PLC原理及应用11-12.ppt

* * 第七章 S7-200 PLC的通信及网络 随着工厂自动化的迅速发展，相当多的企业已经在大量地使用可编程设备，如PLC、工业控制计算机、变频器、机器人、柔性制造系统等。近年来，伴随着工业通信网络技术的成熟和完善，将不同厂家生产的数字设备连在一个网络上，相互之间进行数据通信，由企业集中管理，已经是很多企业必须考虑的问题。 PLC通信与网络技术的内容十分丰富，包括PLC之间、PLC与上位计算机之间以及PLC与其他智能设备之间的通信。PLC与计算机可以直接或通过通信处理单元、通信转接器相连构成网络，以实现信息的交换，并可以构成“集中管理、分散控制”的分布式控制系统，满足工厂自动化系统发展的需要，各PLC或远程I/O模块按功能各自放置在生产现场进行分散控制，然后用网络连接起来，构成集中管理的分布式网络系统。 计算机、PLC等数字设备之间交换的信息是由“0”和“1”表示的数字信号，通常把具有一定编码、格式和位长的数字信号称为数字信息。数字通信就是将数字信息通过适当的传输线路，从一台机器传输到另一台机器，这些机器就是计算机、PLC或是具有数字通信功能的其它数字设备。数字通信系统的任务是把地理位置不同的数字设备连接起来，高效率地完成数据传输、信息交换和通信处理三项任务。数字通信系统一般由传输设备、传输控制设备和传输协议及通信软件等组成。 7.1 通信基础知识 7.1.1 基本概念和术语 2．异步通信和同步通信 3．信息传送方式 1．并行通信与串行通信 4．传输速率 单工、半双工和全双工 波特率 7.1.2 异步串行通信接口标准 1．RS-232C通信接口 2．RS-422通信接口 3．RS-485通信接口 RS-485、RS-422、RS-232C主要技术参数 差分 差分 单端 传输方式 32单位负载 10 1 最大接收器数量 32单位负载 1 1 最大驱动器数量 ±0.2 ±0.2 ±3 接收器敏感度/V ±6 ±10 ±15 驱动器最大输出/V ±1.5 ±2 ±5 驱动器最小输出/V 10Mbit/s（距离12m） 10Mbit/s（距离12m） 20kbit/s 最大传输速度 1200（速率100 kbit/s） 1200m（速率100 kbit/s） 15m 最大传输距离 RS-485 RS-422 RS-232C 规范 7.3西门子SIMATIC NET S7-200系列PLC可方便地实现相互之间通信以及与其它智能设备进行通信。 7.4 S7-200的网络通信 S7-200可支持多种通信协议，如点到点接口（PPI）、多点接口（MPI）和PROFIBUS-DP协议。这些协议的结构是基于7层开放系统互连参考模型（OSI），通过一个令牌环网来实现。它们都是基于字符的异步通信协议，其信息格式带有起始位、8位数据、偶校验和1个停止位，共11位。每一帧由起始和结束字符、源和目的站地址、数据长度和数据完整性校验几部分组成。只要波特率相同3个协议可在同一网络中运行而不会相互干扰。 7.4.1 S7-200的通信协议 PPI（Point-to-Point Interface）是一个主/从协议，其特点是网络中主站向从站发出请求，从站只能对主站发出的请求作出响应，自己不能发出请求。主站也可以对网络中其他主站的请求作出响应。主站可以是S7-300/400CPU、SIMATIC编程器或TD200文本显示器，网络中的S7-200 CPU默认为从站。 1.PPI协议 PPI协议支持一个网络中的127个地址（0~126），最多可以有32个主站。运行STEP 7-Micro/WIN的计算机的默认地址为0，人机界面的默认地址为1，PLC的默认地址为2，如图所示。 MPI（MultiPoint Interface）是通过在计算机或编程器中插入的集成通信接口下（如CP6511），组成小型的通信网络。最多可以接32个节点，典型数据长度为64个字节，最大距离为100m。 2.MPI协议 自由端口（Freeport）协议是指通过编写用户程序来控制CPU通信端口的操作模式，可以用自定义的通信协议连接多种智能设备（计算机、打印机、条码阅读器、单片机、PLC等），如图所示。通过使用发送指令（XMT）和接收指令（RCV），设置接收中断、发送中断、字符中断方式，自由端口通信可以控制S7-200 CPU通信口的操作模式。  3.自由端口协议 USS协议（Universal Serial Interface Protocol，通用串行接口协议）是西门子公司所有传动产品的通用通信协议，是基于串行总线进行数据通信的。该协议是主-从结构的协议，规定了在US