第8章網(wǎng)絡(luò)通信.ppt

1、2008.1,Copyright by Wang Yonghua (),1,本章內(nèi)容,工業(yè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí) S7-200 PLC的網(wǎng)絡(luò)通信 S7-200 PLC的通信與網(wǎng)絡(luò)配置 S7-200 PLC的通信指令及應(yīng)用 通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng), S7-200 PLC網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及應(yīng)用,2008.1,Copyright by Wang Yonghua (),2,8.1 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),什么是工業(yè)網(wǎng)絡(luò) 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)是在一個(gè)企業(yè)范圍內(nèi)將信號(hào)檢測(cè)、數(shù)據(jù)傳輸、處理、存儲(chǔ)、計(jì)算、控制等設(shè)備或系統(tǒng)連接在一起，以實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部的資源共享、信息管理、過(guò)程控制、經(jīng)營(yíng)決策，并能夠訪(fǎng)問(wèn)企業(yè)外部資源和提供有限的外部訪(fǎng)問(wèn)

2、，使得企業(yè)的生產(chǎn)、管理和經(jīng)營(yíng)能夠高效率地協(xié)調(diào)運(yùn)作，從而實(shí)行企業(yè)集成管理和控制的一種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。, S7-200 PLC網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及應(yīng)用,2008.1,Copyright by Wang Yonghua (),3,8.1 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),工業(yè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu), S7-200 PLC網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及應(yīng)用,2008.1,Copyright by Wang Yonghua (),4,8.2 工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí),數(shù)據(jù)編碼 為什么要進(jìn)行數(shù)據(jù)編碼？ 常用的數(shù)據(jù)編碼 NRZ MANCHESTER 數(shù)據(jù)通信方式（傳輸方向） 單工 雙工 半雙工, S7-200 PLC網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及應(yīng)用,2008.1,Copyright b

3、y Wang Yonghua (),5,8.2 工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí),數(shù)據(jù)傳輸方式 并行通信 串行通信 異步傳輸 同步傳輸 差錯(cuò)控制 什么是差錯(cuò)控制？ 糾錯(cuò)碼和檢錯(cuò)碼 常用的檢錯(cuò)碼 奇偶校驗(yàn) 循環(huán)冗余校驗(yàn), S7-200 PLC網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及應(yīng)用,2008.1,Copyright by Wang Yonghua (),6,8.2 工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí),傳送介質(zhì) 主要拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 常用的是總線(xiàn)型結(jié)構(gòu) 注意傳輸速率、距離和信號(hào)反射的影響, S7-200 PLC網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及應(yīng)用,2008.1,Copyright by Wang Yonghua (),7,8.2 工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí),串行通信接口 RS

4、-232 單端發(fā)送、單端接收，所以數(shù)據(jù)傳送速率低，抗干擾能力差，傳送波特率（bit/s）為300、600、1 200、4 800、9 600、19 200等。在通信距離近、傳送速率和環(huán)境要求不高的場(chǎng)合應(yīng)用較廣泛。, S7-200 PLC網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及應(yīng)用,2008.1,Copyright by Wang Yonghua (),8,8.2 工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí),串行通信接口 RS-485 RS-485接口采用二線(xiàn)差分平衡傳輸，有較高的通信速率（波特率可達(dá)10 Mbit/s上）和較強(qiáng)的抑制共模干擾能力。這種接口適合遠(yuǎn)距離傳輸，是工業(yè)設(shè)備的通信中應(yīng)用最多的一種接口。, S7-200 PLC網(wǎng)絡(luò)通信技

5、術(shù)及應(yīng)用,2008.1,Copyright by Wang Yonghua (),9,8.2 工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí),串行通信接口 RS-422 RS-422與RS-485的區(qū)別在于RS-485采用的是半雙工傳送方式，RS-422采用的是全雙工傳送方式；RS-422用兩對(duì)差分信號(hào)線(xiàn)，RS-485只用一對(duì)差分信號(hào)線(xiàn)。, S7-200 PLC網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及應(yīng)用,2008.1,Copyright by Wang Yonghua (),10,8.2 工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí),通信協(xié)議 基本概念 通信雙方就如何交換信息所建立的一些規(guī)定和過(guò)程 種類(lèi) 通用協(xié)議 公司專(zhuān)用協(xié)議 應(yīng)用場(chǎng)合, S7-200 PLC網(wǎng)絡(luò)通

6、信技術(shù)及應(yīng)用,2008.1,Copyright by Wang Yonghua (),11,8.3 S7-200 PLC通信網(wǎng)絡(luò)概述,SIEMENS工業(yè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu), S7-200 PLC網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及應(yīng)用,2008.1,Copyright by Wang Yonghua (),12,8.3 S7-200 PLC通信網(wǎng)絡(luò)概述,S7-200 PLC支持的通信協(xié)議 通信協(xié)議及幾個(gè)基本概念 通信協(xié)議 PPI MPI 自由口通信協(xié)議 USS協(xié)議 Modbus PROFIBUS AS-i IT, S7-200 PLC網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及應(yīng)用,2008.1,Copyright by Wang Yonghua (),

7、13,8.3 S7-200 PLC通信網(wǎng)絡(luò)概述,S7-200 PLC支持的通信協(xié)議 通信協(xié)議及幾個(gè)基本概念 主站和從站 單主站網(wǎng)絡(luò)和多主站網(wǎng)絡(luò) 服務(wù)器和客戶(hù)端 編程通信和數(shù)據(jù)通信, S7-200 PLC網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及應(yīng)用,2008.1,Copyright by Wang Yonghua (),14,8.3 S7-200 PLC通信網(wǎng)絡(luò)概述,S7-200 PLC支持的通信協(xié)議 編程通信 幾種編程通信方式 Micro/WIN 缺省的編程通信方式是使用 PC/PPI 電纜連接PC和PLC進(jìn)行通信，這也是最常用的編程通信方式。 數(shù)據(jù)通信 S7-200 PLC之間通信 S7-200 PLC與S7-300

8、/400 PLC之間的通信 S7-200 PLC與西門(mén)子變頻器間的通信 S7-200 PLC與其他上位機(jī)軟件間的通信 S7-200 PLC與第三方PLC之間的通信 S7-200 PLC與第三方HMI之間的通信 S7-200 PLC與第三方變頻器之間的通信 S7-200 PLC與其他串行通信設(shè)備之間的通信, S7-200 PLC網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及應(yīng)用,2008.1,Copyright by Wang Yonghua (),15,8.3 S7-200 PLC通信網(wǎng)絡(luò)概述,S7-200 PLC的通信接口及網(wǎng)絡(luò)部件 通信口 S7-200 CPU上的通信口是符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61158-3和歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 5

9、0170中PROFIBUS標(biāo)準(zhǔn)的RS-485兼容9針D型連接器。 S7-200 CPU上的通信口是非隔離型的，最高通信速率187.5K波特?cái)?shù)據(jù)通信 S7-200 CPU上的通信口支持的通信協(xié)議有： PPI協(xié)議 MPI協(xié)議：不完全支持，只能作從站 自由口模式：, S7-200 PLC網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及應(yīng)用,2008.1,Copyright by Wang Yonghua (),16,8.3 S7-200 PLC通信網(wǎng)絡(luò)概述,S7-200 PLC的通信接口及網(wǎng)絡(luò)部件 網(wǎng)絡(luò)連接器 標(biāo)準(zhǔn)9針連接器 帶編程口 不帶編程口, S7-200 PLC網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及應(yīng)用,2008.1,Copyright by Wa

10、ng Yonghua (),17,8.3 S7-200 PLC通信網(wǎng)絡(luò)概述,S7-200 PLC的通信接口及網(wǎng)絡(luò)部件 中繼器 電纜, S7-200 PLC網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及應(yīng)用,2008.1,Copyright by Wang Yonghua (),18,8.4 S7-200 PLC的通信與網(wǎng)絡(luò)配置,PPI通信（Point to Point Interface，PPI） 單主站PPI網(wǎng)絡(luò), S7-200 PLC網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及應(yīng)用,2008.1,Copyright by Wang Yonghua (),19,8.4 S7-200 PLC的通信與網(wǎng)絡(luò)配置,PPI通信（Point to Point In

11、terface，PPI） 多主站PPI網(wǎng)絡(luò) PPI協(xié)議是一種主從通信協(xié)議，在網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)主站之間不能相互通信, S7-200 PLC網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及應(yīng)用,2008.1,Copyright by Wang Yonghua (),20,8.4 S7-200 PLC的通信與網(wǎng)絡(luò)配置,PPI通信（Point to Point Interface，PPI） 復(fù)雜PPI網(wǎng)絡(luò), S7-200 PLC網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及應(yīng)用,2008.1,Copyright by Wang Yonghua (),21,8.4 S7-200 PLC的通信與網(wǎng)絡(luò)配置,自由通信口（Freeport Mode）模式 一個(gè)很有特色的功能, S

12、7-200 PLC網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及應(yīng)用,2008.1,Copyright by Wang Yonghua (),22,8.4 S7-200 PLC的通信與網(wǎng)絡(luò)配置,MPI （Multi-Point Interface） SIEMENS公司S7系列產(chǎn)品之間的一種專(zhuān)用通信協(xié)議。MPI協(xié)議可以是主/主協(xié)議或主/從協(xié)議，協(xié)議如何操作有賴(lài)于通信設(shè)備的類(lèi)型。, S7-200 PLC網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及應(yīng)用,2008.1,Copyright by Wang Yonghua (),23,8.4 S7-200 PLC的通信與網(wǎng)絡(luò)配置,PROFIBUS 什么是PROFIBUS? EM277 舉例, S7-200 PLC網(wǎng)

13、絡(luò)通信技術(shù)及應(yīng)用,2008.1,Copyright by Wang Yonghua (),24,8.4 S7-200 PLC的通信與網(wǎng)絡(luò)配置,AS-i 什么是AS-i? CP243-2 舉例, S7-200 PLC網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及應(yīng)用,2008.1,Copyright by Wang Yonghua (),25,8.4 S7-200 PLC的通信與網(wǎng)絡(luò)配置,工業(yè)以太網(wǎng) 什么是工業(yè)以太網(wǎng)? CP243-1和CP243-1 IT 舉例, S7-200 PLC網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及應(yīng)用,2008.1,Copyright by Wang Yonghua (),26,8.4 S7-200 PLC的通信與網(wǎng)絡(luò)配置,

14、Modbus Modbus是Modicon公司在1979年開(kāi)發(fā)出來(lái)的一種通信協(xié)議。它被用于在智能設(shè)備間建立主從或客戶(hù)端服務(wù)器方式的通信。 Modbus 是一種單主站的主/從通信模式。 通過(guò) S7-200 CPU 通信口的自由口模式實(shí)現(xiàn) Modbus 通信協(xié)議， S7-200 PLC可使用STEP 7-Micro/WIN提供的Modbus庫(kù)，使用用戶(hù)程序模仿一個(gè)Modbus從站。從而完成數(shù)據(jù)通信。, S7-200 PLC網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及應(yīng)用,2008.1,Copyright by Wang Yonghua (),27,8.4 S7-200 PLC的通信與網(wǎng)絡(luò)配置,電話(huà)線(xiàn)通信 Modem（MOdul

15、ator/DEModulator ） EM241 舉例, S7-200 PLC網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及應(yīng)用,2008.1,Copyright by Wang Yonghua (),28,8.4 S7-200 PLC的通信與網(wǎng)絡(luò)配置,USS協(xié)議 S7-200 PLC和變頻器的連接 通過(guò)數(shù)字量（DI/DO）信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)行狀態(tài)和速度； 通過(guò)數(shù)字量信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)行狀態(tài)，通過(guò)模擬量（AI/AO）信號(hào)控制轉(zhuǎn)速等參數(shù)； 通過(guò)串行通信控制驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)行和各種參數(shù)。 USS(Universal Serial Interface) 是西門(mén)子專(zhuān)為驅(qū)動(dòng)裝置開(kāi)發(fā)的通信協(xié)議， USS 因其協(xié)議簡(jiǎn)單、硬件要求較低，越來(lái)

16、越多地用于和控制器（如 PLC）的通信，實(shí)現(xiàn)一般水平的通信控制。 通過(guò)串行USS總線(xiàn)最多可接30臺(tái)變頻器（從站），然后用一個(gè)主站（PLC）進(jìn)行控制，包括變頻器的啟/停、頻率設(shè)定、參數(shù)修改等操作。 S7200 PLC提供USS協(xié)議庫(kù)指令，用戶(hù)使用這些指令可以方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器的控制。, S7-200 PLC網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及應(yīng)用,2008.1,Copyright by Wang Yonghua (),29,8.4 S7-200 PLC的通信與網(wǎng)絡(luò)配置,OPC 什么是OPC技術(shù)？ OPC是OLE for Process Control的縮寫(xiě)，這里的OLE（Object Linking and Embe

17、dding）是微軟的對(duì)象鏈接與嵌入技術(shù)，所以O(shè)PC就是應(yīng)用于過(guò)程控制中的對(duì)象鏈接與嵌入技術(shù)。它是一套組件對(duì)象模型標(biāo)準(zhǔn)接口，用于在基于Windows操作平臺(tái)的工業(yè)應(yīng)用程序之間提供高效的信息集成和數(shù)據(jù)交換功能。 PC Access, S7-200 PLC網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及應(yīng)用,2008.1,Copyright by Wang Yonghua (),30,8.4 S7-200 PLC的通信與網(wǎng)絡(luò)配置,SINAUT MICRO無(wú)線(xiàn)通信 SINAUT MICRO基于S7-200 PLC和WinCC flexible，是一種簡(jiǎn)單的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，它使用移動(dòng)無(wú)線(xiàn)通信（GPRS）方式對(duì)分布式工廠(chǎng)進(jìn)行監(jiān)視和控制，在傳

18、輸少量數(shù)據(jù)，利用無(wú)線(xiàn)技術(shù)對(duì)遠(yuǎn)程站點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)視和控制時(shí)，SINAUT MICRO是最好的選擇。 基于S7-200的SINAUT MICRO包含MD720-3 GSM/GPRS調(diào)制解調(diào)器和SINAUT MICRO SC軟件包。, S7-200 PLC網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及應(yīng)用,2008.1,Copyright by Wang Yonghua (),31,8.5 S7-200 PLC的通信指令與應(yīng)用舉例,網(wǎng)絡(luò)讀、網(wǎng)絡(luò)寫(xiě)指令 用途 當(dāng)S7-200 PLC被定義為PPI主站模式時(shí)，就可以應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)讀寫(xiě)指令對(duì)另外的S7-200 PLC進(jìn)行讀寫(xiě)操作。 指令, S7-200 PLC網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及應(yīng)用,2008.1,Cop

19、yright by Wang Yonghua (),32,8.5 S7-200 PLC的通信指令與應(yīng)用舉例,網(wǎng)絡(luò)讀、網(wǎng)絡(luò)寫(xiě)指令 舉例, S7-200 PLC網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及應(yīng)用,2008.1,Copyright by Wang Yonghua (),33,8.5 S7-200 PLC的通信指令與應(yīng)用舉例,發(fā)送與接收指令 用途 用于當(dāng)S7-200 PLC被定義為自由端口通信模式時(shí)，由通信端口發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。 指令, S7-200 PLC網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及應(yīng)用,2008.1,Copyright by Wang Yonghua (),34,8.5 S7-200 PLC的通信指令與應(yīng)用舉例,發(fā)送與接收指令

20、自由口模式 CPU的串行通信口可由用戶(hù)程序控制，這種操作模式稱(chēng)為自由端口模式。 當(dāng)選擇了自由端口模式時(shí)，用戶(hù)程序可以使用接收中斷、發(fā)送中斷、發(fā)送指令（XMT）和接收指令（RCV）來(lái)進(jìn)行通信操作。 SMB30（用于端口0）和SMB130（如果CPU有兩個(gè)端口，則用于端口1）用于選擇波特率、奇偶校驗(yàn)、數(shù)據(jù)位數(shù)和通信協(xié)議。 數(shù)據(jù)接收 使用RCV指令 用RCV接收指令可以方便地接收一個(gè)或多個(gè)字節(jié)緩沖區(qū)的內(nèi)容，最多為255個(gè)字節(jié)， 使用許多特殊字節(jié)。 字符中斷控制的方式來(lái)接收數(shù)據(jù), S7-200 PLC網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及應(yīng)用,2008.1,Copyright by Wang Yonghua (),35,8.5 S7-200 PLC的通信指令與應(yīng)用舉例,發(fā)送與接收指令 舉例, S