可编程控制器联网通信.ppt
PLC PLC PLC PLC 应用技术应用技术应用技术应用技术第七章可编程控制器联网通信本章主要内容本章主要内容本章主要内容本章主要内容7.17.1通信及网络概述通信及网络概述 7.27.2通信实现通信实现 7.37.3网络通信网络通信7.4 7.4 自由口通信自由口通信 本章学习要求本章学习要求p 重点内容：掌握S7-200的通信方式及自由口通信p 了解内容：网络的概念以及通信设备的使用 p 难点内容：S7-200通信实现 7.1通信及网络概述通信及网络概述 一、一、通信方式通信方式 二、二、网络概述网络概述 三、三、S7-200通信及网络通信及网络 p 1.基本通信方式基本通信方式 p 2.异步串行通信异步串行通信 p 3.通信接口通信接口 一、一、通信方式通信方式p 1.基本通信方式基本通信方式（1）并行通信）并行通信（2）串行通信）串行通信（3）串行通信分类）串行通信分类 图图7.1并行通信并行通信 图7.2 串 行 通 信图图7.3异步串行传送异步串行传送图图7.4单工、半双工和双工单工、半双工和双工p 2.异步串行通信异步串行通信 波特率：在串行通信中，数据是按位进波特率：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。位的数目表示，称为波特率。1 1波特波特=1bps(=1bps(位位/秒秒)波特率与时钟频率有关，时钟频率越高，波特率与时钟频率有关，时钟频率越高，波特率越大。波特率越大。p 3.通信接口通信接口（1）RS232接口接口（2）RS485接口接口（3）RS422接口接口&1.网络结构概述网络结构概述 （1）简单网络）简单网络 （2）多级网络）多级网络&2.通信协议通信协议 （1）通用协议）通用协议 （2）公司专用协议）公司专用协议 二、二、网络概述网络概述&1.网络结构概述网络结构概述（1）简单网络）简单网络图7.5简单网络图图7.6ISO企业自动化系统模型企业自动化系统模型（2）多级网络）多级网络图图7.7通用协议模型通用协议模型&2.通信协议通信协议（1）通用协议）通用协议（2）公司专用协议）公司专用协议 低低层层子子网网和和中中层层子子网网一一般般采采用用公公司司专专用用协协议议，尤尤其其是是最最底底层层子子网网，由由于于传传送送的的是是过过程程数数据据及及控控制制命命令令，这这种种信信息息较较短短，但但实实时时性性要要求求高高。公公司司专专用用协协议议的的层层次次一一般般只只有有物物理理层层、链链路路层层及及应应用用层层，而而省省略略了了通通用用协协议议所所必必须须的的其其他他层层，信信息传送速率快。息传送速率快。4 1.字符数据格式字符数据格式 4 2.网络层次结构网络层次结构 4 3.通信类型及协议分类通信类型及协议分类 4 4.通信设备通信设备 三、三、S7-200S7-200通信及网络通信及网络 4 1.字符数据格式字符数据格式（1）10位字符数据位字符数据 传传送送数数据据由由1个个起起始始位位、8个个数数据据位位、无无校校验验位位、一一个个停停止止位位组组成成。传传送送速速率率一一般般为为9600波波特。特。（2）11位字符数据位字符数据 传传送送数数据据由由1个个起起始始位位、8个个数数据据位位、1个个偶偶校校验验位位、一一个个停停止止位位组组成成。传传送送速速率率一一般般为为9600波特或波特或19200波特。波特。图图7.8西门子生产金字塔西门子生产金字塔4 2.网络层次结构网络层次结构 4 3.通信类型及协议分类通信类型及协议分类 两种连接方式：单主站和多主站两种连接方式：单主站和多主站 通信协议分为：通信协议分为：（1）通用协议）通用协议（2）公司专用协议）公司专用协议 n PPI PPI协议协议 n MPI MPI协议协议 n ProfibusProfibus协议协议 n 自由口协议自由口协议 4 4.通信设备通信设备（1 1）通信口）通信口 网网络络连连接接器器可可以以用用来来把把多多个个设设备备很很容容易易地地连连接接到到网网络络中中。网网络络连连接接器器有有两两种种类类型型：一一种种是是仅仅提提供供连连接接到到主主机机的的接接口口，另另一一种种增增加加了了一一个个编编程程接接口口。带带有有编编程程口口的的连连接接器器可可以以把把编编程程器器或或操操作作员员面面板板直直接接增增加加到到网网络络中中，编编程程口口传传递递主主机机信信号号的的同时，为这些设备提供电源，而不用另加电源。同时，为这些设备提供电源，而不用另加电源。（2 2）网络连接器）网络连接器 网络电缆网络电缆 PC/PPI电缆电缆 （3 3）通信电缆）通信电缆 网网络络中中继继器器在在Profibus可可以以用用来来延延长长网网络络的的距距离离、允允许许给给网网络络加加入入设设备备、隔隔离离不不同同网网络络段段，每每个个中中继继器器为为网网络络段段提提供供偏偏置置和终端匹配。和终端匹配。每每个个网网络络中中最最多多可可以以有有9个个中中继继器器，每每个中继器最多可再增加个中继器最多可再增加32个设备。个设备。（4 4）网络中继器）网络中继器 用用调调制制解解调调器器可可以以实实现现计计算算机机或或编编程程器器与与PLC主机之间的远距离通信。以主机之间的远距离通信。以11位调制解调器为例位调制解调器为例 （5 5）调制解调器）调制解调器7.2通信实现通信实现 1 一、一、确立通信方案确立通信方案 1 二、二、参数组态参数组态 1 一、一、确立通信方案确立通信方案 包包括括根根据据实实际际通通信信需需要要选选择择单单主主站站或或多多主主站站，同同时时确确定定各各站站的的编编号号；选选择择实实现现通通信信的的硬硬件件，如如选选择择用用PC/PPI电电缆缆，还还是是用用CP卡卡、MPI卡卡、EM 277通信模块或调制解调器等。通信模块或调制解调器等。1 二、二、参数组态参数组态 1.通信设置通信设置 2.安装或删除通信接口安装或删除通信接口 3.参数设置参数设置（演示）（演示）7.3网络通信网络通信 一、一、控制寄存器和传送数据表控制寄存器和传送数据表 二、二、网络指令网络指令 三、三、应用实例应用实例 一、一、控制寄存器和传送数据表控制寄存器和传送数据表1.1.控制寄存器控制寄存器将将特特殊殊标标志志寄寄存存器器中中的的SMB30和和SMB130的的低低2位位置置为为2#10，其其他他位位为为0，即即SMB30和和SMB130的的值值为为16#2，则可以控制将，则可以控制将S7-200 CPU设置为设置为PPI主站模式。主站模式。2.2.传送数据表传送数据表（1）数据表格式）数据表格式执执行行网网络络读读写写指指令令时时，PPI主主站站与与从从站站之之间间的的数数据据以以数数据据表表的的格格式式传传送送。传传送送数数据据表表的的程程式式描描述述如如表表7.4所所示。示。表表7.3 传送数据表格式传送数据表格式二、二、网络指令网络指令 网络指令有两条：网络指令有两条：NETR和和NETW。1.NETR指令指令NETR，网网络络读读指指令令。使使能能输输入入有有效效时时，指指令令初初始始化化通通信信操操作作，通通过过通通信信端端口口PORT从从远远程程设设备备上上接接收收数数据据并并形形成成数数据表据表TBL。NETR指指令令最最多多可可从从远远程程站站点点上上读读16个个字节的信息。字节的信息。指令格式：指令格式：NETR TBL,PORT例：例：NETR VB200,02.NETW 指令指令NETW网网络络读读指指令令。使使能能输输入入有有效效时时，指指令令初初始始化化通通信信操操作作，通通过过端端口口PORT将将数数据据表表TBL中中的的数数据据发发送送到到从从远远程程设设备。备。NETW指指令令最最多多可可向向远远程程站站点点上上写写16个个字节的信息。字节的信息。指令格式：指令格式：NETW TBL,PORT使使能能流流输输出出ENO为为0的的出出错错条条件件为为：SM4.3（运行时间），运行时间），0006（间接寻址）。（间接寻址）。三、三、应用实例应用实例 有有一一简简单单网网络络，结结构构如如下下图图7.17所所示示。其其中中TD200为为主主站站，在在RUN模模式式下下，CPU 224在在用用户户程程序序中中允允许许PPI主主站站模模式式，可可以以利利用用NETR和和NETW指指令令来来不不断断读读写写两两个个CPU 221模块中的数据。模块中的数据。操作要求：操作要求：站站4要要读读写写两两个个远远程程站站（站站2和和站站3）的的状状态态字字节节和和计计数数值值（分分别别放放在在VB100和和VW101中中）。如如果果某某个个远远程程站站中中的的计计数数值值达达到到200，站站4将将发发生生一定动作，并将该远程站的计数值清一定动作，并将该远程站的计数值清0，重新计数。，重新计数。CPU 224通通信信端端口口号号为为0，从从VB200开开始始设设置置接接收收和和发发送送缓缓冲冲区区。接接收收缓缓冲冲区区从从VB200开开始始，发发送送缓冲区从缓冲区从VB250开始。开始。7.4 自由口通信自由口通信 一、一、相关寄存器及标志相关寄存器及标志 二、二、自由口指令自由口指令 三、三、应用实例应用实例 一、一、相关寄存器及标志相关寄存器及标志 1.1.控制寄存器控制寄存器 2.2.特殊标志位及中断特殊标志位及中断 3.3.特殊存储器字节特殊存储器字节 1.1.控制寄存器控制寄存器 SMB30SMB30控制和设置通信端口控制和设置通信端口0 0，如果，如果PLCPLC主机上有通信端口主机上有通信端口1 1，则用，则用SMB130SMB130来进行控制和设置。来进行控制和设置。2.2.特殊标志位及中断特殊标志位及中断 特殊标志位特殊标志位特殊标志位特殊标志位SM4.5SM4.5和和SM4.6SM4.6：分别用来表示口：分别用来表示口0 0和口和口1 1发送空闲状态。发送空闲状态。中断中断接收中断：中断事件号为接收中断：中断事件号为8 8（口（口0 0）和）和2525（口（口1 1）。）。发送完成中断：中断事件号为发送完成中断：中断事件号为9 9（口（口0 0）和）和2626（口（口1 1）。）。接收完成中断：中断事件号为接收完成中断：中断事件号为2323（口（口0 0）和）和2424（口（口1 1）。）。3.3.特殊存储器字节特殊存储器字节 接接收收信信息息时时用用到到一一系系列列特特殊殊功功能能存存储储器器。对对端端口口0用用SMB86到到SMB94；对端口对端口1用用SMB186到到SMB194。二、二、自由口指令自由口指令 1.XMT指令指令XMT，发发送送指指令令。使使能能输输入入有有效效时时，指指令令初初始始化化通通信信操操作作，通通过过通通信信端端口口PORT将将数数据据表表TBL中中的的数据发送到远程设备。数据发送到远程设备。发送缓冲区（数据表）发送缓冲区（数据表）2.RCV 指令指令RCV，接接收收指指令令。使使能能输输入入有有效效时时，指指令令初初始始化化通通信信操操作作，通通过过通通信信端端口口PORT从从远远程程设设备备上上接接收收数数据据并并放放到缓冲区（数据表）到缓冲区（数据表）TBL。三、三、应用实例应用实例 1.控制要求控制要求 本本程程序序实实现现的的功功能能是是，一一台台CPU 224作作为为本本地地PLC，用用另另一一台台CPU 224作作为为远远程程PLC，本本地地PLC接接收收来来自自远远程程PLC的的20个字符，接收完成后，信息又发回对方。个字符，接收完成后，信息又发回对方。要要求求有有一一外外部部脉脉冲冲控控制制接接收收任任务务的的开开始始，并并且且任任务务完完成成后后用显示灯显示。用显示灯显示。2.参数设置参数设置自由口通信模式。自由口通信模式。通信协议为：波特率通信协议为：波特率9600，无奇偶校验，每字符，无奇偶校验，每字符8位。位。接收和发送用同一缓冲区，首地址为接收和发送用同一缓冲区，首地址为VB100。不设立超时时间。不设立超时时间。3.程序程序主 程 序 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：作业：习题七习题七ENDTHE
