PLC技術應用（西門子）（第一版）9S7-200SMARTPLC以太網通信本控制系統主要是用于控制8盞霓虹燈按一定規律的亮滅。輸入程序后可以通過硬件進行燈的自動閃爍，使光效果的變化更為豐富多彩，達到吸引人們注意的目的，如圖1-3-1。

某企業車間自動化加工設備的兩個站組成一個PPI網絡，控制器為CPU226CN，其中，第一站的PLC為主站，第二站的PLC為從站。其工作任務是，當按下主站上的按鈕SB1時，從站上的電動機啟動運行，當按下主站上的按鈕SB2時，從站的電動機M2停止運行；當按下從站上的按鈕SF1時，主站上的電動機啟動運行，當按下從站上的按鈕SF2時，主站上的電動機M1停止運行。01項目引入02項目目標?知識目標掌握兩臺S7-200SMARTPLC以太網通信的硬件與軟件配置。掌握兩臺S7-200SMARTPLC以太網通信的硬件連接。掌握兩臺S7-200SMARTPLC以太網通信的通信區設置。?能力目標l能夠進行兩臺S7-200SMARTPLC以太網通信的GET/PUT向導設置。會進行兩臺S7-200SMARTPLC以太網通信的編程及調試。?職業能力l能夠在實際工程項目中應用S7-200SMARTPLC以太網通信，提高生產自動化水平

具備項目管理能力，能夠獨立或團隊合作完成S7-200SMARTPLC以太網通信的設計、

實施和調試

具備溝通和協調能力，能夠與其他部門（如生產、維護等）進行有效的溝通和協作

?思政目標倡導技術創新和工程實踐精神，培養學習和解決問題的能力培養培養學生安全操作，規范操作，文明生產的行為和團結協作的精神

對于由兩臺S7-200SMARTPLC組成的以太網通信，主站IP地址為192.168.0.5，從站IP地址為192.168.0.6，實現以下要求。（1）在主站按下點動按鈕SB，從站指示燈HL亮；松開點動按鈕SB，從站指示燈HL滅。（2）在從站按下點動按鈕SB，主站指示燈HL亮；松開點動按鈕SB，主站指示燈HL滅。03項目分析

04知識準備

（一）通信基本知識1.并行通信與串行通信若按照傳輸數據的時空順序分類，數據通信的傳輸方式可以分為并行傳輸和串行傳輸兩種。并行傳輸是指通信中同時傳送構成一個字或字節的多位二進制數據。而串行傳輸是指通信中構成一個字或字節的多位二進制數據是一位一位地被傳送的。2.異步傳輸與同步傳輸（1）異步傳輸。（2）同步傳輸。04知識準備

（一）通信基本知識3.數據通信方式在通信線路上，按照數據傳送的方向可將串行通信分為單工、半雙工和全雙工通信方式。單工通信是指數據的傳送始終保持同一方向，而不能進行反向傳送。常見的如無線電廣播、電視廣播等就屬于單工通信類型。半雙工通信是指在一條傳輸線上相互進行通信的兩臺設備，既可以作為發送設備，也可以作為接受設備。數據流可以在兩個方向上傳送，但同一時刻只限于一個方向傳送。全雙工通信是指相互通信的兩臺設備雙方能夠同時進行數據的發送和接收，有兩條傳輸線。04知識準備

（一）通信基本知識4.串行通信接口在工業網絡中，設備或網絡之間大多采用串行通信方式傳送數據，常用RS-232、RS-485及RS-422標準的串行通信接口。RS-232接口是工控計算機普遍配備的接口，數據傳送速率低，抗干擾能力差。在通信距離近、傳送速率和環境要求不高的場合應用較廣泛。RS-422接口傳輸線采用差動接收和差動發送的方式傳送數據，具有較高的通信速率（波特率可達10Mbit/s以上）和較強的抗干擾能力，適合遠距離傳輸，工廠應用較多。RS-485接口采用二線差分平衡傳輸，有較高的通信速率和較強的抑制共模干擾能力，是工業設備的通信中應用最多的一種接口。RS-485接口是RS-422的變型，區別在于RS-485采用的是半雙工傳送方式、只用一對差分信號線，RS-422采用的是全雙工傳送方式、用兩對差分信號線。RS-485接口通常采用9針連接器。04知識準備

（一）通信基本知識5.數據傳輸介質通信接口主要靠介質實現相連，以此構成信道。常用的通信介質有：同軸電纜、屏蔽雙絞線、光纜。雙絞線是把一對相互絕緣的線螺旋形式絞合在一起就構成了雙絞線，兩根線螺旋排列的目的是為了減小外部電磁干擾。如果用金屬網加以屏蔽，抗干擾能力更強。雙絞線成本低，安裝簡單，多用于RS-485接口。同軸電纜是從內到外依次由內導體（芯線

）、絕緣線、屏蔽層銅線網及外保護層的結構制造的。由于從橫截面看這四層構成了4個同心圓，故而得名。同軸電纜外面加了一層屏蔽銅絲網，是為了防止外界的電磁干擾而設計的，因此它比雙絞線的抗外界電磁干擾能力要強。光纜（光纖）常應用在遠距離快速地傳輸大量信息中，它是由石英玻璃經特殊工藝拉成細絲來傳輸光信號的介質。光纖是以光脈沖的形式傳輸信號的，不會受電磁干擾，不怕雷擊，不易被竊聽。04知識準備

（一）通信基本知識6.串行通信接口標準RS-232C的標準接插件是25針的D型連接器，但實際應用中并未將25個引腳全部用滿，最簡單的通信只需3根引線（TXD、RXD、GND），它可以實現全雙工異步串行通信。RS-232C使用單端驅動

、單端接受電路。RS-232C接口規定了終端設備(DTE)和通信設備(DCE)之間信息交換的方式與功能。RS-422接口的傳輸線采用平衡驅動和差分接收的方法，電平變化范圍為（12±6）V，因而它能夠允許更高的數據傳輸速率，而且抗干擾性更高。它克服了RS-232接口容易產生共模干擾的缺點。RS-422接口屬于全雙工通信方式，在工業計算機上配備的較多。RS-485接口是RS-422接口的簡化，它屬于半雙工通信方式，依靠使能控制實現雙方的數據通信。只有一對平衡差分信號線，不能同時發送和接受數據。計算機一般不配RS-485接口，但工業計算機配備RS-485接口較多。PLC的不少通信模塊也配用RS-485接口，如西門子公司的S7系列CPU均配置了RS-485接口。04知識準備

（一）通信基本知識7.工業以太網簡介工業以太網（IndustrialEthernet）通俗地講就是應用于工業的以太網，它是為工業應用專門設計的，其在技術上與商用以太網（IEEE802.3標準）兼容，但材質的選用、產品的強度和適用性方面應能滿足工業現場的需要。工業以太網已經廣泛地應用于控制網絡的最高層，在工廠自動化系統網絡中屬于管理級和單元級，并且有向控制網絡的中間層和底層（即現場層）發展的趨勢。如Ethernet/IP、PROFINET、EtherCAT、MODBUS/TCP、POWERLINK等。04知識準備

（一）通信基本知識8.S7-200SMART支持的以太網協議S7-200SMARTCPU集成了以太網接口和強大的以太網通信功能。用普通的網線就可以實現程序的下載和監控。它所支持的以太網協議有S7協議、開放式以太網協議（TCP、UDP、ISO_ON_TCP、Modbus

TCP）和PROFINET協議。（1）S7協議。（2）TCP協議。（3）UDP協議。（4）ISO-on-TCP。（5）ModbusTCP協議。（6）PROFINET協議。04知識準備

（一）通信基本知識9.S7-200SMART的以太網功能S7-200SMART通過以太網接口可以實現以下以太網通信：（1）與上位機、HMI的設備通信。（2）SMART之間通過GET/PUT向導實現S7協議通信。（3）與其它西門子產品（S7-300、S7-1200等）通信。（4）和其它支持TCP/IP協議的產品進行開放以太網通信（V2.2及以上版本）。（5）和其它支持ModbusTCP協議的產品通信。（6）CPU與I/O設備或驅動器之間的PROFINET通信（V2.4及以上版本）SMARTCPU上的以太網接口不包含以太網交換設備。編程設備或HMI與CPU之間的直接連接不需要以太網交換機。但是，含有兩個以上的CPU或HMI設備的網絡則需要以太網交換機。可以使用安裝在機架上的CSM1277四端口以太網交換機來連接多個CPU和HMI設備。注意：必須為網絡上的每臺設備設定一個唯一的IP地址。04知識準備

（一）通信基本知識10.S7-200SMART的以太網網絡組態方法（1）用通信對話框組態IP信息單擊導航欄“通信”按鈕或雙擊項目樹中的“通信”圖標，打開“通信”對話框，如圖15-1所示。在“網絡接口卡”下拉列表選中使用的網卡，單擊“添加CPU”按鈕，可直接輸入位于本地網絡中的CPU的IP地址。也可單擊“查找CPU”按鈕，將會顯示出網絡上所有可訪問的設備的IP地址。通過“通信”對話框進行的IP信息更改立即生效，無需下載項目。04知識準備

（一）通信基本知識10.S7-200SMART的以太網網絡組態方法（2）用系統塊對話框組態IP信息雙擊項目樹或導航欄中的“系統塊”，打開“系統塊”對話框，自動選中模塊列表中的CPU和左邊窗口中的“通信”節點，在右邊窗口設置CPU的以太網端口和RS485端口的參數。如圖15-2所示，圖中是默認的以太網端口的參數，SMARTCPU出廠時默認的IP地址為192.168.2.1，默認的子網掩碼為255.255.255.0，也可以修改這些參數。04知識準備

（一）通信基本知識10.S7-200SMART的以太網網絡組態方法（3）在用戶程序中組態IP信息SIP_ADDR（設置IP地址）指令用參數ADDR、MASK和GATE分別設置CPU的IP地址、子網掩碼和網關。設置的IP地址信息存儲在CPU中的永久存儲器中。04知識準備

（一）通信基本知識11.GET/PUT指令（1）指令格式及功能S7-200SMARTCPU提供了GET和PUT指令，用于S7-200SMARTCPU之間的以太網通信。PUT/GET指令只需要在主動建立連接的CPU中調用執行，被動建立連接的CPU不需要進行通信編程。（2）指令使用說明程序中可以有任意數量的GET和PUT指令，但在同一時間最多只能激活共16個GET和PUT指令。例如，在給定的CPU中可以同時激活八個GET和八個PUT指令，或六個GET和十個PUT指令。04知識準備

（一）通信基本知識11.GET/PUT指令當執行GET或PUT指令時，CPU與輸入參數TABLE所定義的遠程IP地址建立以太網連接。該CPU可同時保持最多八個連接。連接建立后，該連接將一直保持到在CPU進入STOP模式為止。如果您嘗試創建第九個連接（第九個IP地址），CPU將在所有連接中搜索，查找處于未激活狀態時間最長的一個連接。CPU將斷開該連接，然后再與新的IP地址創建連接。針對所有與同一IP地址直接相連的GET/PUT指令，CPU采用單一連接。例如，遠程IP地址為192.168.2.10，如果同時啟用三個GET指令，則會在一個IP地址為192.168.2.10的以太網連接上按順序執行這些GET指令。（3）TABLE參數GET指令啟動以太網端口的通信操作，按TABLE參數的定義從遠程設備讀取最多222B的數據。PUT指令啟動以太網端口上的通信操作，按TABLE參數的定義將最多212B的數據寫入遠程設備。而S7-200CPU之間使用的網絡讀/寫指令，只能讀/寫MPI網絡上遠程站點最多16B的數據。04知識準備

（一）通信基本知識11.GET/PUT指令當執行GET或PUT指令時，CPU與輸入參數TABLE所定義的遠程IP地址建立以太網連接。該CPU可同時保持最多八個連接。連接建立后，該連接將一直保持到在CPU進入STOP模式為止。如果您嘗試創建第九個連接（第九個IP地址），CPU將在所有連接中搜索，查找處于未激活狀態時間最長的一個連接。CPU將斷開該連接，然后再與新的IP地址創建連接。針對所有與同一IP地址直接相連的GET/PUT指令，CPU采用單一連接。例如，遠程IP地址為192.168.2.10，如果同時啟用三個GET指令，則會在一個IP地址為192.168.2.10的以太網連接上按順序執行這些GET指令。（3）TABLE參數GET指令啟動以太網端口的通信操作，按TABLE參數的定義從遠程設備讀取最多222B的數據。PUT指令啟動以太網端口上的通信操作，按TABLE參數的定義將最多212B的數據寫入遠程設備。而S7-200CPU之間使用的網絡讀/寫指令，只能讀/寫MPI網絡上遠程站點最多16B的數據。05器材準備

符號名稱型號規格數量Ml~M3三相異步電動機Y132M-47.5kW、

380V、15A、▲聯結3QF低壓斷路器NXB-633PC25三極，額定電流25A1

FU1插入式熔斷器RT18-32/20500V、32A，熔體：20A3FU2插入式熔斷器RTl8-32/2500V、32A,熔體：2A1KM1?KM3交流接觸器CJX2S-25380V、25A3FR1~FR3熱繼電器JR36-20三極，整定電流20A3SB1、SB2SF1、SF2按鈕LA10-3H保護式、按鈕數34XT1、XT2端子排TD-20/l520A、

15節2PLC可編程序控制器S7-200SMARTSR20

2

以太網工業交換機

1

4芯雙絞線

3

網孔板通用650mmX500mmx50mm1

電工工具通用包含工具、螺釘旋具.剝線鉗等1步驟1．輸入和輸出信號器件分析。輸入：啟動按鈕SB1（常開觸點）、SF1（常開觸點），停止按鈕SB2（常開觸點）、SF2（常開觸點）。輸出：電動機接觸器KM1線圈，電動機接觸器KM2線圈。步驟２.確定I/O地址分配。06項目實施

主站輸入/輸出地址分配如表所示序號輸入信號器件編程元件地址序號輸出信號器件編程元件地址1點動按鈕SB1（常開觸點）I0.01指示燈HLQ0.0從站輸入/輸出地址分配如表所示序號輸入信號器件編程元件地址序號輸出信號器件編程元件地址1點動按鈕SB1（常開觸點）I0.01指示燈HLQ0.006項目實施步驟３．PLC接線圖。主站接線圖。06項目實施步驟３．PLC接線圖。從站接線圖。06項目實施步驟４.按照接線圖完成接線1.安裝元器件用PLC實現電動機啟停控制，在網孔板上將元器件按圖所示擺放，安裝前檢查元器件，再用螺釘進行固定。2.完成接線連接PLC的輸入、輸出端元器件，再連接電動機和按鈕，最后連上電源，注意不能帶電操作。實物接線圖如圖所示。步驟5．通信的硬件與軟件配置。硬件：（1）S7-200SMARTCPU2臺。（2）用于組網的帶金屬水晶頭的4芯雙絞線2根。（3）用于下載的帶水晶頭的4芯雙絞線1根。（4）安裝STEP7-Micro/WINSMART軟件的計算機1臺（也稱編程器）。（5）以太網工業交換機1臺。軟件：編程軟件STEP7-Micro/WINSMART。06項目實施步驟6．通信的硬件連接在斷電情況下，將2根帶金屬水晶頭的4芯雙絞線分別按照圖13-14插到PLC網口和以太網交換機網口，將帶水晶頭的4芯雙絞線的一端插到計算機網口，另一端插到交換機網口。06項目實施步驟7．通信區設置根據項目要求進行以太網通信區的設置。06項目實施步驟8．設置IP地址（1）為計算機（編程器）設置IP地址（安裝了PLC軟件的計算機稱為編程器）。打開“Internet協議版本4（TCP/IPv4）屬性”對話框，為計算機設置IP地址為192.168.1.20，輸入子網掩碼255.255.255.0。計算機設置IP地址06項目實施步驟8．設置IP地址（2）為主站CPU1設置IP地址。06項目實施步驟8．設置IP地址（3）為從站CPU2設置IP地址。06項目實施步驟9.用GET/PUT向導進行網絡參數設置。（1）主站打開網絡向導。在程序編輯界面，單擊項目指令樹的“向導”指令左邊的“+”。雙擊“GET/PUT”指令，在出現“GET/PUT”向導對話框，如圖所示。06項目實施步驟9.用GET/PUT向導進行網絡參數設置。（1）主站打開網絡向導。在程序編輯界面，單擊項目指令樹的“向導”指令左邊的“+”。雙擊“GET/PUT”指令，在出現“GET/PUT”向導對話框，如圖所示。06項目實施步驟10．建立符號表。主站符號表如圖所示。主站符號表從站符號表06項目實施步驟11．編寫控制程序。（1）主站程序。06項目實施步驟11．編寫控制程序。（1）從站程序。06項目實施步驟12．聯機調試。

在斷電情況下連線點動按鈕與指示燈。確保在連線正確的情況下通電，通過STEP7-Micro/WINSMART軟件，將主站

CPU1和從站CPU2的組態與程序分別下載到各自對應的PLC中。在主站按下按鈕SB，看到從站指示燈HL亮；松開按鈕SB，看到從站指示燈

HL滅。在從站按下按鈕SB，看到主站指示燈HL亮；松開按鈕SB，看到主站指示

燈HL滅。如果滿足上述要求，則調試成功；如果不滿足，則檢查原因，糾正問題，重新調試，直到滿足上述要求。07項目評價1）檢查選擇的元器件是否齊全，熟悉各元器件功能及作用。2）熟悉電氣控制原理圖，并列出PLC的I/O表。3）檢查電氣線路安裝是否合理及運行情況。1.檢查內容。07項目評價。2.評估策略。項目內容評估內容評估標準配分學生自評學生互評教師評價專業技能

知識掌握情況理解電路控制要求及原理10

元件選擇與檢測硬件元器件型號選擇正確、用萬用檢測質量合格5

I/O分配合理列出

I/O端口，畫出PLC控制I/O端口接線圖10

接線及布線工藝按照原理圖，正確、規范接線。10

梯形圖設計根據接線編寫梯形圖程序10

程序檢查與運行并將程序傳送、運行、監控25

方法

自主學習能力預習及做好上課準備5

理解、總結能力能正確理解任務，善于總結5

創新能力選用新方法、新工藝效果好5

素養

團隊協作能力積極參與、小組協作5