信網絡概述,15,8.3.2S7-200PLC支持的通信協議,1.通信協議及幾個基本概念,1）通訊協議,16,8.3.2S7-200PLC支持的通信協議（續）,1.通信協議及幾個基本概念（續）,（2）主站和從站 主站：可以主動發起數據通信、讀/寫站點的數據。 從站：從動不能主動發起通信，進行數據交換，只能響應主站的訪問，提供或接收數據，從站不能訪問主站。 （3）單主站網絡和多主站網絡 單主站網絡：只有一個主站，其他通訊設備都處于從站通信模式的網絡。 多主站網絡：一個通訊網絡中有多個通訊主站，稱為多主站網絡。 （4）服務器和客戶端：服務器提供智能設備的相關數據，客戶端

8、則作為數據使用方從服務器請求服務。即服務器總是等待客戶端發出數據訪問。 （5）編程通信和數據通信 編程通信：使用編程軟件，通過各種網絡，最終多S7-200的CPU進行各種編程操作。 數據通信：S7-200PLC之間或與其他通信對象之間，進行數據通信的，不一定支持編程通信方式,8.3S7-200PLC通信網絡概述,17,8.3.2S7-200PLC支持的通信協議（續）,2.編程通信,S7-200的編程通信方式： （1）通過PC/PPI電纜，與單個或者網絡中的CPU通信口（或EM277通信口）通信。 （2）通過CP（通信處理器）卡，與單個或者網絡中的CPU通信口（或EM277通信口）通信。 （3）

9、通過本地計算機上安裝的Modem(調制解調器），經過公共或內部電話網，與安裝EM241模塊的CPU通信。 （4）通過本地計算機上的以太網卡，經過以太網與安裝了CP243-1以太網模塊的CPU通信。 （5）通過PC Adapter USB(S7-300/400USB口串行編程電纜）與CPU通信口（或EM277通信口）通信。 （6）使用PC/PPI電纜連接PC和PLC進行通訊。,8.3S7-200PLC通信網絡概述,18,8.3.2S7-200PLC支持的通信協議（續）,3.數據通信方式,（1） S7-200PLC之間通信。 （2） S7-200PLC與S7-300/400PLC之間的通信。 （3

10、） S7-200PLC與西門子變頻器之間的通信。 （4） S7-200PLC與其他上位機軟件間的通信。 （5） S7-200PLC與第三方PLC之間的通信。 （6）S7-200PLC與第三方HMI之間的通信。 （7）S7-200PLC與第三方變頻器之間的通信。 （8）S7-200PLC與其他串行通信設備之間的通信。,8.3S7-200PLC通信網絡概述,19,8.3.3S7-200PLC通信接口及網絡部件,1. 通信口,（1）S7-200PLC CPU上的通信口： CPU221、CPU222、CPU224有一個RS485口。 CPU224XP、CPU226有二個RS485口。 （2） S7-2

11、00CPU上的通信口支持的通信協議： PPI協議： MPI協議： 自由口協議 （3）S7-200CPU上的通信口所連接的設備,8.3S7-200PLC通信網絡概述,20,8.3.3S7-200PLC通信接口及網絡部件,1. 通信口,（3）S7-200CPU上的通信口所連接的設備 安裝了編程軟件Micro/WIN的編程計算機； 其他S7-200CPU的通信口 7-300/400的MPI通信口 西門子的HMI設備 OPC Server(PC Access V1.0) 其他串行通信設備 第三方HMI,8.3S7-200PLC通信網絡概述,21,8.3.3S7-200PLC通信接口及網絡部件,2. 網

12、絡連接器,網絡連接器的類型： 網絡連接器的優點： （1）連接器中集成有終端電阻，可以方便地接入或去除； （2）可以快速方便地連接數據線和屏蔽線； （3）提供獨立的輸入和輸出電纜接口； （4）當接入終端電阻時，輸出電纜端自動隔離； （5）帶編程口的連接器提供方便的診斷和編程工具連接接口。,8.3S7-200PLC通信網絡概述,22,8.3.3S7-200PLC通信接口及網絡部件,3. 通信距離和中繼器,1）網端通信最大長度,8.3S7-200PLC通信網絡概述,23,8.3.3S7-200PLC通信接口及網絡部件,3. 通信距離和中繼器,2）中繼器的作用 （1）增加網絡長度 （2）增加設備數量

13、（3）電氣隔離,8.3S7-200PLC通信網絡概述,4. 電纜,標準的PROFIBUS-DP A型電纜數據,24,8.4.1PPI通信 1、PPI通道 PPI通信網絡：點對點通信。 PPI通信支持的波特率：9.6kbit/s 19.2kbit/s 187.5kbit/s 注意：在一個網絡中最多只能有32個主站。,8.4S7-200PLC的通信與網絡配置,25,8.4.1PPI通信 2、PPI網絡配置舉例 1）單主站的PPI網絡 2）多主站的PPI網絡 3）復雜的PPI網絡,8.4S7-200PLC的通信與網絡配置,26,8.4.2自由口模式通信 特點：自由口模式通信用戶通過程序對通信口進行操

14、作，用戶自己定義通信協議，該通信方式使通信的范圍大大增大，使控制系統的配置更加靈活。 自由口模式通信的波特率：1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600或112500bit/s,8.4S7-200PLC的通信與網絡配置,27,8.4.3 MPI通信 特點：多點通信，MPI協議可以是主/從協議，也可以是主/主協議。 8.4.4PROFIBUS總線 8.4.5AS- i總線 特點:它通過高柔性和高可靠性的單根電纜把現場具有通信能力的傳感器和執行器方便的連接起來,組成AS-i網絡。 8.4.6工業以太網 S7-200與以太網通信的模塊:CP243-1、CP243-1

15、IT,8.4S7-200PLC的通信與網絡配置,28,8.5.1 網絡讀、寫指令及應用 S7-200CPU網絡讀寫指令的作用：用于S7-200CPU之間的通信，網絡讀寫指令只能在網絡中充當主站PLC執行，從站PLC不必作通訊編程，只需準備通訊數據。 一、指令格式 1.網絡讀NETR（Network Read)的指令格式 梯形圖 語句表 NETR TBL,PORT,8.5S7-200PLC的通信指令及應用舉例,指令功能:NETR，網絡讀指令。使能輸入有效時，可以通過指令指定的通信口（PORT） ，從另外的S7-200PLC上接收數據并將接收到的數據存儲到指定的緩沖區表（TBL）中。NETR指令最

16、多可從遠程站點上讀16個字節的信息。TBL：緩沖區首字節;PROT：CPU226為1或0、其余為0,29,8.5.1 網絡讀、寫指令及應用 2.網絡寫NETW(Network Write)指令格式 梯形圖 語句表 NETW TBL,PORT,8.5S7-200PLC的通信指令及應用舉例,NETW網絡讀指令。使能輸入有效時，可以通過指令指定的通信口（PORT）將數據表TBL中的數據發送到從站的遠程設備。NETW指令最多可向遠程站點上寫16個字節的信息。TBL：緩沖區首字節;PROT：CPU226為1或0、其余為0,30,3、網絡讀/寫指令使用說明,1）TBL指定被讀寫的網絡通信數據表，尋址的寄存

17、器為VB、BM、*VD、*AC。 2）PROT指定通信口0或1。 3）同一個PLC的用戶程序中可以有任意條網絡讀寫指令，但同一時刻只能有最多8條網絡讀指令或網絡寫指令激活。 4）在西門子S7網絡中，S7-200被默認為PPI從站。要執行網絡讀寫指令，必須用程序把S7-200設置成主站模式，SMB30對應端口0，SMB130對應端口1。 5）NETR/NETW指令:主要應用與PPI協議網絡讀寫指令操作。,8.5S7-200PLC的通信指令及應用舉例,31,二、控制寄存器和傳送數據表,1. 控制寄存器 將特殊標志寄存器中的SMB30和SMB130的低2位置為2#10，其他位為0，即SMB30和SM

18、B130的值為16#2，則可以控制將S7-200 CPU設置為PPI主站模式。 2. 傳送數據表 （1）數據表格式 執行網絡讀寫指令時，PPI主站與從站之間的數據以數據表的格式傳送。傳送數據表的格式描述如表8.4所示。,8.5S7-200PLC的通信指令及應用舉例,32,TBL表8.4 傳送數據表格型式,遠程站被訪問數據的字節數1-16,8.5S7-200PLC的通信指令及應用舉例,33,3.狀態字節 傳送數據表中的第一個字節為狀態字節，各位及其的含義如下：,D:操作已完成為,0=未完成、1=完成 A:激活,0=未激活、1=已激活 E：錯誤，0=無錯誤、1=有錯誤 E1、E2、E3、E4錯誤編

19、碼。如果執行指令后E位為1，則由這4位返回一個錯誤碼。這4位組成的錯誤編碼及含義如表8.5所示。,激活：讀寫操作是否有效，有效為1，無效為0,8.5S7-200PLC的通信指令及應用舉例,34,表8.5 錯誤編碼,返回本節,8.5S7-200PLC的通信指令及應用舉例,35,4.網絡讀/寫指令程序組成,1）主程序：調用初始化子程序、執行網絡讀寫指令。 2）初始化子程序：初始化通信口，為讀寫指令準備數據緩沖區 （1）將SMB130、 SMB30后兩位設置為10 （2）清除網絡讀寫指令緩沖區的狀態字節 （3）裝入遠程站的地址 （4）裝入遠程站數據緩沖區的首字節地址的地址 （5）裝入數據長度,8.5

20、S7-200PLC的通信指令及應用舉例,36,三、讀寫指令應用實例,有一簡單網絡，結構如下圖8.17所示。其中TD200為主站，在RUN模式下，CPU 224在用戶程序中允許PPI主站模式，可以利用NETR和NETW指令來不斷讀寫兩個CPU 221模塊中的數據。,8.5S7-200PLC的通信指令及應用舉例,37,操作要求： 站4要讀寫兩個遠程站（站2和站3）的狀態字節和計數值（分別放在VB100和VW101中）。如果任一遠程站的計數值達到200，站4將發生一定動作，并將該遠程站的計數值清0，重新計數。 CPU 224通信端口號為0，從VB200開始設置接收和發送緩沖區。讀緩沖區從VB200開

21、始，寫緩沖區從VB250開始，內容如表8.6所示。該網絡通信用戶程序如圖8.18所示。,8.5S7-200PLC的通信指令及應用舉例,38,表8.6 緩沖區設置,8.5S7-200PLC的通信指令及應用舉例,39,圖8.18 網絡程序實例（1）,8.5S7-200PLC的通信指令及應用舉例,40,圖8.18網絡程序實例（2）,返回本節,8.5S7-200PLC的通信指令及應用舉例,圖8.18 網絡程序實例（2）,41,8.5.2發送與接收指令及應用 一、發送與接收指令1.發送與接收指令(XMT/RCV指令)的作用:XMT/RCV指令作用：主要應用于自由通信模式下以及控制變頻器的USS協議指令。

22、自由通信口：S7-200的串行通信口可以由用戶程序進行控制，這種操作模式稱為自由端口模式。注意；只有CPU處于RUN狀態，才能進行自由端口通信,返回本章首頁,8.5S7-200PLC的通信指令及應用舉例,42,8.5.2發送與接收指令及應用 2.發送與接收指令(XMT/RCV指令)的格式: 1)發送指令 梯形圖: 語句表: XMT TBL,PROT,返回本章首頁,8.5S7-200PLC的通信指令及應用舉例,指令功能:。使能輸入有效時，通過通信端口PORT將數據表TBL中的數據發送到遠程設備。發送緩沖區（數據表）TBL的格式如表8.8所示:,43,8.5.2發送與接收指令及應用 2.發送與接收指令(XMT/RCV指令)的格式: 2)接收指令 梯形圖: 語句表: RCV TBL,PROT,8.5S7-200PLC的通信指令及應用舉例,指令功能:。使能輸入有效時，通過通信端口PORT從遠程設備上接收數據并放到緩沖區（數據表）TBL。接收緩沖區TBL的格式如表8.9所示：,44,8.5.2發送與接收指令及應用 4.端口的初始化與控制字節,8.5S7-200PLC的通信指令及應用舉例,45,8.5.2發送與接收指令及應用 5.特殊存儲器字節接收信