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(zhǎng)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.異步串串行通通信（1）傳送送字符符數(shù)據(jù)據(jù)格式式（2）波特特率3.通信接接口（1）RS232接口（2）RS485接口（3）RS422接口返回本本節(jié)8.1.2網(wǎng)絡(luò)概概述網(wǎng)絡(luò)結(jié)結(jié)構(gòu)概概述（1）簡(jiǎn)單單網(wǎng)絡(luò)絡(luò)（2）多級(jí)級(jí)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)2.通信協(xié)協(xié)議（1）通用用協(xié)議議（2）公司司專用用協(xié)議議1.網(wǎng)絡(luò)結(jié)結(jié)構(gòu)概概述（1）簡(jiǎn)單單網(wǎng)絡(luò)絡(luò)多臺(tái)設(shè)設(shè)備通通過傳傳輸線線相連連，可可以實(shí)實(shí)現(xiàn)多多設(shè)備備間的的通信信，就就形成成網(wǎng)絡(luò)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)。下下圖8.5就是一一種最最簡(jiǎn)單單的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)結(jié)構(gòu)，，它由由單主主設(shè)備備和多多個(gè)從從設(shè)備備構(gòu)成成。（2）多級(jí)級(jí)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)現(xiàn)代大大型工工業(yè)企企業(yè)中中，一一般采采用多多級(jí)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的的形式式，可可編程程序控控制器器制造造商經(jīng)經(jīng)常用用生產(chǎn)產(chǎn)金字字塔結(jié)結(jié)構(gòu)來來描述述其產(chǎn)產(chǎn)品可可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)的功功能。。這種種金字字塔結(jié)結(jié)構(gòu)的的特點(diǎn)點(diǎn)是：：上層層負(fù)責(zé)責(zé)生產(chǎn)產(chǎn)管理理，底底層負(fù)負(fù)責(zé)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)檢檢測(cè)與與控制制，中中間層層負(fù)責(zé)責(zé)生產(chǎn)產(chǎn)過程程的監(jiān)監(jiān)控與與優(yōu)化化。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化化組織（ISO）對(duì)企業(yè)自動(dòng)動(dòng)化系統(tǒng)確確立了初步步的模型，，如圖8.6所示。圖8.6ISO企業(yè)自動(dòng)化化系統(tǒng)模型型2.通信協(xié)議（1）通用協(xié)議議國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化化組織ISO（InternationalStandardOrganization）于1978年提出了開開放系統(tǒng)互互聯(lián)OSI（OpenSystemsInterconnection）的模型，它它所用的通通信協(xié)議一一般為7層，如下圖圖8.7所示。圖8.7通通用協(xié)議議模型（2）公司專用用協(xié)議低層子網(wǎng)和和中層子網(wǎng)網(wǎng)一般采用用公司專用用協(xié)議，尤尤其是最底底層子網(wǎng)，，由于傳送送的是過程程數(shù)據(jù)及控控制命令，，這種信息息較短，但但實(shí)時(shí)性要要求高。公公司專用協(xié)協(xié)議的層次次一般只有有物理層、、鏈路層及及應(yīng)用層，，而省略了了通用協(xié)議議所必須的的其他層，，信息傳送送速率快。。返回本節(jié)8.1.3S7-200通信及網(wǎng)絡(luò)絡(luò)1.字符數(shù)據(jù)格格式2.網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)結(jié)構(gòu)3.通信類型及及協(xié)議4.通信設(shè)備1.字符數(shù)據(jù)格格式（1）10位字符數(shù)據(jù)據(jù)傳送數(shù)據(jù)由由1個(gè)起始位、、8個(gè)數(shù)據(jù)位、、無校驗(yàn)位位、一個(gè)停停止位組成成。傳送速速率一般為為9600波特。（2）11位字符數(shù)據(jù)據(jù)傳送數(shù)據(jù)由由1個(gè)起始位、、8個(gè)數(shù)據(jù)位、、1個(gè)偶校驗(yàn)位位、一個(gè)停停止位組成成。傳送速速率一般為為9600波特或19200波特。2.網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)結(jié)構(gòu)西門子公司司的生產(chǎn)金金字塔由4級(jí)組成，由由下到上依依次是：過過程測(cè)量與與控制級(jí)、、過程監(jiān)控控級(jí)、工廠廠與過程管管理級(jí)、公公司管理級(jí)級(jí)。S7系列的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)結(jié)構(gòu)如右右圖8.8所示。圖8.8西西門子生生產(chǎn)金字塔塔及網(wǎng)絡(luò)3.通信類型及及協(xié)議（1）通用協(xié)議議（2）公司專用用協(xié)議PPI協(xié)議MPI協(xié)議Profibus協(xié)議自由口協(xié)議議（3）通信類型型可編程序控控制器常見見的有以下下類型：把計(jì)算機(jī)或或編程器作作為主站、、把操作員員界面作為為主站和把把PLC作為主站等等類型，這這幾種類型型又各有兩兩種連接：：?jiǎn)沃髡竞秃投嘀髡尽！D8.9單單主主站站結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)圖8.10多多主主站站結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)4.通信信設(shè)設(shè)備備（1）通通信信口口S7-200CPU主機(jī)機(jī)上上的的通通信信口口是是符符合合歐歐洲洲標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)EN50170中Profibus標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)的的RS-485兼容容9針D型接接口口。。接接口口引引腳腳如如圖圖8.11所示示，，端端口口0或端端口口1的引引腳腳與與Profibus的名名稱稱對(duì)對(duì)應(yīng)應(yīng)關(guān)關(guān)系系如如表表8.1所示。圖8.11RS-485引腳（2）網(wǎng)絡(luò)連接器器網(wǎng)絡(luò)連接器可可以用來把多多個(gè)設(shè)備很容容易地連接到到網(wǎng)絡(luò)中。網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)連接器有有兩種類型：：一種是僅提提供連接到主主機(jī)的接口，，另一種增加加了一個(gè)編程程接口。帶有有編程口的連連接器可以把把編程器或操操作員面板直直接增加到網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中，編程程口傳遞主機(jī)機(jī)信號(hào)的同時(shí)時(shí)，為這些設(shè)設(shè)備提供電源源，而不用另另加電源。（3）通信信電纜纜網(wǎng)絡(luò)電電纜PC/PPI電纜表8.2各開關(guān)關(guān)與參參數(shù)關(guān)關(guān)系對(duì)對(duì)應(yīng)表表（4）網(wǎng)絡(luò)絡(luò)中繼繼器網(wǎng)絡(luò)中中繼器器在Profibus可以用用來延延長(zhǎng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的的距離離、允允許給給網(wǎng)絡(luò)絡(luò)加入入設(shè)備備、隔隔離不不同網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)段段，每每個(gè)中中繼器器為網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)段段提供供偏置置和終終端匹匹配。。每個(gè)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中中最多多可以以有9個(gè)中繼繼器，，每個(gè)個(gè)中繼繼器最最多可可再增增加32個(gè)設(shè)備備。（5）調(diào)制制解調(diào)調(diào)器用調(diào)制制解調(diào)調(diào)器可可以實(shí)實(shí)現(xiàn)計(jì)計(jì)算機(jī)機(jī)或編編程器器與PLC主機(jī)之間的的遠(yuǎn)距離通通信。以11位調(diào)制解調(diào)調(diào)器為例，，通信連接接如下圖8.12所示。返回本節(jié)8.2通信實(shí)現(xiàn)8.2.1確立通信方方案8.2.2參數(shù)組態(tài)返回本章首首頁8.2.1確立通信方方案包括根據(jù)實(shí)實(shí)際通信需需要選擇單單主站或多多主站，同同時(shí)確定各各站的編號(hào)號(hào)；選擇實(shí)實(shí)現(xiàn)通信的的硬件，如如選擇用PC/PPI電纜，還是是用CP卡、MPI卡、EM277通信模塊或或調(diào)制解調(diào)調(diào)器等。這幾種通信信硬件的性性能如表8.3所示。返回本節(jié)8.2.2參數(shù)組態(tài)1.通信設(shè)置2.安裝或刪除除通信接口口3.參數(shù)設(shè)置通信設(shè)置圖8.13通信設(shè)設(shè)置狀態(tài)圖8.14通信設(shè)設(shè)置2.安裝或刪除除通信接口口（1）安裝接口口（2）刪除接口口圖8.15安裝/刪除3.參數(shù)設(shè)置在圖7.14所示的對(duì)話話框，單擊擊Properties按鈕，將彈彈出參數(shù)設(shè)設(shè)置對(duì)話框框，如圖8.16所示。其中中有兩個(gè)選選項(xiàng)卡：PPI選項(xiàng)卡和LocalConnection選項(xiàng)卡。圖8.16參數(shù)設(shè)設(shè)置（PPI選項(xiàng)卡）返回本節(jié)8.3網(wǎng)絡(luò)通信8.3.1控制寄存器器和傳送數(shù)數(shù)據(jù)表8.3.2網(wǎng)絡(luò)指令8.3.3應(yīng)用實(shí)例返回本章首首頁8.3.1控制寄存器器和傳送數(shù)數(shù)據(jù)表1.控制寄存器器將特殊標(biāo)志志寄存器中中的SMB30和SMB130的低2位置為2#10，其他位為為0，即SMB30和SMB130的值為16#2，則可以以控制將將S7-200CPU設(shè)置為PPI主站模式式。2.傳送數(shù)據(jù)據(jù)表（1）數(shù)據(jù)表表格式執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)絡(luò)讀寫指指令時(shí)，，PPI主站與從從站之間間的數(shù)據(jù)據(jù)以數(shù)據(jù)據(jù)表的格格式傳送送。傳送送數(shù)據(jù)表表的程式式描述如如表8.4所示。表8.4傳送數(shù)據(jù)據(jù)表格式式（2）狀態(tài)字字節(jié)傳送數(shù)據(jù)據(jù)表中的的第一個(gè)個(gè)字節(jié)為為狀態(tài)字字節(jié)，各各位及其其的含義義如下：：E1、E2、E3、E4錯(cuò)誤編碼碼。如果果執(zhí)行指指令后E位為1，，則由這這4位返返回一個(gè)個(gè)錯(cuò)誤碼碼。這4位組成成的錯(cuò)誤誤編碼及及含義如如表8.5所示示。表8.5錯(cuò)誤編碼碼返回本節(jié)節(jié)8.3.2網(wǎng)絡(luò)指令令網(wǎng)絡(luò)指令令有兩條條：NETR和NETW。1.NETR指令NETR，網(wǎng)絡(luò)讀指指令。使使能輸入入有效時(shí)時(shí)，指令令初始化化通信操操作，通通過通信信端口PORT從遠(yuǎn)程設(shè)設(shè)備上接接收數(shù)據(jù)據(jù)并形成成數(shù)據(jù)表表TBL。NETR指令最多多可從遠(yuǎn)遠(yuǎn)程站點(diǎn)點(diǎn)上讀16個(gè)字節(jié)的的信息。。指令格式式：NETR TBL,PORT例：NETR VB200,02.NETW指令NETW網(wǎng)絡(luò)讀指令。。使能輸入有有效時(shí)，指令令初始化通信信操作，通過過端口PORT將數(shù)據(jù)表TBL中的數(shù)據(jù)發(fā)送送到從遠(yuǎn)程設(shè)設(shè)備。NETW指令最多可向向遠(yuǎn)程站點(diǎn)上上寫16個(gè)字節(jié)的信息息。指令格式：NETWTBL, PORT使能流輸出ENO為0的出錯(cuò)條件為為：SM4.3（運(yùn)行時(shí)間），，0006（間接尋址））。返回本節(jié)8.3.3應(yīng)用實(shí)例有一簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)絡(luò)，結(jié)構(gòu)如下下圖8.17所示。其中TD200為主站，在RUN模式下，CPU224在用戶程序中中允許PPI主站模式，可可以利用NETR和NETW指令來不斷讀讀寫兩個(gè)CPU221模塊中的數(shù)據(jù)據(jù)。操作要求：站4要讀寫兩個(gè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)程站（站2和站3）的狀態(tài)字節(jié)節(jié)和計(jì)數(shù)值（（分別放在VB100和VW101中）。如果某某個(gè)遠(yuǎn)程站中中的計(jì)數(shù)值達(dá)達(dá)到200，站4將發(fā)生一定動(dòng)動(dòng)作，并將該該遠(yuǎn)程站的計(jì)計(jì)數(shù)值清0，重新計(jì)數(shù)。。CPU224通信端口號(hào)為為0，從VB200開始設(shè)置接收收和發(fā)送緩沖沖區(qū)。接收緩緩沖區(qū)從VB200開始，發(fā)送緩緩沖區(qū)從VB250開始，內(nèi)容如如表8.6所示。該網(wǎng)絡(luò)絡(luò)通信用戶程程序如圖8.18所示。表8.6緩沖區(qū)設(shè)置圖8.18網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)程序序?qū)嵗?））圖8.18網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)程序?qū)崒?shí)例（2）返回本節(jié)8.4自由口通信8.4.1相關(guān)寄存器及及標(biāo)志8.4.2自由口指令8.4.3應(yīng)用實(shí)例返回本章首頁頁8.4.1相關(guān)寄存器及及標(biāo)志1.控制寄存器2.特殊標(biāo)志位及及中斷3.特殊存儲(chǔ)器字字節(jié)1.控制寄存器SMB30控制和設(shè)置通通信端口0，如果PLC主機(jī)上有通信信端口1，則用SMB130來進(jìn)行控制和和設(shè)置。SMB30和SMB130的各位及其的的含義如下：：（1）PP位：奇偶選擇擇（2）D位：有效位數(shù)數(shù)（3）BBB位：自由口波波特率（4）MM位：協(xié)議選擇擇2.特殊標(biāo)志位及及中斷中斷接收中斷：中中斷事件號(hào)為為8（口0）和25（口1）。發(fā)送完成中斷斷：中斷事件件號(hào)為9（口0）和26（口1）。接收完成中斷斷：中斷事件件號(hào)為23（口0）和24（口1）。特殊標(biāo)志位SM4.5和SM4.6：分別用來表示示口0和口1發(fā)送空閑狀態(tài)態(tài)3.特殊存儲(chǔ)器字字節(jié)接收信息時(shí)用用到一系列特特殊功能存儲(chǔ)儲(chǔ)器。對(duì)端口口0用SMB86到SMB94；對(duì)端口1用SMB186到SMB194。各字節(jié)及內(nèi)容容描述如下表表8.7所示。返回本節(jié)8.4.2自由口指令1.XMT指令XMT，發(fā)送指令。使使能輸入有效效時(shí)，指令初初始化通信操操作，通過通通信端口PORT將數(shù)據(jù)表TBL中的數(shù)據(jù)發(fā)送送到遠(yuǎn)程設(shè)備備。發(fā)送緩沖區(qū)（（數(shù)據(jù)表）TBL的格式如表8.8所示。2.RCV指令RCV，接收指令。使使能輸入有效效時(shí)，指