第8章S7-200网络通信祥解.ppt

? Harbin Institute of Technology * - 第八章 S7-200 PLC网络通信 技术及应用 8.1 工业网络结构 8.2 工业通信网络基础知识 8.3 S7-200 PLC通信网络概述 8.4 S7-200 PLC的通信与网络配置 8.5 S7-200 PLC的通信指令与应用 本章主要内容 8.1　工业网络结构 工业网络是指应用于工业领域的计算机网络，是一种应用技术，涉及到局域网、广域网、现场总线以及网络互连等技术，是计算机技术、信息技术和控制技术在工业企业管理和控制中的有机统一。 工业网络具有确定性、集成性、安全性、限制性、可控性和实时性的特点。 现场总线网络以及PLC组成的网络属于底层的控制网络。 工业网络系统的层次结构及现场总线的位置 8.2 工业通信网络基础知识 1. 数据编码 用高低电平的矩形脉冲信号来表示数据的 1、0 状态。 非归零码（NRZ） 用高电平表示逻辑“1” ，用低电平表示逻辑“0” 缺点：双极性的信号中有直流分量；无法确定一位的开始和结束，不能直接保证接收和发送的同步 优点：能有效地利用信道的带宽 曼彻斯特编码（Manchester Code） 在每个码元中间产生跳变，跳变沿代表时钟和数据。右图，用低电平跳变高电平表示逻辑“1” ，用高电平跳变低电平表示逻辑“0” 缺点：信号速率是数据速率的2倍，需要双倍的传输带宽 优点：具有内在时钟，不需要同步信号；双极性信号中无直流分量 8.2 工业通信网络基础知识 2. 数据通信方式 在通信线路上，按照传输的方向分：单工、半双工和全双工通信方式 单工通信方式 数据只能向一个方向传递 半双工通信方式 数据可以双向传递，但同一时刻只能单方向传递 全双工通信方式 数据可以在同一时刻双向传递 8.2 工业通信网络基础知识 3. 数据传输方式 指数据代码的传输顺序和数据传输时的同步方式。 并行传输和串行传输 串行传输时，数据的各个不同位分时使用同一条传输线，从低位开始一位接一位按顺序传送，数据有多少位就至少需要传送多少次。需要的传输线少，抗干扰能力强，但需要判断首字节位置；使用最多 并行传输时，一个数据的所有位同时传送，每个数据位都需要一条单独的传输线，还需要一条“选通”线协调双方的数据收发。通信速率高，但需要的传输线多，线间信号有干扰，传输速率受限 同步传输和异步传输 串行通信使用的两种同步方式 异步传输以字符为单位，使用字符同步 方式。实现简单，但传输效率低 同步传输以数据块（帧）为单位。传输 效率高，但发送端和接收端的时钟同步。 曼彻斯 特编码中可以提取同步信号，实现自同步 8.2 工业通信网络基础知识 4. 差错（误码）控制 数据校验 奇偶校验 将传输的数据分组，各组信息后面附加一个校验位，校验位的值使得各组信息中“1”的个数为奇数或偶数，对应奇校验或偶校验。简单，检错率低，增加通信数据量。 循环冗余校验（CRC，Cyclic Redundancy Check） 在发送端对传输序列进行一次除法，将余数附加在传输信息的后面。在接收端进行同样的除法过程，如果接收端的除法结果不为零，数据传输错误。简单，检错率高，占用处理器资源。 5.主要拓扑结构 S7-200PLC的网络中，一般采用 总线型拓扑形式。 8.2 工业通信网络基础知识 6. 传输介质 双绞线（带屏蔽）成本低，安装简单；光缆质量轻、传输距离远，但成本高，安装维修需要专用仪器 8.2 工业通信网络基础知识 7. 串行通信接口 RS-232接口：按位串行传输方式，单端发送，单端接收 RS-485接口：使用双绞线，差动传输，半双工 RS-422接口：使用两对差分信号线，差动发送和差动接收，全双工 8. 通信协议 通信双方就如何交换数据所建立的规定和过程 通用协议 高层子网采用的基于以太网的 TCP/IP 协议； 控制层和底层采用的“开放式”协议， PROFIBUS、AS-i、Modbus等 公司专用协议 PPI协议 ：专用S7-200PLC MPI协议：用于西门子产品之间 8.3 S7-200 PLC通信网络概述 西门子工业网络结构 西门子公司的网络金字塔由4级组成，过程测量与控制级、过程监控级、工厂与过程管理级、公司管理级 8.3 S7-200 PLC通信网络概述 2. S7-200支持的通信协议 PPI：点到点的通信协议，S7-200PLC专用 MPI：多点通信协议，西门子产品之间通信 PROFIBUS：车间设备层的底层现场总线通