可編程序控制器應(yīng)用教程

第8章通信及網(wǎng)絡(luò)

8.1通信及網(wǎng)絡(luò)概述

8.2通信實(shí)現(xiàn)

8.3網(wǎng)絡(luò)通信8.4自由口通信

8.1通信及網(wǎng)絡(luò)概述

8.1.1通信方式

8.1.2網(wǎng)絡(luò)概述

8.1.3

S7-200通信及網(wǎng)絡(luò)

返回本章首頁8.1.1通信方式

1.基本通信方式

2.異步串行通信

3.通信接口

1.基本通信方式

（1）并行通信

（2）串行通信

（3）串行通信分類

（1）并行通信并行通信方式一般發(fā)生在可編程序控制器的內(nèi)部各元件之間、主機(jī)與擴(kuò)展模塊或近距離智能模板的處理器之間。并行傳送時(shí)，一個(gè)數(shù)據(jù)的所有位同時(shí)傳送，因此，每個(gè)數(shù)據(jù)位都需要一條單獨(dú)的傳輸線，信息有多少二進(jìn)制位組成就需要多少條傳輸線，如下圖8.1所示。圖8.1并行通信（2）串行通信串行通信多用于可編程序控制器與計(jì)算機(jī)之間，多臺(tái)可編程序控制器之間的數(shù)據(jù)傳送。傳送時(shí)，數(shù)據(jù)的各個(gè)不同位分時(shí)使用同一條傳輸線，從低位開始一位接一位按順序傳送，數(shù)據(jù)有多少位就需要傳送多少次，如下圖8.2所示。（3）串行通信分類

按時(shí)鐘串行通信按時(shí)鐘可分為同步傳送和異步傳送兩種方式。異步傳送：允許傳輸線上的各個(gè)部件有各自的時(shí)鐘，在各部件之間進(jìn)行通信時(shí)沒有統(tǒng)一的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，相鄰兩個(gè)字符傳送數(shù)據(jù)之間的停頓時(shí)間長短是不一樣的，它是靠發(fā)送信息時(shí)同時(shí)發(fā)出字符的開始和結(jié)束標(biāo)志信號(hào)來實(shí)現(xiàn)的，如圖8.4所示。

按方向串行通信按信息在設(shè)備間的傳送方向又為分單工、半雙工和全雙工三種方式。分別如圖8.3中的（a）、（b）和（c）所示。圖8.3單工、半雙工和雙工圖8.4異步串行傳送數(shù)據(jù)格式2.異步串行通信

（1）傳送字符數(shù)據(jù)格式

（2）波特率

3.通信接口

（1）RS232接口

（2）RS485接口

（3）RS422接口

返回本節(jié)8.1.2網(wǎng)絡(luò)概述

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)概述

（1）簡單網(wǎng)絡(luò)

（2）多級(jí)網(wǎng)絡(luò)

2.通信協(xié)議

（1）通用協(xié)議

（2）公司專用協(xié)議

1.網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)概述

（1）簡單網(wǎng)絡(luò)多臺(tái)設(shè)備通過傳輸線相連，可以實(shí)現(xiàn)多設(shè)備間的通信，就形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。下圖8.5就是一種最簡單的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，它由單主設(shè)備和多個(gè)從設(shè)備構(gòu)成。（2）多級(jí)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)代大型工業(yè)企業(yè)中，一般采用多級(jí)網(wǎng)絡(luò)的形式，可編程序控制器制造商經(jīng)常用生產(chǎn)金字塔結(jié)構(gòu)來描述其產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)的功能。這種金字塔結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：上層負(fù)責(zé)生產(chǎn)管理，底層負(fù)責(zé)現(xiàn)場檢測與控制，中間層負(fù)責(zé)生產(chǎn)過程的監(jiān)控與優(yōu)化。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）對(duì)企業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)確立了初步的模型，如圖8.6所示。

圖8.6ISO企業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)模型2.通信協(xié)議

（1）通用協(xié)議

國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO（InternationalStandardOrganization）于1978年提出了開放系統(tǒng)互聯(lián)OSI（OpenSystemsInterconnection）的模型，它所用的通信協(xié)議一般為7層，如下圖8.7所示。圖8.7通用協(xié)議模型（2）公司專用協(xié)議低層子網(wǎng)和中層子網(wǎng)一般采用公司專用協(xié)議，尤其是最底層子網(wǎng)，由于傳送的是過程數(shù)據(jù)及控制命令，這種信息較短，但實(shí)時(shí)性要求高。公司專用協(xié)議的層次一般只有物理層、鏈路層及應(yīng)用層，而省略了通用協(xié)議所必須的其他層，信息傳送速率快。返回本節(jié)8.1.3

S7-200通信及網(wǎng)絡(luò)

1.字符數(shù)據(jù)格式

2.網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)

3.通信類型及協(xié)議

4.通信設(shè)備

1.字符數(shù)府據(jù)格式（1）10位字符夠數(shù)據(jù)傳送數(shù)椒據(jù)由1個(gè)起始小位、8個(gè)數(shù)據(jù)晌位、無趙校驗(yàn)位縫、一個(gè)湖停止位政組成。愚傳送速送率一般右為960瞇0波特。（2）11位字符數(shù)雨據(jù)傳送數(shù)據(jù)擊由1個(gè)起始位充、8個(gè)數(shù)據(jù)睬位、1個(gè)偶校驗(yàn)尤位、一個(gè)垃停止位組臂成。傳送亂速率一般綱為960甘0波特或192鉛00波特。2.網(wǎng)絡(luò)層次拌結(jié)構(gòu)西門子公襖司的生產(chǎn)還金字塔由4級(jí)組成，鞭由下到上仆依次是：丘過程測量艷與控制級(jí)謠、過程監(jiān)悶控級(jí)、工沒廠與過程射管理級(jí)、惰公司管理效級(jí)。S7系列的網(wǎng)蘇絡(luò)結(jié)構(gòu)如需右圖8.8所示。圖8.8幫西門子姿生產(chǎn)金字軋塔及網(wǎng)絡(luò)3.通信類現(xiàn)型及協(xié)互議（1）通用者協(xié)議（2）公司專丘用協(xié)議PPI協(xié)議MPI協(xié)議Prof陣ibus協(xié)議自由口存協(xié)議（3）通信類女型可編程塵序控制巧器常見掘的有以思下類型捏：把計(jì)算區(qū)機(jī)或編扮程器作風(fēng)為主站縫、把操綠作員界勸面作為碗主站和遍把PLC作為主舊站等類噸型，這既幾種類瘡型又各好有兩種仗連接：籃單主站售和多主豆站。圖8.9媽單主站株結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)圖8.1塊0多主酸站結(jié)構(gòu)網(wǎng)劑絡(luò)4.通信設(shè)備（1）通信企口S7-役200揮CP植U主機(jī)上葵的通信映口是符尊合歐洲色標(biāo)準(zhǔn)EN討501絡(luò)70中Pro弟fib葵us標(biāo)準(zhǔn)的RS-縫485兼容9針D型接口。猛接口引腳案如圖8.11所示，端樸口0或端口1的引腳諸與Pro杏fib揭us的名稱對(duì)社應(yīng)關(guān)系如鴨表8.1所示。圖8.悶11RS-4辯85引腳（2）網(wǎng)絡(luò)這連接器網(wǎng)絡(luò)連煮接器可劃以用來犧把多個(gè)鄉(xiāng)豐設(shè)備很遭容易地運(yùn)連接到微網(wǎng)絡(luò)中躁。網(wǎng)絡(luò)茄連接器切有兩種岡類型：初一種是坐僅提供芝連接到上主機(jī)的爺接口，約另一種匠增加了拴一個(gè)編悠程接口齡。帶有稿編程口拐的連接傻器可以玻把編程沒器或操偶作員面鄙板直接涂增加到維網(wǎng)絡(luò)中勤，編程懲口傳遞熄主機(jī)信泰號(hào)的同砌時(shí)，為澡這些設(shè)妥備提供倘電源，啊而不用擇另加電聞源。（3）通信誘電纜網(wǎng)絡(luò)電纜PC/P黃PI電纜表8.2各開關(guān)與層參數(shù)關(guān)系年對(duì)應(yīng)表（4）網(wǎng)絡(luò)中慶繼器網(wǎng)絡(luò)中劣繼器在Prof無ibus可以用來撕延長網(wǎng)絡(luò)陜的距離、包允許給網(wǎng)半絡(luò)加入設(shè)業(yè)備、隔離綢不同網(wǎng)絡(luò)央段，每個(gè)潑中繼器為三網(wǎng)絡(luò)段提等供偏置和謠終端匹配雄。每個(gè)網(wǎng)長絡(luò)中最樹多可以份有9個(gè)中繼總器，每旨個(gè)中繼洞器最多熱可再增飽加32個(gè)設(shè)備。（5）調(diào)制解姨調(diào)器用調(diào)制蹈解調(diào)器沃可以實(shí)輪現(xiàn)計(jì)算牌機(jī)或編享程器與PLC主機(jī)之屋間的遠(yuǎn)監(jiān)距離通俊信。以11位調(diào)制解勵(lì)調(diào)器為例段，通信連稅接如下圖8.1日2所示。返回本節(jié)8.2通信實(shí)淡現(xiàn)8.2.啄1確立通爺信方案8.2墻.2參數(shù)組態(tài)返回本章杏首頁8.2嫌.1確立通縫信方案包括根括據(jù)實(shí)際鹽通信需剛要選擇冶單主站朽或多主含站，同摸時(shí)確定示各站的盜編號(hào)；姓選擇實(shí)賓現(xiàn)通信洽的硬件我，如選擾擇用PC/P猴PI電纜，計(jì)還是用CP卡、MPI卡、EM2始77通信模塊顆或調(diào)制解婚調(diào)器等。這幾種通忠信硬件的趕性能如表8.3所示。返回本右節(jié)8.2刻.2參數(shù)組態(tài)1.問通信設(shè)想置2.安位裝或刪除銅通信接口3.參數(shù)設(shè)置通信設(shè)置圖8.1嶄3通信墻設(shè)置狀態(tài)圖8.蛛14劍通信設(shè)窯置2.安裝或刪勉除通信接幟口（1）安裝接柳口（2）刪除接字口圖8.拋15謹(jǐn)安裝/酸刪除3.參數(shù)設(shè)置在圖7.1興4所示的對(duì)油話框，單膠擊Pro用per貨tie蹲s按鈕，囑將彈出映參數(shù)設(shè)育置對(duì)話兵框，如啦圖8.1表6所示。其相中有兩個(gè)表選項(xiàng)卡：PPI選項(xiàng)卡杜和Loca峽lCo編nnec返tion選項(xiàng)卡。圖8.菌16遠(yuǎn)參數(shù)設(shè)鑰置（PPI選項(xiàng)卡）返回本鳳節(jié)8.3網(wǎng)絡(luò)通信8.3.剩1控制寄存男器和傳送熄數(shù)據(jù)表8.3.雪2網(wǎng)絡(luò)指令8.3.瞎3應(yīng)用實(shí)葛例返回本章首首頁8.3爺.1控制寄存勺器和傳送急數(shù)據(jù)表1.控制寄存繳器將特殊標(biāo)搖志寄存器閘中的SMB3盟0和SMB賴130的低2位置為2#1盾0，其他位淚為0，即SMB業(yè)30和SMB飛130的值為16#2，則可以怠控制將S7-2則00C雹PU設(shè)置為PPI主站模案式。2.傳送數(shù)據(jù)倆表（1）數(shù)據(jù)真表格式執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)徹讀寫指令胳時(shí)，PPI主站與略從站之霞間的數(shù)攜據(jù)以數(shù)郊據(jù)表的籍格式傳扇送。傳袋送數(shù)據(jù)藝表的程做式描述擾如表8.4所示。表8.4傳送數(shù)據(jù)楊表格式（2）狀態(tài)字抄節(jié)傳送數(shù)據(jù)痕表中的第氧一個(gè)字節(jié)額為狀態(tài)字憐節(jié)，各位紅及其的含演義如下：E1、E壓2、E3疫、E4錯(cuò)誤編腿碼。如滿果執(zhí)行蓄指令后E位為1，乖則由這4童位返回一秀個(gè)錯(cuò)誤碼壞。這4位痰組成的錯(cuò)閣誤編碼及存含義如表但8.5所萬示。表8.5錯(cuò)誤編碼返回本辯節(jié)8.3.鎮(zhèn)2網(wǎng)絡(luò)指令網(wǎng)絡(luò)指傍令有兩攻條：NET察R和NETW。1.N淋ETR指令NETR，網(wǎng)絡(luò)讀指猾令。使能奴輸入有效坑時(shí)，指令璃初始化通乓信操作，茫通過通信介端口PORT從遠(yuǎn)程幸設(shè)備上分接收數(shù)堤據(jù)并形奇成數(shù)據(jù)稈表TBL。NET術(shù)R指令最多捷可從遠(yuǎn)程襲站點(diǎn)上讀16個(gè)字節(jié)鑒的信息聯(lián)。指令格勺式：NET兇R T瀉BL,償PO喝RT例：NETR拒VB2偏00,片02.NETW指令NET于W網(wǎng)絡(luò)讀拴指令。迎使能輸干入有效籍時(shí)，指值令初始虎化通信尖操作，樓通過端鐘口POR龜T將數(shù)據(jù)織表TBL中的數(shù)出據(jù)發(fā)送卷到從遠(yuǎn)蠢程設(shè)備閱。NETW指令最關(guān)多可向滔遠(yuǎn)程站極點(diǎn)上寫16個(gè)字節(jié)棍的信息鐮。指令格式判：NET澤W伸TB排L,擔(dān)POR違T使能流秩輸出ENO為0的出錯(cuò)罰條件為臂：SM4巧.3（運(yùn)行時(shí)間宗），000捷6（間接蓋尋址）掙。返回本節(jié)8.3蘋.3應(yīng)用實(shí)瓦例有一簡濕單網(wǎng)絡(luò)埋，結(jié)構(gòu)牧如下圖8.17所示。繭其中TD2義00為主站奴，在RUN模式下，CPU題22味4在用戶程曉序中允許PPI主站模杜式，可憶以利用NETR和NET桌W指令來不戀斷讀寫兩晶個(gè)CPU尾221模塊中獻(xiàn)的數(shù)據(jù)孫。操作要求艱：站4要讀寫漫兩個(gè)遠(yuǎn)渾程站（郵站2和站3）的狀騾態(tài)字節(jié)負(fù)和計(jì)數(shù)悼值（分漠別放在VB1法00和VW1架01中）。每如果某瞇個(gè)遠(yuǎn)程嫩站中的抱計(jì)數(shù)值許達(dá)到200，站4將發(fā)生臨一定動(dòng)沙作，并滲將該遠(yuǎn)塞程站的朽計(jì)數(shù)值蠻清0，重新計(jì)晝數(shù)。CPU辨224通信端與口號(hào)為0，從VB2辱00開始設(shè)崇置接收肅和發(fā)送爐緩沖區(qū)濁。接收斃緩沖區(qū)充從VB20棕0開始，叔發(fā)送緩獄沖區(qū)從VB2聽50開始，賀內(nèi)容如粒表8.6所示。翁該網(wǎng)絡(luò)裹通信用劫戶程序甩如圖8.1習(xí)8所示。表8.6緩沖區(qū)設(shè)軍置圖8.崇18連網(wǎng)絡(luò)睛程序?qū)嵡评?判）圖8.1寇8網(wǎng)絡(luò)率程序?qū)嵗剑?）返回本節(jié)8.4自由口通逝信8.4.奇1相關(guān)寄存暑器及標(biāo)志8.4.倍2自由口指賺令8.4拜.3應(yīng)用實(shí)耕例返回本章遠(yuǎn)首頁8.4螺.1相關(guān)寄存乳器及標(biāo)志1.控制寄存歌器2.特殊標(biāo)志蒙位及中斷3.特殊存壯儲(chǔ)器字區(qū)節(jié)1.控制寄滴存器SMB3壁0控制和盞設(shè)置通口信端口0，如果PLC主機(jī)上掌有通信妹端口1，則用SMB1騙30來進(jìn)行控域制和設(shè)置碗。SMB3韻0和SMB1蒸30的各位及轉(zhuǎn)其的含義存如下：（1）PP位：奇甩偶選擇（2）D位：有效蕉位數(shù)（3）BBB位：自蹲由口波侍特率（4）MM位：協(xié)立議選擇2.特殊標(biāo)志盯位及中斷中斷接收中嫁斷：中秀斷事件爺號(hào)為8（口0）和25（口1）。發(fā)送完成王中斷：中幅斷事件號(hào)佳為9（口0）和26（口1）。接收完轟成中斷率：中斷杯事件號(hào)扎為23（口0）和24（口1）。特殊標(biāo)志掃位SM4.滾5和SM4.闊6：分別用沸來表示賄口0和口1發(fā)送空閑用狀態(tài)3.特殊存儲(chǔ)良器字節(jié)接收信息荒時(shí)用到一位系列特殊礎(chǔ)功能存儲(chǔ)壺器。對(duì)端裂口0用SMB8輸6到SMB9煎4；對(duì)端口1用SMB1搬86到SMB1杯94。各字節(jié)情及內(nèi)容監(jiān)描述如笛下表8.7所示。返回本節(jié)8.4.浙2自由口指呆令1.XMT指令XMT，發(fā)送指計(jì)令。使歐能輸入啊有效時(shí)瞧，指令載初始化行通信操丹作，通盲過通信羽端口POR急T將數(shù)據(jù)怎表TBL中的數(shù)顯據(jù)發(fā)送緊到遠(yuǎn)程吳設(shè)備。發(fā)送緩沖儀區(qū)（數(shù)據(jù)厲表）TBL的格式如俘表8.8所示。2.RCV指令RCV，接收指令估。使能輸悠入有效時(shí)驗(yàn)，指令初逢始化通信歇操作，通境過通信端屑口PORT從遠(yuǎn)程設(shè)歉備上接收眨數(shù)據(jù)并放倒到緩沖區(qū)諷（數(shù)據(jù)表弟）TBL。接收