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          关于西门子PLC的PPI通信协议的研究                    摘要：本文结合西门子PLC的PPI通信协议的相关理论，主要研究了PPI协议的通信过程、通信协议模型，并对PLC网络通信模式的构建进行了实例分析关键词：西门子PLC；PPI通信协议；通信程序前言PPI通信协议是一种特殊的通信协议，其协议本身是不公开的，只有西门子S7-200的设备支持它但掌握它也很重要，有时s7-200系列的设备之间只能通过PPI协议通信，例如上位机STEP7-Micro／WIN与S7-200PLC之间的基本通信；有时只要通过一根电缆就可以实现S7-200PLC之间的简单通信，非常适用但由于PPI通信协议不是公开的协议，因此一般现场设备是不支持的，限制了其作为标准现场总线的应用，由此还需对协议内容、功能实现进行研究和分析1西门子PLC的PPI通信协议概述1.1通信过程在PPI网上，计算机与PLC通信，是采用主从方式，通信总是由计算机发起，PLC予以响应具体过程如下：1）计算机按通信任务，用一定格式，向PLC发送通信命令2）PLC收到命令后，进行命令校验，如校验后正确无误，则向计算机返回数据E5H或F9H，作出初步应答。

3）计算机收到初步应答后，再向PLC发送SD（开始定界字符，为10H）、DA（目标地址，即PLC地址02H）、SA（源地址，即计算机地址00H）、FC（功能码，取5CH）、FCS（SA、DA、FC和的256余数，为5EH）、ED（结束分界符）确认命令如按以上设定的计算机及PLC地址，则发送10、02、00、5C、5E及16，6个字节的十六进制数据，以确认所发命令4）PLC收到此确认后，执行计算机所发送的通信命令，并向计算机返回相应数据需要注意的是：如为读命令，情况将如上所述但如为写或控制命令，PLC收到后，经校验，如无误，一方面向计算机发送数据E5H，作出初步应答；另一方面不需计算机确认，也将执行所发命令但当收到计算机确认信息命令后，会返回有关执行情况的信息代码[1]1.2PPI协议模型PPI通信协议的模型以OSI模型为基础，将其中的物理层、数据链路层和应用层构成现场总线通信的三层模型，如表1所示其中PPI的应用层是通信模型的最高层，负责进行应用数据的读写操作应用层是在数据链路层之上的，接收数据链路层上传的数据，用来更新本站点的相关数据当应用层需要发送数据时，它只要将发送数据的目的站点、数据类型和数据本身等信息下载给数据链路层，由数据链路层去实现数据的发送。

PPI的数据链路层是位于通信模型的第2层，它介于物理层与应用层之间一方面，它要执行应用层的数据发送任务，生成数据和控制帧，并将这些帧下载给物理层，通过物理层实现帧的发送；另一方面，数据链路层还要接收物理层的帧，根据帧进行校验等操作，若是数据帧，则将其中的数据从帧中读出，上传给应用层一次数据写出操作的步骤包括：首先由本站(主站)向从站发出写入请求，从站作出正确接收的响应(短应答)，本站接到此响应则发出写入请求确认控制帧，从站进行写入请求确认的应答[2]，如图1所示图1PPI通信的数据链路1.3PPI高级协议PPI通信协议不是基于连接的，每次通信时建立临时连接，通信结束后即断开在一般的PPI通信协议基础上，西门子还制订了PPI高级协议在应用中，选择“PPI高级协议”允许网络设备在设备之间建立逻辑连接建立了逻辑连接的站点在通信时，直接进行发送和应答，只需要一次帧的发送和接收，不像一般的PPI通信需要两次如果在用户程序中启用PPI主设备模式，S7-200CPU可在处于RUN(运行)模式时用作主设备启用PPI主设备模式后，可以使用“网络读取”(NETR)或“网络写入”(NETW)从其他S7-200CPU读取数据或向S7-200CPU写入数据。

S7-200用作PPI主设备时，作为从属设备也可以应答来自其他主设备的请求用户可以使用PPI通信协议与所有的S7-200CPU通信西门子S7-200的PLC扩展模块EM277是用于PROFIBUS通信的，也支持PPI通信将EM277用于PPI通信，必须使用“PPI高级协议”[3]2PLC网络通信模式构建实例分析——两台S7-200通过PPI通信2.1操作步骤两台S7-200PLC通过PPI进行连接与通信，如图2所示，要求将主站的I0.0～I1.7的状态映射到从站的Q0.0～Q1.7，同时将从站的I0.0～I1.7的状态映射到主站的Q0.0～Q1.7具体操作步骤为：1）进行硬件接线(按照图2所示连接)2）NETR与NETW指令介绍在PPI通信模式中，NETR与NETW是最常见的两个指令，如图3所示网络读指令开始一项通信操作，是通过指定的端口从远程设备搜集数据并形成一个表TBL；网络写指令开始一项通信操作，是通过指定的端口向远程设备写一个表TBL中的数据2.2NETR／NETW指令向导完成相关任务（1）指定用户需要的网络操作数目用户使用NETR／NETW指令向导，可以简化网络操作配置向导将询问初始化选项，并根据用户选择生成完整的配置。

向导允许配置多达24项独立的网络操作，并生成代码协调这些操作本例中，选择2项网络读／写操作2）指定端口号和子程序名称如果项目可能已经包含一个NETR／NETW向导配置，则所有以前建立的配置均被自动载入向导向导会提示用户完成以下两个步骤之一：1）选择编辑现有配置，方法是单击“下一步”2）选择从项目中删除现有配置，方法是选择“删除”复选框，并单击完成”如果不存在以前的配置，向导就会询问以下信息：PLC必须被设为PPI，主站模式才能进行通信；用户要指定通信将通过哪一个PLC端口进行向导建立一个用于执行具体网络操作的参数化子程序向导还为子程序指定一个默认名称本例中新建一个配置，选择PLC端口0进行通信，可执行子程序名采用默认名称NET_EXE3）指定网络操作对于每项网络操作，用户需要提供下列信息：1）指定操作是NETR还是NETW2）指定从远程PLC(NETR)读取的数据字节数或向远程P;C(NETW)写入的数据字节数3）指定用户希望用于通信的远程PLC网络地址4）如果在配置NETR，指定以下内容：数据存储在本地PLC中的位置有效操作数有VB、IB、QB、MB、LB；从远程PLC读取数据的位置。

有效操作数有VB、IB、QB、MB、LB5）如果在配置NETW，指定以下内容：数据存储在本地PLC中的位置有效操作数有VB、IB、QB、MB、LB；向远程PLC写入数据的位置有效操作数有VB、IB、QB、MB、LB本例中，第一项操作为NETR指令，读取字节数为1，远程站地址为6，数据传输为VB307(本地)、VB200(远程)；当进入第二项NETW指令，读取字节数为1，远程站地址为6，数据传输为VB207(本地)、VB300(远程)4）分配v存储区对于用户配置的每一项网络操作，要求有12个字节的V存储区用户指定可放置配置的V存储区起始地址向导会自动建议一个地址，且可以编辑该地址本例中，采用建议地址VBO～VBl8即可5）生成程序代码要在程序中使用网络通信，需要在主程序块中调用执行子程序(NET—EXE)每次扫描周期时，使用SM0.0调用该子程序，这样会启动配置网络操作执行从站的子程序相对简单，主要是在开机时清空V区数据，并将输入、输出与V区数据进行映射结语本文通过对西门子尚未公布的PPI协议进行深入分析，了解了通信协议的相关技术细节通过相关监控及通信程序，能够实现远程计算机对西门子PLC的读写和控制。

该技术在具体实践中的应用能够有效的降低成本费用，节约内存资源的消耗，因此相关工作者今后还应加强该技术的研究，能够的将其应用于PLC的远程监控参考文献[1]张治军.通信协议在在网络中的配置研究[J].科技资讯.2014(33).[2]蔡锦达,倪建辉,郭锐,王挺.PPI协议与西门子S7-200PLC的通讯[J].工业控制计算机.2016(04).[3]庄家森,焦小澄.基于PPI通讯协议的监控模块的设计与实现[J].现代电子技术.2015(16).黄立华，男，广西南宁人，助理工程师，大专，从事电气维护调试  -全文完-。