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项目7水箱水位控制
48页1、任务7.1 S7-200的网络通信技术理论S7-200PLC的通信1概述S7-200的通信功能强,有多种通信方式可供用户选择。在运行Windows或Windows NT 操作系统的个人计算机(PC)上安装了编程软件后,PC可作为通信中的主站。(1)单主站方式单主站与一个或多个从站相连,如图7-1-1所示。SETP-Micro/WIN 32每次和一个S7-200CPU通信,但是它可以访问网络上的所有CPU。第一页,共48页。(2)多主站方式通信网络中有多个主站,一个或多个从站。图7-1-2和图7-1-3中带CP通信卡的计算机和文本显示器TD200、操作面板OP15是主站, S7-200CPU可以是从站或主站。第二页,共48页。(3)使用调制解调器的远程通信方式利用PC/PPI电缆与调制解调器连接,可以增加数据传输的距离。串行数据通信中,串行设备可以是数据终端设备(DTE),也可以是数据发送设备(DCE)。S7-200系列PLC单主站通过11位调制解调器(Modem)与一个或多个作为从站的S7-200CPU相连,或单主站通过10位调制解调器与一个作为从站的S7-200CPU相连。(4)S7
2、-200通信的硬件选择表7-1-1给出了可供用户选择的SETP-Micro/WIN 32支持的通信硬件和波特率。第三页,共48页。第四页,共48页。2利用PPI协议进行网络通信PPI 通信协议是西门子专为S7-200 系列PLC 开发的一个通信协议,可通过普通的两芯屏蔽双绞电缆进行联网,波特率为9.6kbit/s 19.2kbit/s 和187.5kbit/s 。S7-200 系列CPU 上集成的编程口同时,就是PPI 通信联网接口利用PPI 通讯协议进行通信非常简单方便,只用NETR 和NETW 两条语句,即可进行数据信号的传递,不需额外再配置模块或软件。3利用MPI协议进行网络通信 MPI协议总是在两个相互通信的设备之间建立逻辑连接。MPI协议允许主主和主从两种通信方式。选择何种方式依赖于设备类型。如果是S7-300CPU,由于所有的S7-300CPU都必须是网络主站,所以进行主主通信方式。如果设备是S7-200CPU,那么就进行主从通信方式,因为S7-200CPU是从站。第五页,共48页。4利用PROFIBUS协议进行网络通信 PROFIBUS是世界上第一个开放式现场总线标准,目
3、前技术已成熟,其应用领域覆盖了从机械加工、过程控制、电力、交通到楼宇自动化的各个领域。在S7-200 系列PLC的CPU中,CPU22X都可以通过增加EM277 PROFIBUS-DP 扩展模块的方法支持PROFIBUS DP 网络协议。最高传输速率可达12Mbit/s。采用PROFIBUS的系统,对于不同厂家所生产的设备不需要对接口进行特别的处理和转换,就可以通信。西门子S7通过PROFIBUS现场总线构成的系统,其基本特点如下:PLC、I/O模板、智能仪表及设备可通过现场总线连接,特别是同厂家的产品提供通用的功能模块管理规范,通用性强,控制效果好。I/O模板安装在现场设备(传感器、执行器等)附近,结构合理。信号就地处理,在一定范围内可实现互操作。编程仍采用组态方式,设有统一的设备描述语言。传输速率可在9.6kbs12Mbs间选择。传输介质可以用金属双绞线或光纤。第六页,共48页。(1)PROFIBUS的组成 PROFIBUS-DP(Distributed Periphery 分布I/O系统)PROFIBUS-DP是一种优化模板,是制造业自动化主要应用的协议内容,是满足用户快速通信的
4、最佳方案,每秒可传输12兆位。可以用于设备级的高速数据传输,远程I/O系统尤为适用。PROFIBUS-PA(Process Automation 过程自动化)是为PA主要用于过程自动化的信号采集及控制,它是专为过程自动化所设计的协议,可用于安全性要求较高的场合及总线集中供电的站点。PROFIBUS-FMS(Fieldbus Message Specification 现场总线信息规范)FMS是为现场的通用通信功能所设计,主要用于非控制信息的传输,传输速度中等,可以用于车间级监控网络。第七页,共48页。(2)PROFIBUS协议结构 PROFIBUS协议以ISOOSI参考模型为基础。第一层为物理层,定义了物理的传输特性;第二层为数据链路层;第三层至第六层PROFIBUS未使用;第七层为应用层,定义了应用的功能。(3)传输技术 RS-485 RS485是PROFIBUS使用最频繁的传输技术,具体论述参见前面有关章节。 IECll58-2 根据IECll58-2在过程自动化中使用固定波特率31.25kb/s的同步传输,它可以满足化工和石化工业对安全的要求,采用双线技术通过总线供电,这样PRO
5、FIBUS就可以用于危险区域了。 光纤 在电磁干扰强度很高的环境和高速、远距离传输数据时,PROFIBUS可使用光纤传输技术。第八页,共48页。(4)PROFIBUS介质存取协议PROFIBUS通信规程采用了统一的介质存取协议,此协议由OSI参考模型的第二层来实现。在PROFIBUS协议设计时充分考虑了满足介质存取控制的两个要求,即:在主站间通信时,必须保证在分配的时间间隔内,每个主站都有足够的时间来完成它的通信任务,在PLC与从站(PLC或其他设备)间通信时,必须快速、简捷地完成循环,进行实时的数据传输。为此,PROFIBUS提供了两种基本的介质存取控制:令牌传递方式和主/从方式。(5)S7-200CPU接入PROFIBUS网络S7-200CPU必须通过PROFIBUS-DP模块EM277连接到网络,不能直接接入PROFIBUS网络进行通信。EM277经过串行I/O总线连接到S7-200CPU。PROFIBUS网络经过其DP通信端口,连接到EM277模块。这个端口支持9600b/s12Mb/s之间的任何传输速率。EM277模块在PROFIBUS网络中只能作为PROFIBUS从站出现。
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