S7200PLC网络通信基础.docx
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S7200PLC网络通信基础.docx
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S7200PLC网络通信基础
7-1PLC网络通信基础
教学目标:
• 了解数据传送的方式。
• 把握数据传送方向,数据传送介质
职业技术教学点:
• 单工通信方式,半双工通信方式,全双工通信方式
• 串行通信接口标准
教学设计:
讲解——讨论——试探——习题
教学手腕:
配合课件讲练结合
概述:
随着运算机网络技术的快速进展,现代化企业自动化程度愈来愈高,自动化的水平已由传统的运算机自动化,集中操纵系统进展到多级散布式操纵系统。
极大的提高了操纵系统的靠得住性和灵活性。
在现代化企业中,自动化操纵系统一样能够分为3级,采纳中央运算机的数据治理级为最高级;在生产线上利用运算机或PLC的数据操纵级为中间级;直接完成设备或生产线顺序操纵的逻辑操纵级为最低级。
数据通信确实是数据信息通过适当的传送线路从一台机械传送到另一台机械,那个地址的机械能够是运算机,PLC或是有其他数据通信功能的数字设备。
一、数据通信基础
1、数据传送方式
(1)并行通信和串行通信
并行通信,指所传送数据的列位同时发送或接收。
在PLC的主机与扩展模板之间,常常采纳并行通信的方式。
并行通信的特点是数据传送速度快。
并行通信时,一样采纳电位信号,一个并行数据有多少个数据位就需要多少数据传输线,因此并行通信适用近距离通信。
一个8位数据同时从设备1传送到设备2,需要8条数据传输线。
串行通信:
串行通信是指所传送的数据按顺序一名一名地发送或接收。
在PLC与PC之间,在多台PLC之间,常常采纳串行通信的方式。
串行通信时,反需要一条或两条传输线,一样采纳脉冲信号。
因此在长距离传送数据时,从低位开始顺序传送,有多少位数据就需要传送多少次。
串行通信的特点是通信线路简单,本钱低,可是传送速度比并行通信慢。
最近几年来,串行通信的速度可达Mbps。
(2)同步传送和异步传送
异步传送:
以字符为单位发送数据,将被传送的字符数据编码成一串脉冲,每一个字符都用起始位和停止位作为字符开始和终止标志。
字符起始位为0,数据位为5-8位,随后是奇偶校验位,最后是停止位(1位或多位)
异步通信要紧用于中低速的通信(小于2000bps)
波特率的计算(略讲)
同步传送:
以数据块为单位进行数据传送。
(了解)不讲,简讲
(3)大体传送和宽带传送
基带传送:
是指数据传送系统对运算机或数字设备产生的电脉冲信号(0和1),不进行任何调换直接传送。
PLC网络不大采纳基带传送。
宽带传送:
调频,调幅,调相。
2、数据传送方向
(1)单工通信方式
(2)半双工通信方式
(3)全双工通信方式
3、数据传输介质
(1)双绞线
RS-485多采纳双绞线电缆实现通信连接
(2)同轴电缆
能够用于基带传送
(3)电缆
二、串行通信接口标准
1、RS-232
RS-232接口采纳接位串行的方式,单端方式单端发送,单端接收,传送距离近(≦15m)速度低(≦20kbps)抗干扰能力差。
2、RS-422
全双工方式传送数据,速度可达10Mbps.最大距离为1200m,抗干扰能力强,适合远距离传送数据。
3、RS-485
RS-485接口是422变形,以半双工方式传送数据。
在远距离高速通信中,以最小的信号线完成通信任务。
因此在PLC网络中普遍利用。
7-2PPI通信
教学目标:
• 了解PPI通信协议
• 把握PLC网络读写指令
职业技术教学点:
PPI网络模式下.PLC与PLC之间的通信
教学设计:
讲--试探--讨论--实践--讨论--总结
教学手腕:
课件讲解与实践相结合.
概述:
S7-200支持多种通信协议,如点对点接口(PLC),多点接口(MPI)和PROFIBUS.这些协议基于7层开放系统互联模型(OSI).PPI和MPI协议通过PROFIBUS令牌环网实现,令牌环网是遵循IEC61158和欧洲标准EN50170的进程现场总线.它们都是基于字符的异步通信协议,带有起始位,8位数据,偶查验和1个停止位
• 对点接口协议(PPI)
PPI(Point-to-point)是主/从协议.网络上的S7-200CPU均为从站,其他CPU,SIAMTIC编程器或TD200为主站。
若是在用户程序中许诺PPI主站模式.一些S7-200CPU模式下能够作主站.它们能够用网络读(NETR)和网络写(NETW)指令读写其他CPU中的数据。
• 多点接口协议(MPI)
MPI是集成在西门子公司的PLC,操作员界面和编程器上的集成通信接口,用
于成立小型的通信网络。
最多可接32个节点,典型数据长度为64个字节,最大距离为100M。
MPI能够是主/主协议或主/从协议。
S7-300CPU作为网络主站,利用主/主协议。
对S7-200CPU成立主/从连接,因为S7-200CPU是从站。
MPI在两个彼此通信的设备之间成立连接,一个连接可能是两个设备之间非公用连接,另一个主站不能干与设备之间已经成立的连接,主站能够短时刻成立连接,或使连接长期断开。
每一个S7-200CPU支持四个连接,没个EM277模块支持六个连接,它们保留两个连接,其中一个给SIMATIC编程器或运算机,另一个给操作员面版。
保留的连接不能被其他类型的主站(如CPU)利用。
在组成PPI网络时,将CPU226的PORT1和CPU224的PORT0用网络连接器和PROFIBUS电缆连接起来,别离通过CPU226和CPU224的系统块,设置它们的PPI地址。
保证CPU226两个通信口的地址为2,将CPU224的地址设置为3。
计划通信数据缓冲区
CPU226发送缓冲区
VB200
状态字节
VB201
CPU224地址(3)
VD202
VB400
CPU224接收缓冲地址
VB206
8(字节数)
VB207
CPU2261个时钟信息
VB208
“月”
VB209
“日”
VB210
“时”
VB211
“分”
VB212
“秒”
VB213
“0”
VB214
“星期”
CPU224发送缓冲区
CPU224S时钟信息
VB300
“年”
VB301
“月”
VB302
“日”
VB303
“时”
VB304
“分”
VB305
“秒”
VB306
“0”
VB307
“星期”
CPU224接收缓冲区
CPU224时钟信息
VB400
“年”
VB401
“月”
VB402
“日”
VB403
“时”
VB404
“分”
VB405
“秒”
VB406
“0”
VB407
“星期”
CPU226接收区
VB300
状态字节
VB301
CPU224地址(3)
VD302
VB30
CPU224接收缓冲地址
VB306
8(字节数)
VB307
CPU2261个时钟信息
VB308
“月”
VB309
“日”
VB310
“时”
VB311
“分”
VB312
“秒”
VB313
“0”
VB314
“星期”
主程序:
挪用通信初始化子程序,读取本CPU的实不时钟信息,执行网络读写指令。
子程序:
初始化通信口,为网络读写指令预备数据缓冲区。
• PROFIBUS协议
PROFIBUS协议用于散布式I/O设备(远程I/O)的高速通信。
S7-200CPU需要通过EM277PROFIBUS-DP模块接入PROFIBUS网络,通常有一个主站和几个从站。
• 网络读写指令
• 网络读写指令NETR(NET,read)
• 网络读写指令NETW(NETwrite)
例:
由CPU226和CPU224连接成一个PPI网络,其中,CPU226为主站,CPU224为从站。
将CPU226内V存储区;把CPU224内V存储区保留的时钟信息读取到CPU226的V存储区,在两个CPU中,别离编程把对方实不时钟的“秒“信息以BCD格式,传送到自身开关量输出字节QB0显示。
LD
MOVB2,SMB130将CPU226的PORT1概念为PPI主站通信口
MOVB0,VB200清除网络缓冲区状态字节
MOVB3,VB201装入远程站地址
MOVD&VB400,VD202装入CPU224数据输入缓冲区地址
MOVB&,VB206装入传送字节数
LD
MOVB0,VB300清除网络读指令缓冲区状态字节
MOVB3,VB301装入远程站地址
MOVD&VB300,VD302装入CPU224数据输出缓冲区地址
MOVB&,VB306装入读取字节数
• CPU224主程序:
• 子程序0:
3.子程序1:
4.INT_0
对中断次数记数(由学生试探练习)将接收到的第一个和第二个字符转换为整数显示.显示第一个字符
7-3MPI通信
教学目标:
• 了解MPI网络
• 了解PROFIBUS-DP协议
职业技术教学点:
PROFIBUS-DP协议.MPI协议
教学设计:
讲解—讨论—分析—应用调试—总结
教学手腕:
课件讲解、多媒体教学
教学内容:
SIEMENS公司的S7系列自动化网络如以下图所示:
S7系列的网络金字塔模型共四级:
• 公司治理级;
• 工厂及进程治理级;
• 进程监控级;
• 进程测量几操纵级;
• MPI(Multipointintorfale)协议
MPI协议能够是主/主.主/从协议.通过运算机或编程设备中插入1块多点接口卡(MPI卡,如CPU5611).组成主站网络.若是网络中的PLC都是S7-300.由于S7-300都默以为网络主站.那么能够成立主/主网络连连接.如有S7-200那么能够成立主/从网络连接.S7-200在MPI网络中默以为从站.它们彼此之间不能通信,MPI协议老是在两个彼此通信设备之间成立连接.
二.PROFIBUS-DP协议
PROFIBUS-DP协议用于散布式I/O(远程I/O)的高速通信,在S7200,CPU222,CPU224和CPU226都能够通过增加EM277profibus-DP扩展模版,支持profibus-DP网络协议.最高传送速度可达12/nbps.
Profibus-DP网络通常有1个主站和几个I/O从站,主站初始化网络.黑对网络上的从站设备和组态情形.若是往来中有第二个主站,那么它只能访问第一个主站的多个从站.
7-4自由口通信
(一)
教学目标:
1.了解自由通信协议
2.把握PLC自由通信指令
职业技术教学点:
利用EM277接入PROFIBUS—DP总线
教学设计:
讲解—分析—实训—总结
教学手腕:
将、练、实践相结合
概述:
S7—200CPU拥有自由口通信能力。
自由口通信是成立在RS—485硬件基础上的一种通信方式,它许诺用户自己概念一些简单、大体的通信协议设置,如数据长度,奇偶校验等等。
灵活运用自由口,能够实现比较复杂的通信功能,以适应各类通信协议。
处于自由口通信模式时,通信功能完全由用户程序操纵,所有的通信任务,必需由用户编程完成。
信息的完成,完全由用户制定。
• 自由口模式设置
S7—200CPU利用SMB30C(对PORT0)和SMB130(对PORT1)概念通信口的工作模式
SMB30=端口0SMB130=端口1
PP:
校验选择bbb:
自由口波特率
00=不校验000=38400波特率
01=偶校验001=19200波特率
10=不校验010=9600波特率
11=奇校验011=4800波特率
100=2400波特率
101=1200
110=
111=
d:
每一个字符的数据位mm:
协议选择
0=每一个字符8位00=PPI/从站模式
1=每一个字符7位01=自由口模式
10=PPI/主站模式
11=保留
二.发送指令
XMT想指令通信口以字节为单位发送一串数据字符,要发送的字符以数据缓冲区指定,一次发送的字符最多为255个。
发送指令执行完成后,会产生一个中断事件(PORTO为中断事件9,对PORT1为中断事件26)。
例:
把CPU224的PORTO概念为自由口通信模式,在一个按时中断程序中对按时中断次数记数,并将记数值转换为ASCII字符串。
再从PORTO发送去,用HYPERTERMINOL显示S7—200CPU的通信内容。
发送缓冲区从VB100开始:
VB10014发送数据字节数
VB1001412字节
VB10014ACSII字符串
…………
VB11316#0D消息终止字符
VB10016#0A即“回车”符
利用DataBlock概念发送缓冲区
0A分析相结归并辅以练习
教学内容:
温习自由口通信的基础知识
特殊继电器:
SMB30.SMB86…SMB94的功能及设置方式.
接收指令RCV的格式
利用PC/PPI电缆连接S7-200CPU和编程PC的串口,咱们利用HyperTeminal向CPU发送字符串.
选择空闲线检测为信息起始标志,字符16#OA为消息终止字符,依照接收字节操纵字节概念表,应当写入SMB87的操纵数据为16#B0.
主程序:
依照CPU模式开关的状态,概念通信口,
SBR__0:
概念自由口接收指令参数,连接接收终止中断,开始接收.SBR__1:
重定义PPI通讯口.
INT__0:
传送消息首字节到QB0输出,开始下一个接收进程.
主程序编程:
RCV指令缓冲区格式
T+0
接受字符计数
T+1
起始字符(如果有)
T+2
数据字节
T+3
…
…
…
T+244
…
T+255
结束字符(如果有)
RCV指令的工作包括两个关键
• 接收指令的启动和终止(或中止):
接收状态能够由用户程序中止,接收指令终止.
• 消息串起始/终止的判定:
利用接收指令时需要设置消息起始和终止的判定条件.接收指令启动后,通信操纵器用这些条件来判定消息的开始和终止.判定消息终止时,接收状态终止;不然,通信指令一直处在接收状态.
注意:
由于S7-200CPU的通信成立在RS-485半双工通信的硬件基础上,接收和发送不能同时进行.接收指令不终止,就不能执行发送指令.
例:
S7-200CPU从通信口接收字符串,并在消息接收中断效劳中把接收到的第一个字节传送到CPU输出字节QBO口显示.
SBR-0:
例:
在自由口模式下用发送完成中断,实现运算机与可编程序操纵器的通信.波特率为:
9600bps,8个数据位,1个停止位.偶效验,无起始字符,停止字符为6#AA,超时检测时刻为2S,可接收的最大字符位00,接收缓冲区的起始地址VB50,试设计PLC通信程序中的初始化子程序.
主程序源中断效劳程序
1.主程序
方式1:
方式2:
子程序SBR_0
LD
MOVB5,个数据位,无查验位,
MOVB16#EC,SMB87许诺接收,检测起始与字符和终止字符超时检测
MOVB0,SMB88报文起始字符0
MOVB16#FF,SMB89终止字符16#FF
MOVW+1000,SMW921S超不时刻
MOVB100,SMB94放大字符为100
ATCHINT_0,23
ATCHINT_1,9
ENI
RCVVB100,0
接收完成中断程序INIO
LDB<>SMB86,16#2000100000
JMP1
NOT
MOVBVB102,VB99
R,24
MOVD&VB103,VD92
+DVD96,VB91
MOVB*VD92,VB91
INCBVB99
7-6自由口通信(三)
教学目标:
• 了解电缆切换时刻的处置方式
• 了解异或查验的概念及程序设计
• 把握自由口程序的编制
职业技术教学点:
利用S7-200PLC自由口通信实现和其他智能数字设备的通信
教学设计:
讲解-分析-试探-举例-演示程序-讨论-小结
教学手腕:
讲.练.演示方式
概述:
自由端口模式为运算机或其他有串行通信接口的设备与S7-200CPU之间的通信提供了一种廉价和灵活的方式.运算机与PLC在PC/PPI电缆连接运算机和CPU模块在自由端口模式下的编程方式.
• 电缆切换时刻处置
若是利用PC/PPI电缆在通信时应考虑电缆的切换时刻。
S7-200C
接收到RS-232设备的请求报文后,到它发送响应报文的延迟时刻必需大于等于电缆的切换时刻。
• 异或查验
提高通信靠得住性方法之一,用得较多的是异或查验,即将每一帧中的第一个字符(不包括起始字符)到该帧中正文的最后一个字符作异或运算,并将异或的结果(异或查验码)作为报文的一部份发送到接收端。
接收方计算接收到数据的异或查验码并与之比较来判定通信是不是有误。
设计计算异或查验码的子程序FCS
局部变量表:
名称
变量类型
数据类型
注释
PNT
IN
DWORD
数据区首地址指针
NUMB
IN
BYTE
数据区字节数(字节型)
NUMI
TEMP
INT
数据区字节数(整形)
TEMPI
TEMP
INT
循环变量
XORC
OUT
BYTE
异或检验码
LD
MOVB0,#XORC
BTI#NUMB,#NUMI
FOR#TEMPI,+1,#NUMI
LD
XORB*#PNT,#XORC
INCD#PNT
NEXT
编程实例:
利用PLC指令和接收完成中断接收数据.
接收缓冲区
VB100VB101VB102VB103……
接收到的字节表起始字符数据字节表数据区
主程序
LD
CALLSBR_0
LDN
EU
R
DTCH23
DTCH9
DTCH10
子程序SBR_0
LD
MOVB5,个数据位,无查验位,
MOVB16#EC,SMB87许诺接收,检测起始与字符和终止字符超时检测
MOVB0,SMB88报文起始字符0
MOVB16#FF,SMB89终止字符16#FF
MOVW+1000,SMW921S超不时刻
MOVB100,SMB94放大字符为100
ATCHINT_0,23
ATCHINT_1,9
ENI
RCVVB100,0
接收完成中断程序INIO
LDB<>SMB86,16#2000100000
JMP1
NOT
MOVBVB102,VB99
R,24
MOVD&VB103,VD92
+DVD96,VB91
MOVB*VD92,VB91
INCBVB99
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