S7-200 PLC基础及应用 教学课件 ppt 作者 赵全利 第7章

1、第7章 S7-200 PLC网络通讯及应用,7.1 S7-200 网络通讯实现,7.1.1 S7-200网络通讯概述 1通讯接口 S7-200支持多种类型的通讯网络，能通过多主站PPI电缆、CP通讯卡或以太网通讯卡访问这些通讯网络。用户可在STEP7-Micro/WIN编程软件中为STEP7-Micro/WIN选择通讯接口，步骤如下所示： 1）在STEP7-Micro/WIN的操作栏中单击“通讯”图标，然后在通讯设置窗口中双击“PC/PPI cable(PPI)”图标或单击“设置PG/PC接口”按钮，如图7-1所示。,图7-1,2）在弹出的设置PG/PC接口对话框中，可以看到STEP7-Micro/WIN提供了多种通讯接口供用户选择，如PC/PPI电缆、TCP/IP等。其中，PC/PPI电缆可以通过COM或USB端口与S7-200通讯。在“Properties”对话框中点击“Local Connection”标签，用户可以选择COM端口或USB端口。 3）在弹出的设置PG/PC接口对话框中，用户还可以使用安装/删除接口对话框安装或删除计算机上的通讯接口。 4）如果用户需要添加一个接口，

2、可以在“Installed”栏中选择需要删除的通讯硬件，点击“Install”按钮安装。当关闭安装/删除接口对话框后，新安装的接口会在设置PG/PC接口对话框中的“Interface Parameter Assignment Used”框中显示。 5）如果用户需要删除一个接口，可以在“Selection”栏中选择合适的通讯硬件，点击“-Uninstall”按钮删除。当关闭安装/删除接口对话框后，设置PG/PC接口对话框中会在“Interface Parameter Assignment Used”框中删除该接口。,2主站和从站 （1）主站 网络上的主站器件可以向网络上的其它器件发出要求，也可以对网络上的其它主站的要求作出响应。例如，S7-200与PC机的通讯网络中，PC机中的STEP7-Micro/WIN是主站。 典型的主站器件除了STEP7-Micro/WIN外，还有S7-300 PLC、S7-400PLC和HMI产品（TD200、TP或OP等）。 （2）从站 网络上的从站器件只能对其它主站的要求作出响应，自己不能发出要求。一般S7-200都被配置为从站，用于负责响应来自某网络主站器

3、件（如STEP7-Micro/WIN或人机操作员面板HMI）的请求。 在PROFIBUS网络中，S7-200也可以充当主站，但只能向其它S7-200发出请求以获得信息。 （3）主站与从站连接方式 主站和从站之间主要有单主站和多主站两种连接方式。单主站是指只有一个主站，一个或多个从站的网络结构。多主站是指有两个或两个以上的主站，一个或多个从站的网络结构。,3波特率和站地址 （1）波特率 所谓波特率是指数据通过网络传输的速度，常用单位为Kbaud或Mbaud。波特率是用于度量给定时间传输数据多少的重要性能指标，如9.6k的波特率表示传输速率为每秒9600比特，即9600bit/s。 在同一个网络中通讯的器件必须被配置成相同的波特率，而且，网络的最高波特率取决于连接在该网络上的波特率最低的设备。S7-200不同的网络器件支持的波特率范围不同，如标准网络可支持的波特率范围为9.6k187.5k，而使用自由口模块的网络只能支持1.2k115.2k的波特率范围。 （2）站地址 在网络中每个设备都要被指定唯一的站地址，这个唯一的站地址可以确保数据发送到正确的设备或来自正确的设备。S7-200 PLC

4、支持的网络地址范围为0126，如果某个S7-200 PLC带多个端口，那么每个端口都会有一个唯一的网络地址。在网络中，STEP7-Micro/WIN系统默认的缺省站地址为0，HMI系统默认的缺省站地址为1，S7-200 CPU系统默认的缺省站地址为2。用户在使用到这些设备时，可以不必修改它们的站地址。,（3）配置波特率和站地址 在使用S7-200设备之前，必须正确配置设备的波特率和站地址，此处以如何设置STEP7-Micro/WIN和S7-200 CPU为例说明。 配置STEP7-Micro/WIN通讯参数 在使用STEP7-Micro/WIN前，必须为其配置波特率和站地址。STEP7-Micro/WIN的波特率必须与网络上其它设备的波特率一致，而且其站地址必须唯一。通常情况下，用户不需要改变STEP7-Micro/WIN的缺省站地址0。如果网络上还有其它的编程工具包，可改动STEP7-Micro/WIN的站地址。 配置STEP7-Micro/WIN通讯参数的界面如图7-2所示。首先在操作栏中单击“通讯”图标，打开 “设置PG/PC接口”对话框。然后在弹出的设置PG/PC接口对话框中单

5、击“Properties”按钮，如图7-2（a）所示；在PC/PPI 属性对话框中为STEP7-Micro/WIN选择站地址和波特率，如图7-2（b）所示。,图7-2, 配置S7-200 CPU通讯参数 在使用S7-200 CPU前，必须为其配置波特率和站地址。S7-200 CPU的波特率和站地址存储在系统块中，S7-200 CPU配置参数后，必须将系统块下载到S7-200 CPU中。每个S7-200 CPU通讯口的波特率缺省值为9600，站地址缺省值为2。 STEP7-Micro/WIN编程工具使配置网络变得简便易行，用户可以在STEP7-Micro/WIN编程工具中为S7-200 CPU设置波特率和站地址。在操作栏中单击“系统块”图标，或者选择菜单“查看组件系统块”命令，然后为S7-200 CPU选择站地址和波特率，如图7-3所示。,图7-3,7.1 S7-200 网络通讯实现,7.1.2 S7-200网络通讯协议 S7-200支持的通讯协议很多，如点对点接口协议PPI、多点接口协议MPI、PROFIBUS-DP协议、自由口通讯协议、AS-I协议、USS协议、MODBUS协议以及以

6、太网协议等。其中PPI、MPI、PROFIBUS是S7-200 CPU所支持的通讯协议，其它通讯协议需要有专门的CP模块或EM模块支持。如果带有扩展模块CP243-1和CP243-1 IT的S7-200 CPU也能运行在以太网上。 1 PPI协议 PPI是一个主-从协议，主站向从站发出请求，从站作出应答，如图7-4所示。从站不主动发出信息，而是等候主站向其发出请求或查询，并对请求或查询作出响应。 主站利用一个PPI协议管理的共享连接来与从站通讯，PPI不限制能够与任何一台从站通讯的主站数目，但是一个网络中主站的个数不能超过32。,图7-4,用户可在STEP7-Micro/WIN编辑软件中配置PPI参数，步骤如下： 1）在PC/PPI电缆属性对话框中，为STEP7-Micro/WIN配置站地址，系统默认缺省值为0。网络上的第一台PLC的默认站地址是2，网络上的其它设备（PC、PLC等）都有一个唯一的站地址，相同的站地址不允许指定给多台设备。 2）在“Timeout”方框中选择一个数值。该数值代表用户希望通讯驱动程序尝试建立连接花费的时间，默认值缺省值为1s。 3）如果用户希望将STEP7

7、-Micro/WIN用在配备多台主站的网络上，需要选中“Multiple Master Network”的方框。在与S7-200 CPU通讯时，STEP7-Micro/WIN默认值是多台主站PPI协议，该协议允许STEP7-Micro/WIN与其它主站（文本显示和操作面板）同时在网络中存在。在使用单台主站协议时，STEP7-Micro/WIN假设PPI协议是网络上的唯一主站，不与其它主站共享网络。用调制解调器或噪音很高的网络传输时，应当使用单台主站协议。可取消“Multiple Master Network”复选框内的选中符号，从而改成单台主站模式。 4）设置STEP7-Micro/WIN的波特率。PPI电缆支持9.6 kbaud、19.2 kbaud和187.5 kbaud。 5）点击“Local Connection”标签，选择COM端口连接方式。 6）点击“确定”，退出设置PG/PC接口对话框。,如果选择“PPI高级协议”，则允许网络设备在设备之间建立逻辑连接。但使用“PPI高级协议”，每台设备可提供的连接数目有限，表7-1列出了由S7-200提供的连接数目。,如果要在用户程序中

8、启用PPI主站模式，S7-200 CPU能在运行模式下作主站。启用PPI主站模式后，可以使用“网络读取”（NETR）或“网络写入”（NETW）从其它S7-200 CPU读取数据或向S7-200 CPU写入数据。当S7-200作PPI主站时，它仍然可以作为从站应答其它主站的请求。,2MPI协议 MPI协议支持主-主通讯和主-从通讯。与S7-200 CPU通讯时，STEP7-Micro/WIN建立主-从连接，如图7-5所示。MPI协议不能与作为主站的S7-200 CPU通讯。,网络设备通过任何两台设备之间的连接进行通讯，设备之间通讯连接个数受S7-200 CPU所支持的连接数目的限制，可参阅表7-1中的S7-200支持的连接数目。 关于MPI通讯参数的设置，用户可参阅PPI的参数的设置步骤。 对于MPI协议，S7-300和S7-400 PLC使用XGET和XPUT指令（有关这些指令的信息，请参阅S7-300或S7-400编程手册）来读写S7-200的数据。,图7-5,3. PROFIBUS协议 PROFIBUS协议用于实现与分布式I/O（远程I/O）设备进行高速通讯。各类制造商提供多种PR

9、OFIBUS设备，如简单的输入/输出模块、电机控制器等。 通常，在S7-200中，PROFIBUS网络有一台主站和几台I/O从站，如图7-6所示。主站器件通过配置，可获得连接的I/O从站的类型以及连接的地址，而且主站通过初始化网络使网络上的从站器件与配置相匹配。主站不断将输出数据写入从站，并从从站设备读取输入数据。,当一台DP（Decentralized Periphery）主站成功配置了一台DP从站后，该主站就拥有了这个从站器件。如果网络上还有第二台主站，那么它对第一台主站拥有的从站的访问将会受到限制。,图7-6,4用户自定义协议 S7-200 PLC还具有允许用户在自由口模式下使用自定义的通讯协议的功能。用户自定义协议又称自由口通信模式，用户自定义协议是指用户通过应用程序来控制S7-200 CPU的通讯口，并且自己定义通讯协议（如ASCII协议和二进制协议）。用户自定义协议只能在S7-200处于RUN模式时才能被激活，如果将S7-200设置为STOP模式，所有的自由口通讯都将中断，而且通讯口会按照S7-200系统块中的配置转换到PPI协议。 PPI通讯协议是S7-200 PLC专用的一种通讯协议，一般不对外开放。但是用户自定义协议则是对用户完全开放的，在自由口模式下通讯协议是由用户自定义的。应用用户自定义协议，S7-200 PLC可以与任何通讯协议已知且具有串口的智能设备和控制器进行通讯，当然也可以用于两个CPU之间简单的数据交换。 要使用自定义协议，用户需要使用特殊存储器字节SMB30（端口0）和SMB130（端口1）。在自定义协议通讯模式下PC机与PLC之间是主从关系，PC机始终处于主导地位，PC机通过串行口发送指令到PLC的通信端口，PLC通过RCV指令接收信息，对指令译码后再调用相应的子程序，实现PC机发出的指令要求，然后再通过XMT指令返回指令执行的状态信息。,7.1 S7-200 网络通讯实现,7.1.3 网络通讯配置实例 本节主要以使用PPI通讯协议的S7-200网络为例进行说明。PPI通讯协议是西门子公司专为S7-200 PLC开发的一个通讯协议，既支持单主站网络，也支持多主站网络。 1单主站PPI网络 对于简单的单台主站网络，STEP7-Micro/WIN和S7-200 CPU通过PC/PPI电缆或安装在STEP

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