任务十八 西门子S7-200 PLC的网络通信ppt课件.ppt

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1、任务十八任务十八 西门子西门子S7-200 PLC的网络通的网络通信信 任务十八任务十八 西门子西门子S7-200 PLCS7-200 PLC的网络通信的网络通信 PLCPLC控制系统编程与实现控制系统编程与实现PLCPLC控制系统编程与实现控制系统编程与实现PLCPLC控制系统编程与实现控制系统编程与实现三三.相关知识相关知识 PLC PLC的通信包括的通信包括PLCPLC之间、之间、PLCPLC与上位计算机之间以及与上位计算机之间以及PLCPLC与其他智能设备与其他智能设备之间的通信。之间的通信。PLCPLC与计算机可以直接或通过通信处理单元、通信转换器相连与计算机可以直接或通过通信处理单

2、元、通信转换器相连构成网络，以实现信息的交换。构成网络，以实现信息的交换。 S7-200 S7-200系列的系列的PLCPLC主要用于现场控制，在主站和从站之间的通信可以采用主要用于现场控制，在主站和从站之间的通信可以采用3 3个标准化协议和个标准化协议和1 1个自由口协议。个自由口协议。 PPI(Point to Point Interface)PPI(Point to Point Interface)协议协议 即点对点接口协议。即点对点接口协议。 MPI(Multi Point Interface)MPI(Multi Point Interface)协议协议 即多点接口协议。即多点接口协议

3、。 PROFIBUSPROFIBUS协议协议 用于分布式用于分布式I/OI/O设备的高速通信。设备的高速通信。 用户定义的协议用户定义的协议 即自由口协议。即自由口协议。三三.相关知识相关知识 S7-200 S7-200系列系列PLCPLC中的中的CPU226CPU226型机有型机有2 2个个RS-485RS-485端口，外形为端口，外形为9 9针针D D型，分型，分别定义为端口别定义为端口0 0和端口和端口1 1，作为，作为CPUCPU的通信端口，通过专用电缆可与计算机的通信端口，通过专用电缆可与计算机或其他智能设备及或其他智能设备及PLCPLC进行数据交换。进行数据交换。 网络连接器用于将

4、多个设备连接到网络中。一种是连接器的两端只网络连接器用于将多个设备连接到网络中。一种是连接器的两端只是是个封闭的个封闭的D D型插头，可用来两台设备间的一对一通信；另一种是在连接器型插头，可用来两台设备间的一对一通信；另一种是在连接器两两端的插头上还设有敞开的插孔，可用来连接第三者，实现多设备通信。端的插头上还设有敞开的插孔，可用来连接第三者，实现多设备通信。 用此电缆连接用此电缆连接PLCPLC主机与计算机及其他通信设备，主机与计算机及其他通信设备，PLCPLC主机侧是主机侧是RS-485RS-485接口，计算机侧是接口，计算机侧是RS-232RS-232接口。当数据从接口。当数据从RS-2

5、32 RS-232 传送到传送到RS-485RS-485时，时，PC/PPIPC/PPI电缆是发送模式，反之是接收模式。电缆是发送模式，反之是接收模式。三三.相关知识相关知识 在在S7-200 PLCS7-200 PLC的特殊继电器的特殊继电器SMSM中，中，SMB30(SMB130)SMB30(SMB130)是用于设定通信端口是用于设定通信端口0 0（通信端口（通信端口1 1）的通信方式。由）的通信方式。由SMB30(SMB130)SMB30(SMB130)的低的低2 2位决定通信端口位决定通信端口0 0（通信端（通信端口口1 1）的通信协议。只要将）的通信协议。只要将SMB30(SMB13

6、0)SMB30(SMB130)的低的低2 2位设置为位设置为2#102#10，就允许该，就允许该PLCPLC主主机为机为PPIPPI主站模式，可以执行网络读写指令。主站模式，可以执行网络读写指令。 S7-200 PLC CPU S7-200 PLC CPU提供网络读写指令，用于提供网络读写指令，用于S7-200 PLC CPUS7-200 PLC CPU之间的连网通之间的连网通信。网络读写指令只能由在网络中充当主站的信。网络读写指令只能由在网络中充当主站的CPUCPU执行，或者说只给主站编写执行，或者说只给主站编写读写指令，就可与其他从站通信了；从站读写指令，就可与其他从站通信了；从站CPUC

7、PU不必做通信编程，只需准备通信不必做通信编程，只需准备通信数据，让主站读写（取送）有效即可。数据，让主站读写（取送）有效即可。三三.相关知识相关知识在在S7-200 PLCS7-200 PLC的的PPIPPI主站模式下，网络通信指令有两条：主站模式下，网络通信指令有两条：NETRNETR和和NETWNETW。u 网络读指令网络读指令NETR(Net Read)NETR(Net Read) 网络读写指令通过指定的通信口（主站上网络读写指令通过指定的通信口（主站上0 0口或口或1 1口）从其他口）从其他CPUCPU中指定地址的数据区读取最多中指定地址的数据区读取最多1616字节的信息，存入本字节

8、的信息，存入本CPUCPU中指定地址的数据区。中指定地址的数据区。图图6-14 NETR6-14 NETR梯形图符号梯形图符号 PORT PORT处的常数只能是处的常数只能是0 0或或1 1，如是，如是0 0，就要将，就要将SMB30SMB30的低的低2 2位设置为位设置为2#102#10；如是；如是1 1，就要将，就要将SMB130SMB130的低的低2 2位设置为位设置为2#102#10，这里要与通信端口的设置保持一致。，这里要与通信端口的设置保持一致。 TBL TBL处的字节是数据表的起始字节，可以由用户自己设定，但起始字节定好处的字节是数据表的起始字节，可以由用户自己设定，但起始字节定

9、好后，后面的字节就要接连使用，形成列表，每个字节都有自己的任务，见表后，后面的字节就要接连使用，形成列表，每个字节都有自己的任务，见表6-76-7所示。所示。指令的格式指令的格式NETR TBLNETR TBL，PORTPORT三三.相关知识相关知识字节偏移地址字节偏移地址字节名称字节名称描述描述0 0状态字节状态字节反映网络通信指令的执行状态及错误码反映网络通信指令的执行状态及错误码1 1远程设备地址远程设备地址被访问的被访问的PLCPLC从站地址从站地址2 2远程设备的数据指针远程设备的数据指针被访问数据的间接指针被访问数据的间接指针指针可以指向指针可以指向I I、Q Q、M M和和V V

10、数据区数据区3 34 45 56 6数据长度数据长度远程设备被访问的数据长度远程设备被访问的数据长度7 7数据字节数据字节0 0数据字节数据字节1 1数据字节数据字节1515执行执行NETRNETR指令后，存放从远程设备接收的数指令后，存放从远程设备接收的数据据执行执行NETWNETW指令前，存放要向远程设备发送的指令前，存放要向远程设备发送的数据数据8 82222表表6-7 6-7 数据表数据表(TBL)(TBL)格式格式NETWNETW指令最多可以从远程设备上接收指令最多可以从远程设备上接收16B16B的信息的信息三三.相关知识相关知识u 网络写指令网络写指令NETW(Net Write)

11、 NETW(Net Write) 网络写指令通过指定的通信口（主站上网络写指令通过指定的通信口（主站上0 0口口或或1 1口），把本口），把本CPUCPU中指定地址的数据区内容写到其他中指定地址的数据区内容写到其他CPUCPU中指定地址的数据区中指定地址的数据区内，最多可以写内，最多可以写16B16B的信息。的信息。图图6-15 NETW6-15 NETW梯形图符号梯形图符号指令的格式指令的格式NETW TBLNETW TBL，PORTPORT 在梯形图中，网络写指令以功能框形式编程，指令的名称为：在梯形图中，网络写指令以功能框形式编程，指令的名称为：NETWNETW。当。当允许输入允许输入E

12、NEN有效时，初始化通信操作，通过指定的端口有效时，初始化通信操作，通过指定的端口PORTPORT，将数据表，将数据表TBLTBL所所指定的本指定的本CPUCPU区域中的数据发送到远程设备中。区域中的数据发送到远程设备中。TBLTBL和和PORTPORT均为字节型，均为字节型，PORTPORT为常数为常数。数据表。数据表TBLTBL见表见表6-76-7。 数据表数据表TBLTBL共有共有2323个字节，表头（第一个字节）是状态字节，它反映网络个字节，表头（第一个字节）是状态字节，它反映网络通信指令的执行状态及错误码，各个位的意义如下：通信指令的执行状态及错误码，各个位的意义如下：三三.相关知识

13、相关知识E1E2E3E4E1E2E3E4为错误编码。如果执行指令后，为错误编码。如果执行指令后，E E位为位为1 1，则由，则由E1E2E3E4E1E2E3E4反应一个错反应一个错误码，编码及说明见表误码，编码及说明见表6-86-8。E1E2E3E4E1E2E3E4错误码错误码说明说明000000000 0无错误无错误000100011 1时间溢出错误：远程设备不响应时间溢出错误：远程设备不响应001000102 2接收错误：奇偶校验错，响应时帧或检查时出错接收错误：奇偶校验错，响应时帧或检查时出错001100113 3离线错误：相同的站地址或无效的硬件引发冲突离线错误：相同的站地址或无效的硬

14、件引发冲突010001004 4队列溢出错误：同时激活队列溢出错误：同时激活8 8个以上的网络通信指令个以上的网络通信指令010101015 5违反通信协议：没有在违反通信协议：没有在SMB30SMB30中设置允许中设置允许PPIPPI协议而是用网络协议而是用网络指令指令011001106 6非法参数：非法参数：NETRNETR或或NETWNETW中包含有非法或无效的值中包含有非法或无效的值011101117 7没有资源：远程设备忙，如正在上载或下载程序没有资源：远程设备忙，如正在上载或下载程序100010008 8第第7 7层错误：违反应用协议层错误：违反应用协议100110019 9信息错

15、误：错误信息的数据地址或不正确的数据长度信息错误：错误信息的数据地址或不正确的数据长度表表6-8 6-8 错误编码表错误编码表三三.相关知识相关知识三三.相关知识相关知识2.2.拓展知识拓展知识 使用使用NETR/NETWNETR/NETW指令指令 SMB30 SMB30和和SMB130SMB130是通信端口控制寄存器，是通信端口控制寄存器，SMB30SMB30控制自由端口控制自由端口0 0的通信方式，的通信方式，SMB130SMB130控制自由端口控制自由端口1 1的通信方式。的通信方式。MSB7MSB7自由口模式控制字节自由口模式控制字节LSB0LSB07 76 65 54 43 32 2

16、1 10 0校验选择校验选择每个字符的数每个字符的数据位据位自由口波特率（自由口波特率（kbit/skbit/s）协议选择协议选择00=00=不校验不校验01=01=偶校验偶校验10=10=不校验不校验11=11=奇校验奇校验0=80=8位位/ /字符；字符；1=71=7位位/ /字符字符000=38.4000=38.4；001=19.2001=19.2；010=9.6010=9.6；011=4.8011=4.8；100=2.4100=2.4；101=1.2101=1.2；110=115.2110=115.2； 111=57.6 111=57.600=PPI/00=PPI/从站模式从站模式01

17、=01=自由口协议；自由口协议；10=PPI/10=PPI/主站模式主站模式 11= 11=保留保留表表6-9 6-9 自由口模式控制字节各位含义自由口模式控制字节各位含义三三.相关知识相关知识 当第当第1 1、0 0位位=10=10（PPIPPI主站）时，主站）时，PLCPLC将成为网络的一个主站，可以执行将成为网络的一个主站，可以执行NETRNETR和和NETWNETW指令。在指令。在PPIPPI模式下忽略模式下忽略2 2到到7 7位。位。图图6-16 6-16 主站程序及注释主站程序及注释三三.相关知识相关知识图图6-16 6-16 主站程序及注释主站程序及注释三三.相关知识相关知识图图

18、6-176-17程序示意图程序示意图图图6-18 6-18 从站程序及注释从站程序及注释三三.相关知识相关知识三三.相关知识相关知识 使用使用NETR/NETWNETR/NETW向导向导 启动启动STEP7 Micro/WINSTEP7 Micro/WIN软件，在指令树中，单击软件，在指令树中，单击“向导向导 NETR/NETWNETR/NETW”，打开，打开NETR/NETWNETR/NETW指令向导，如图指令向导，如图6-196-19所示，选择配置所示，选择配置2 2项网络读项网络读/ /写操作。写操作。图图6-19 NETR/NETW6-19 NETR/NETW指令向导指令向导1 1三三

19、.相关知识相关知识图图6-20 NETR/NETW6-20 NETR/NETW指令向导指令向导2 2三三.相关知识相关知识图图6-21 “6-21 “网络读网络读/ /写操作写操作”对话框对话框三三.相关知识相关知识图图6-22 6-22 第二项第二项“网络读网络读/ /写操作写操作”对话框对话框三三.相关知识相关知识图图6-236-23分配存储区对话框分配存储区对话框三三.相关知识相关知识图图6-246-24主站主程序主站主程序 有有3 3台台PLCPLC甲、乙、丙与计算机通过甲、乙、丙与计算机通过RS-485RS-485通信接口和网络连接器（见图通信接口和网络连接器（见图6-256-25）

20、组成一个使用）组成一个使用PPIPPI协议的单主站通信网络，如图协议的单主站通信网络，如图6-266-26所示。甲作为主所示。甲作为主站，乙与丙作为从站。要求一开机，甲站，乙与丙作为从站。要求一开机，甲PLCPLC的的Q0.0Q0.7Q0.0Q0.7控制的控制的8 8盏灯每隔盏灯每隔1s1s依次亮，接着乙依次亮，接着乙PLCPLC的的Q0.0Q0.7Q0.0Q0.7控制的控制的8 8盏灯每隔盏灯每隔1s1s依次亮，然后丙依次亮，然后丙PLCPLC的的Q0.0Q0.7Q0.0Q0.7控制的控制的8 8盏灯每隔盏灯每隔1s1s依次亮。然后再从甲依次亮。然后再从甲PLCPLC开始开始2424盏灯不断

21、循环盏灯不断循环地依次亮。地依次亮。四、任务分析四、任务分析PLCPLC控制系统编程与实现控制系统编程与实现图图6-25 6-25 网络连接器连接示意图网络连接器连接示意图图图6-26 36-26 3台台PLCPLC网络控制系统示意图网络控制系统示意图四、任务分析四、任务分析PLCPLC控制系统编程与实现控制系统编程与实现1.1.设计思路设计思路 一开机，甲机控制的一开机，甲机控制的8 8盏灯在位移寄存器指令的控制下以秒速度依次亮。盏灯在位移寄存器指令的控制下以秒速度依次亮。当甲机的最后一盏灯亮以后，就停止甲机当甲机的最后一盏灯亮以后，就停止甲机MB0MB0的位移位，并将的位移位，并将MB0M

22、B0的状态通过的状态通过NETWNETW指令写入乙机的写缓冲器指令写入乙机的写缓冲器VB110VB110；这时乙机的控制的；这时乙机的控制的8 8盏灯通过位移位寄盏灯通过位移位寄存器指令也以秒速度依次点亮。通过存器指令也以秒速度依次点亮。通过NETRNETR指令把乙机的指令把乙机的Q0.0Q0.7Q0.0Q0.7的状态读进的状态读进乙机的读缓冲器乙机的读缓冲器VB100VB100中，然后又通过中，然后又通过NETWNETW指令将指令将VB100VB100数据表的内容写进丙数据表的内容写进丙机的写缓冲器机的写缓冲器VB130VB130，当乙机的最后一盏灯亮了以后，丙机的控制的，当乙机的最后一盏灯

23、亮了以后，丙机的控制的8 8盏灯依盏灯依次亮。通过次亮。通过NETRNETR指令将丙机的指令将丙机的QB0QB0的状态读进丙机的读缓冲器的状态读进丙机的读缓冲器VB120VB120中，当丙中，当丙机的最后一盏灯亮，即机的最后一盏灯亮，即V120.7V120.7得电，则重新启动甲机的灯并依次亮。这样整得电，则重新启动甲机的灯并依次亮。这样整个网络控制的个网络控制的2424盏灯将按顺序依次亮。盏灯将按顺序依次亮。五、任务实施五、任务实施五、任务实施五、任务实施2.2.设计程序设计程序 根据控制要求，先为甲机根据控制要求，先为甲机PLCPLC建立网络通信数据表，如表建立网络通信数据表，如表6-106

24、-10所示。所示。 字节意义字节意义状态字节状态字节远程站地址远程站地址远程站数据区指针远程站数据区指针 被写的数据长度被写的数据长度数据字节数据字节与乙通与乙通信用信用NETRNETR缓冲区缓冲区VB100VB100VB101VB101VD102VD102VB106VB106VB107VB107NETWNETW缓冲区缓冲区VB110VB110VB111VB111VD112VD112VB116VB116VB117VB117与丙机与丙机通信通信NETRNETR缓冲区缓冲区VB120VB120VB121VB121VD122VD122VB126VB126VB127VB127NETWNETW缓冲区缓冲

25、区VB130VB130VB131VB131VD132VD132VB136VB136VB137VB137 编制甲机的通信设置及存储器初始化程序如图编制甲机的通信设置及存储器初始化程序如图6-276-27，对乙机的读写操作主程，对乙机的读写操作主程序如图序如图6-286-28，对丙机的读写操作主程序如图，对丙机的读写操作主程序如图6-296-29，甲机彩灯移位控制主程序如图，甲机彩灯移位控制主程序如图6-306-30所示。所示。表表6-10 6-10 甲机网络通信数据表甲机网络通信数据表图图6-276-27甲机的通信设置及存储器初始化程序甲机的通信设置及存储器初始化程序五、任务实施五、任务实施图图

26、6-28 6-28 甲机对乙机的读写操作主程序甲机对乙机的读写操作主程序五、任务实施五、任务实施图图6-296-29甲机对丙机的读写操作主程序甲机对丙机的读写操作主程序五、任务实施五、任务实施五、任务实施五、任务实施图图6-30 6-30 甲机彩灯移位控制主程序甲机彩灯移位控制主程序图图6-31 6-31 乙机及丙机彩灯移位控制主程序乙机及丙机彩灯移位控制主程序五、任务实施五、任务实施3.3.安装配线安装配线 首先按照图首先按照图6-256-25和图和图6-266-26进行接线，构成进行接线，构成3 3台台PLCPLC网络控制系统。网络控制系统。4.4.运行调试运行调试 通过通过STEP7 M

27、icro/WIN32STEP7 Micro/WIN32编程软件在编程软件在“系统块系统块”中分别将甲乙丙中分别将甲乙丙3 3台台PLCPLC的站地址，设为的站地址，设为2 2、3 3和和4 4，并下载到相应的，并下载到相应的PLCPLC中。中。 采用网络连接器及采用网络连接器及PC/PPIPC/PPI电缆，将电缆，将3 3台台PLCPLC连接起来。接电后在连接起来。接电后在STEP7 STEP7 Micro/WIN32Micro/WIN32编程软件的浏览条中点击编程软件的浏览条中点击“通信通信”图标，打开通信设置界面，图标，打开通信设置界面，双击双击“通信通信”窗口右侧的窗口右侧的“双击以刷新

28、双击以刷新”图标，编程软件将会显示图标，编程软件将会显示3 3台台PLCPLC的的站地址，如图站地址，如图6-326-32所示。所示。 双击某一个双击某一个PLCPLC图标，编程软件将和该图标，编程软件将和该PLCPLC建立连接，就可以将它的控制建立连接，就可以将它的控制程序进行下载、上传和监视等通信操作。程序进行下载、上传和监视等通信操作。 输入、编译主站的通信程序，将它下载到主站甲机的输入、编译主站的通信程序，将它下载到主站甲机的PLCPLC中，输入、编中，输入、编译两个从站的控制程序，分别将它下载到两个从站译两个从站的控制程序，分别将它下载到两个从站PLCPLC中。然后将中。然后将3 3

29、台台PLCPLC的的工作方式开关设置于工作方式开关设置于RUNRUN位置，即可观察通信效果。位置，即可观察通信效果。五、任务实施五、任务实施图图6-32 6-32 通信窗口显示的通信窗口显示的3 3台台PLCPLC站址情况站址情况五、任务实施五、任务实施六、评分标准六、评分标准任务名称：西门子S7-200 PLC的网络通信 组别：项目配分考核要求扣分标准扣分记录得分设备安装设备安装3030分分(1)(1)会分配端口、画会分配端口、画I/OI/O接线图接线图(2)(2)按图完整、正确及按图完整、正确及规范接线规范接线(3)(3)按照要求编号按照要求编号(1)(1)不能正确分配端口，扣不能正确分配

30、端口，扣5 5分，分，画错画错I/OI/O接线图，扣接线图，扣5 5分分(2)(2)错、漏线，每处扣错、漏线，每处扣2 2分分(3)(3)错、漏编号，每处扣错、漏编号，每处扣1 1分分编程操作编程操作3030分分(1)(1)会采用时序波形图会采用时序波形图法设计程序法设计程序(2) (2) 正确输入梯形图正确输入梯形图(3) (3) 正确保存文件正确保存文件(4) (4) 会转换梯形图会转换梯形图(5)(5)会传送程序会传送程序(1)(1)不能设计出程序或设计错误不能设计出程序或设计错误扣扣1010分分(2) (2) 输入梯形图错误每处扣输入梯形图错误每处扣2 2分分(3) (3) 保存文件错

31、误扣保存文件错误扣4 4分分(4) (4) 转换梯形图错误扣转换梯形图错误扣4 4分分(5)(5)传送程序错误扣传送程序错误扣4 4分分运行操作运行操作3030分分 (1)(1)运行系统，分析运行系统，分析操作结果操作结果(2)(2)正确监控梯形图正确监控梯形图(1) (1) 系统通电操作错误每步扣系统通电操作错误每步扣3 3分分(2)(2)分析操作结果错误每处扣分析操作结果错误每处扣2 2分分(3)(3)监控梯形图错误扣监控梯形图错误扣4 4分分安全、安全、文明工作文明工作1010分分(1)(1)安全用电，无人为安全用电，无人为损坏仪器、元件和设损坏仪器、元件和设备备(2)(2)保持环境整洁

32、，秩保持环境整洁，秩序井然，操作习惯良序井然，操作习惯良好好(3)(3)小组成员协作和谐小组成员协作和谐，态度正确，态度正确(4)(4)不迟到、早退、旷不迟到、早退、旷课课(1)(1)发生安全事故，扣发生安全事故，扣1010分分(2)(2)人为损坏设备、元器件，扣人为损坏设备、元器件，扣1010分分(3)(3)现场不整洁、工作不文明，团现场不整洁、工作不文明，团队不协作，扣队不协作，扣5 5分分(4)(4)不遵守考勤制度，每次扣不遵守考勤制度，每次扣2525分分 总总 分分六、评分标准六、评分标准 有两台有两台PLCPLC采用主从通信方式，要求在主站中用采用主从通信方式，要求在主站中用I0.1I0.1作为输入信号建立作为输入信号建立一个字节加一指令，送给从站的输出口显示出来，同时在主站中也累计变化一个字节加一指令，送给从站的输出口显示出来，同时在主站中也累计变化过程，当累加到过程，当累加到6 6时，主站再给从站一个信号，从站接到这个信号后用自己时，主站再给从站一个信号，从站接到这个信号后用自己的输入信号的输入信号I0.0I0.0发给主站输出口点动信号。发给主站输出口点动信号。七、任务训练七、任务训练PLCPLC控制系统编程与实现控制系统编程与实现