可编程控制器联网通信

PLC应用技术第七章可编程控制器联网通信本章主要内容7.1通信及网络概述7.2通信实现7.3网络通信7.4自由口通信本章学习要求重点内容：掌握S7-200的通信方式及自由口通信了解内容：网络的概念以及通信设备的使用难点内容：S7-200通信实现7.1通信及网络概述一、通信方式二、网络概述三、S7-200通信及网络1.基本通信方式2.异步串行通信3.通信接口一、通信方式1.基本通信方式（1）并行通信（2）串行通信（3）串行通信分类设备1设备2图7.1并行通信设备1设备2传送数据10110011T3T4T5T6T7T2T11111000图7.2串行通信图7.3异步串行传送0/10/10/10/10/10/10/1111起始位奇偶校验位停止位低位高位数据位字符(n+1)空闲位字符n0/1图7.4单工、半双工和双工ABABAB（a）（b）（c）2.异步串行通信波特率：在串行通信中，数据是按位进行传送的，因此传送速率用每秒传送格位的数目表示，称为波特率。1波特=1bps(位/秒)波特率与时钟频率有关，时钟频率越高，波特率越大。3.通信接口（1）RS232接口（2）RS485接口（3）RS422接口1.网络结构概述（1）简单网络（2）多级网络2.通信协议（1）通用协议（2）公司专用协议二、网络概述1.网络结构概述（1）简单网络主设备从设备1从设备2从设备3从设备n图7.5简单网络1级2级3级4级5级6级企业长期生产经营决策规划企业短期生产计划及业务经营车间在线作业管理过程控制与监督设备控制参数检测与执行器驱动管理控制图7.6ISO企业自动化系统模型（2）多级网络应用层表示层会话层传送层网络层数据链路层物理层应用层协议表示层协议会话层协议传送层协议网络层协议数据链路层协议物理层协议应用层表示层会话层传送层网络层数据链路层物理层图7.7通用协议模型2.通信协议（1）通用协议（2）公司专用协议低层子网和中层子网一般采用公司专用协议，尤其是最底层子网，由于传送的是过程数据及控制命令，这种信息较短，但实时性要求高。公司专用协议的层次一般只有物理层、链路层及应用层，而省略了通用协议所必须的其他层，信息传送速率快。1.字符数据格式2.网络层次结构3.通信类型及协议分类4.通信设备三、S7-200通信及网络1.字符数据格式（1）10位字符数据传送数据由1个起始位、8个数据位、无校验位、一个停止位组成。传送速率一般为9600波特。（2）11位字符数据传送数据由1个起始位、8个数据位、1个偶校验位、一个停止位组成。传送速率一般为9600波特或19200波特。工业以太网Ethernet现场总线Profibus多点链路MPI执行器级总线AS-i生产管理计算机2n5431传感器及执行部件智能模块S7-300S7-300S7-200S7-200S7-200S7-200图7.8西门子生产金字塔2.网络层次结构3.通信类型及协议分类两种连接方式：单主站和多主站计算机CPU221CPU224CPU221PC/PPI电缆计算机CPU224CPU221CPU224CPU221TD200主站MPI电缆CP卡通信协议分为：（1）通用协议（2）公司专用协议PPI协议MPI协议Profibus协议自由口协议4.通信设备1569（1）通信口网络连接器可以用来把多个设备很容易地连接到网络中。网络连接器有两种类型：一种是仅提供连接到主机的接口，另一种增加了一个编程接口。带有编程口的连接器可以把编程器或操作员面板直接增加到网络中，编程口传递主机信号的同时，为这些设备提供电源，而不用另加电源。（2）网络连接器网络电缆PC/PPI电缆（3）通信电缆网络中继器在Profibus可以用来延长网络的距离、允许给网络加入设备、隔离不同网络段，每个中继器为网络段提供偏置和终端匹配。每个网络中最多可以有9个中继器，每个中继器最多可再增加32个设备。（4）网络中继器用调制解调器可以实现计算机或编程器与PLC主机之间的远距离通信。以11位调制解调器为例计算机PLC主机调制解调器调制解调器RS232COMxRS232本地远程25针到9针适配器4开关PC/PPI电缆电话线RS232RS485（5）调制解调器7.2通信实现一、确立通信方案二、参数组态一、确立通信方案包括根据实际通信需要选择单主站或多主站，同时确定各站的编号；选择实现通信的硬件，如选择用PC/PPI电缆，还是用CP卡、MPI卡、EM277通信模块或调制解调器等。二、参数组态1.通信设置2.安装或删除通信接口3.参数设置（演示）7.3网络通信一、控制寄存器和传送数据表二、网络指令三、应用实例一、控制寄存器和传送数据表1.控制寄存器将特殊标志寄存器中的SMB30和SMB130的低2位置为2#10，其他位为0，即SMB30和SMB130的值为16#2，则可以控制将S7-200CPU设置为PPI主站模式。2.传送数据表（1）数据表格式执行网络读写指令时，PPI主站与从站之间的数据以数据表的格式传送。传送数据表的程式描述如表7.4所示。表7.3传送数据表格式二、网络指令网络指令有两条：NETR和NETW。1.NETR指令NETR，网络读指令。使能输入有效时，指令初始化通信操作，通过通信端口PORT从远程设备上接收数据并形成数据表TBL。NETR指令最多可从远程站点上读16个字节的信息。指令格式：NETRTBL,PORT例：NETRVB200,02.NETW指令NETW网络读指令。使能输入有效时，指令初始化通信操作，通过端口PORT将数据表TBL中的数据发送到从远程设备。NETW指令最多可向远程站点上写16个字节的信息。指令格式：NETWTBL,PORT使能流输出ENO为0的出错条件为：SM4.3（运行时间），0006（间接寻址）。三、应用实例有一简单网络，结构如下图7.17所示。其中TD200为主站，在RUN模式下，CPU224在用户程序中允许PPI主站模式，可以利用NETR和NETW指令来不断读写两个CPU221模块中的数据。CPU224TD200CPU221CPU221PC/PPI电缆站1站2站3站4操作要求：站4要读写两个远程站（站2和站3）的状态字节和计数值（分别放在VB100和VW101中）。如果某个远程站中的计数值达到200，站4将发生一定动作，并将该远程站的计数值清0，重新计数。CPU224通信端口号为0，从VB200开始设置接收和发送缓冲区。接收缓冲区从VB200开始，发送缓冲区从VB250开始。7.4自由口通信一、相关寄存器及标志二、自由口指令三、应用实例一、相关寄存器及标志1.控制寄存器2.特殊标志位及中断3.特殊存储器字节1.控制寄存器SMB30控制和设置通信端口0，如果PLC主机上有通信端口1，则用SMB130来进行控制和设置。2.特殊标志位及中断特殊标志位SM4.5和SM4.6：分别用来表示口0和口1发送空闲状态。中断接收中断：中断事件号为8（口0）和25（口1）。发送完成中断：中断事件号为9（口0）和26（口1）。接收完成中断：中断事件号为23（口0）和24（口1）。3.特殊存储器字节接收信息时用到一系列特殊功能存储器。对端口0用SMB86到SMB94；对端口1用SMB186到SMB194。二、自由口指令1.XMT指令XMT，发送指令。使能输入有效时，指令初始化通信操作，通过通信端口PORT将数据表TBL中的数据发送到远程设备。发送缓冲区（数据表）2.RCV指令RCV，接收指令。使能输入有效时，指令初始化通信操作，通过通信端口PORT从远程设备上接收数据并放到缓冲区（数据表）TBL。三、应用实例1.控制要求本程序实现的功能是，一台CPU224作为本地PLC，用另一台CPU224作为远程PLC，本地PLC接收来自远程PLC的20个字符，接收完成后，信息又发回对方。要求有一外部脉冲控制接收任务的开始，并且任务完成后用显示灯显示。2.参数设置自由口通信模式。通信协议为：波特率9600，无奇偶校验，每字符8位。接收和发送用同一缓冲区，首地址为VB100。不设立超时时间。LDSM0.1////初次扫描MOVB9,SMB30////初始化自由口//波特率9600//8位数据，无校验MOVB20,VB100////传送字节数20//装入缓冲区首址ATCHINT_0,23////接收完成时//连接到中断//程序INT_0//ATCHINT_1,9////发送完成时//连接到中断//程序INT_1ENI////全局开中断LDI0.1//外部脉冲EU//上跳沿RCVVB100,0////发送指令//缓冲区VB100//通信端口03.程序主程序LDSM0.0////运行时有效=Q1.0////发送完成，//经Q1.0显示中断程序本章小结和作业小结：通过本章的学习，掌握S7-200的通信方式及自由口通信;了解网络的概念以及通信设备的使用作业：习题七ENDTHE