西門子PLC S7-200的通訊和接線方式

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1、此文原創(chuàng)為工控網(wǎng)“老菜鳥”，希望吃水不忘打井人，在工控上看到他，記得表示感謝。 備注：我不是老菜鳥。 ........下面先簡單了解一下S7-200支持的通信協(xié)議： ........比較詳細(xì)的介紹，請參閱《S7-200可編程控制器系統(tǒng)手冊》第7章：通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。 ........下面僅簡單說明一下部分通信協(xié)議： PPI(Point to point interface)協(xié)議： ........該協(xié)議是西門子內(nèi)部協(xié)議，不公開。點(diǎn)對點(diǎn)接口，是一個(gè)主/從協(xié)議。主站向從站發(fā)送申請，從站進(jìn)行響應(yīng)，從站器件不發(fā)信息，不初始化信息，只是等待主站的要求并對要求作出響應(yīng)。但當(dāng)主站發(fā)出申請或查

2、詢時(shí)，從站對其響應(yīng)。主站可以是其他CPU主機(jī)（如S7-300等）、編程器或TD200文本顯示器。網(wǎng)絡(luò)中的所有S7-200都默認(rèn)為從站。S7-200系列中一些CPU如果在程序中允許PPI主站模式，則在RUN模式下可以作為主站，此時(shí)可以利用相關(guān)的通信指令來讀寫其他主機(jī)，同時(shí)它還可以作為從站來響應(yīng)其他主站的申請或查詢。 ........主站靠一個(gè)PPI協(xié)議管理的共享連接來與從站通訊。PPI并不限制與任意一個(gè)從站通訊的主站數(shù)量，但是在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，主站的個(gè)數(shù)不能超過32。如果在用戶程序中使能PPI主站模式，S7－－200 CPU在運(yùn)行模式下可以作主站。在使能PPI主站模式之后，可以使用網(wǎng)絡(luò)讀寫指令來讀

3、寫另外一個(gè)S7－－200。當(dāng)S7－－200作PPI主站時(shí)，它仍然可以作為從站響應(yīng)其它主站的請求。 ........PPI高級允許網(wǎng)絡(luò)設(shè)備建立一個(gè)設(shè)備與設(shè)備之間的邏輯連接。對于PPI高級，每個(gè)設(shè)備的連接個(gè)數(shù)是有限制的。所有的S7－－200 CPU都支持PPI和PPI高級協(xié)議，而EM277模塊僅僅支持PPI高級協(xié)議。 ........PPI協(xié)議是專門為S7-200開發(fā)的通信協(xié)議。S7-200 CPU的通信口（Port0、Port1）支持PPI通信協(xié)議，S7-200的一些通信模塊也支持PPI協(xié)議。Micro/WIN與CPU進(jìn)行編程通信也通過PPI協(xié)議。S7-200 CPU的PPI網(wǎng)絡(luò)通信是建立

4、在RS-485網(wǎng)絡(luò)的硬件基礎(chǔ)上，因此其連接屬性和需要的網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備是與其他RS-485網(wǎng)絡(luò)一致的。S7-200 CPU之間的PPI網(wǎng)絡(luò)通信只需要兩條簡單的指令，它們是網(wǎng)絡(luò)讀（NetR）和網(wǎng)絡(luò)寫（NetW）指令。在網(wǎng)絡(luò)讀寫通信中，只有主站需要調(diào)用NetR/NetW指令，從站只需編程處理數(shù)據(jù)緩沖區(qū)（取用或準(zhǔn)備數(shù)據(jù)）。PPI網(wǎng)絡(luò)上的所有站點(diǎn)都應(yīng)當(dāng)有各自不同的網(wǎng)絡(luò)地址。否則通信不會(huì)正常進(jìn)行。 ........可以用兩種方法編程實(shí)現(xiàn)PPI網(wǎng)絡(luò)讀寫通信：1.使用NetR/NetW指令，編程實(shí)現(xiàn)；2.使用Micro/WIN中的Instruction Wizard（指令向?qū)В┲械腘ETR/NETW向?qū)А?

5、 ........使用PPI通訊方式（這是S7-200的專用通訊方式）使用1對RS－485中繼器可以最遠(yuǎn)達(dá)到1200M。支持的波特率有9.6 19.2 187.5三種。這種方式是最容易實(shí)現(xiàn)的通訊，只要編程設(shè)置主站通訊端口的工作模式，然后就可以用網(wǎng)絡(luò)讀寫指令（NetR/NetW）讀寫從站數(shù)據(jù)。 MPI (Multipoint interface)協(xié)議： ........該協(xié)議是西門子內(nèi)部協(xié)議，不公開。MPI (Multipoint interface)是SIMATIC S7多點(diǎn)通信的接口，是一種適用于少數(shù)站點(diǎn)間通信的網(wǎng)絡(luò)，多用于連接上位機(jī)和少量PLC之間近距離通信。通過PROFIBUS電纜和

6、接頭，將控制器S7-300或S7-400的CPU自帶的MPI編程口及S7-200CPU自帶的PPI通信口相互連接，以及與上位機(jī)網(wǎng)卡的編程口(MPI/DP口)通過PROFIBUS或MPI電纜連接即可實(shí)現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)中當(dāng)然也可以不包括PC機(jī)而只包括PLC。 ........MPI允許主－－主通訊和主－－從通訊。每個(gè)S7-200CPU通信口的連接數(shù)為4個(gè)。與一個(gè)S7－－200 CPU通訊，STEP 7－－Micro/WIN建立主－－從連接。MPI協(xié)議不能與作為主站的S7－－200 CPU通訊。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通過任意兩個(gè)設(shè)備之間的連接通訊(由MPI協(xié)議管理)。設(shè)備之間通訊連接的個(gè)數(shù)受S7－－200 CPU或者

7、EM277模塊所支持的連接個(gè)數(shù)的限制。 ........對于MPI協(xié)議，S7－－300和S7－－400 PLC可以用XGET和XPUT指令來讀寫S7－－200的數(shù)據(jù)。要得到更多關(guān)于這些指令的信息，參見S7－－300或者S7－－400的編程手冊。 ........MPI的通信速率為19.2K～12Mbit/s ，但直接連接S7-200CPU通信口的MPI網(wǎng)，其最高速率通常為187.5Kbit/s (受S7-200CPU最高通信速率的限制)。 ........在MPI網(wǎng)絡(luò)上最多可以有32個(gè)站，一個(gè)網(wǎng)段的最長通信距離為50米（通信波特率為187.5Kbit/s時(shí)），更長的通信距離可以通過R

8、S-485中繼器擴(kuò)展——使用中繼器則可達(dá)到1000M，最多使用10個(gè)中繼器達(dá)到9100M。速率從19.2~12M。 ........MPI協(xié)議不能與一個(gè)作為PPI主站的S7-200CPU通信，即S7-300或S7-400與S7-200通信時(shí)必須保證這個(gè)S7-200 CPU不能再作PPI主站，Micro/WIN也不能通過MPI協(xié)議訪問作為PPI主站的S7-200CPU。S7-200CPU只能做MPI從站，即S7-200CPU之間不能通過MPI網(wǎng)絡(luò)互相通信，只能通過PPI方式互相通信。 ........STEP 7-Micro/WIN可以與S7-200CPU建立MPI主－從連接。硬件使用CP

9、5611卡加上PROFIBUS或MPI電纜，S7-200 CPU通信口上要使用帶編程口的網(wǎng)絡(luò)連接器。S7-200CPU的通信口最低通信速率可設(shè)為19.2K，最高187.5K。 ........注：CP5613不能通過MPI方式與S7-200 CPU通信口進(jìn)行編程通信。 ........S7-300和S7-400 CPU可以作為MPI主站用XGET（SFC67）和XPUT（SFC68）指令讀取S7-200數(shù)據(jù)，通信數(shù)據(jù)包最大為64個(gè)字節(jié)。S7200 CPU中不需要編寫任何與通信有關(guān)的程序，只需要將要交換的數(shù)據(jù)整理到一個(gè)連續(xù)的V 存儲(chǔ)區(qū)當(dāng)中即可。 ........如果需要在主站中（如S

10、7-300）如何配置S7200 CPU MPI從站的詳細(xì)文檔，可訪問客戶支持部網(wǎng)站上的“網(wǎng)上課堂”網(wǎng)頁，在“網(wǎng)絡(luò)（NET）”目錄中下載《S7-200與S7-300之間的通信》。 PROFIBUS協(xié)議： ........該協(xié)議是標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，公開。PROFIBUS是Process Field Bus的簡稱。PROFIBUS由相互兼容的三個(gè)部分組成，即PROFIBUS-FMS（Fieldbus Message Specification，現(xiàn)場總線信息規(guī)范）、PROFIBUS-DP（Decentralized Periphery，分布式I/O系統(tǒng)）、PROFIBUS-PA（Process Auto

11、mation，過程自動(dòng)化）。 ........PROFIBUS-FMS：用于車間級通用的控制及通訊任務(wù)，是一個(gè)令牌環(huán)結(jié)構(gòu)、實(shí)時(shí)多主網(wǎng)絡(luò)。 ........PROFIBUS DP：是一種高速且優(yōu)化的通訊方案，主要用于實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場級控制系統(tǒng)與分布式I/O及其他現(xiàn)場級設(shè)備之間的通訊。 ........PROFIBUS-PA：專為過程自動(dòng)化而設(shè)計(jì)，符合本征安全規(guī)范，適用于在防爆區(qū)的應(yīng)用。 ........PROFIBUS提供了三種數(shù)據(jù)傳輸類型：1．用于DP和FMS的RS485傳輸。2．用于PA的IEC1158－2傳輸。3．光纖。 ........PROFIBUS協(xié)議通常用于實(shí)現(xiàn)與分布式I/

12、O（遠(yuǎn)程I/O）的高速通訊?？梢允褂貌煌瑥S家的PROFIBUS設(shè)備。這些設(shè)備包括簡單的輸入或輸出模塊、電機(jī)控制器和PLC。PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)通常有一個(gè)主站和若干個(gè)I/O從站。主站器件通過配置可以知道I/O從站的類型和站號(hào)。主站初始化網(wǎng)絡(luò)使網(wǎng)絡(luò)上的從站器件與配置相匹配。主站不斷地讀寫從站的數(shù)據(jù)。當(dāng)一個(gè)DP主站成功配置了一個(gè)DP從站之后，它就擁有了這個(gè)從站器件。如果在網(wǎng)上有第二個(gè)主站器件，那么它對第一個(gè)主站的從站的訪問將會(huì)受到限制。 ........S7-200 CPU可以通過EM277 PROFIBUS-DP 從站模塊連入PROFIBUS-DP網(wǎng)，主站可以通過EM277對S7-200 CPU

13、進(jìn)行讀/寫數(shù)據(jù)。作為S7-200的擴(kuò)展模塊，EM277像其它I/O擴(kuò)展模塊一樣，通過出廠時(shí)就帶有的I/O總線與CPU相連。因M277只能作為從站，所以兩個(gè)EM277之間不能通信。但可以由一臺(tái)PC機(jī)作為主站，訪問幾個(gè)連網(wǎng)的EM277。通過EM277模塊進(jìn)行的PROFIBUS-DP通信，是最可靠的通信方式。建議在與S7-300/400或其他系統(tǒng)通信時(shí)，盡量使用此種通信方式。 ........EM277是智能模塊，其通信速率為自適應(yīng)。在S7-200 CPU中不用做任何關(guān)于PROFIBUS-DP的配置和編程工作，只需對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。PROFIBUS-DP的所有配置工作由主站完成，在主站中需配置從站

14、地址及I/O配置。在主站中完成的與EM277通信的I/O配置共有三種數(shù)據(jù)一致性類型，即字節(jié)、字、緩沖區(qū)。所謂數(shù)據(jù)的一致性，就是在PROFIBUS-DP傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)的各個(gè)部分不會(huì)割裂開來傳輸，是保證同時(shí)更新的。即字節(jié)一致性保證字節(jié)作為整個(gè)單元傳送。字一致性保證組成字的兩個(gè)字節(jié)總是一起傳送。緩沖區(qū)一致性保證數(shù)據(jù)的整個(gè)緩沖區(qū)作為一個(gè)獨(dú)立單元一起傳送。如果數(shù)據(jù)值是雙字或浮點(diǎn)數(shù)以及當(dāng)一組值都與一種計(jì)算或項(xiàng)目有關(guān)時(shí)，也需要采用緩沖區(qū)一致性。 ........EM277作為一個(gè)特殊的PROFIBUS-DP從站模塊，其相關(guān)參數(shù)（包括上述的數(shù)據(jù)一致性）是以GSD（或GSE）文件的形式保存的。在主站中配置E

15、M277，需要安裝相關(guān)的GSD文件。EM277的GSD文件可以在西門子的中文下載網(wǎng)站，或者ProDIS網(wǎng)站條目113652下載，文件名是EM277.ZIP。如果需要在主站（如S7-300）中如何配置EM277的詳細(xì)文檔，可訪問客戶支持部網(wǎng)站上的“網(wǎng)上課堂”網(wǎng)頁，在“網(wǎng)絡(luò)（NET）”目錄中下載《S7-200與S7-300之間的通信》。 ........EM277模塊同時(shí)支持PROFIBUS-DP和MPI兩種協(xié)議。EM277模塊經(jīng)常發(fā)揮路由功能，使CPU支持這兩種協(xié)議。EM277實(shí)際上是通信端口的擴(kuò)展，這種擴(kuò)展可以用于連接操作面板（HMI）等。 ........根據(jù)其物理位置的不同（模塊連接到

16、CPU的順序），每個(gè)智能模塊在S7-200 CPU中都有對應(yīng)的特殊存儲(chǔ)單元（SM）。EM277在工作時(shí)的狀態(tài)信息就保存在這些特殊單元中，用戶程序可以通過它們監(jiān)視通信的狀態(tài)等等。詳情請參考《S7-200系統(tǒng)手冊》。 S7協(xié)議（以太網(wǎng)TCP/IP協(xié)議）： ........該協(xié)議是西門子內(nèi)部協(xié)議，不公開。通過以太網(wǎng)擴(kuò)展模塊（CP243－－1）或互聯(lián)網(wǎng)擴(kuò)展模塊（CP243－－1 IT），S7－－200將能支持TCP/IP以太網(wǎng)通訊。表7-4列出了這些模塊所支持的波特率和連接數(shù)。以太網(wǎng)模塊（CP243－－1）和互聯(lián)網(wǎng)模塊（CP243－－1 IT）的連接數(shù)： ........若需更多信息，

17、可參考SIMATIC NET CP243－－1工業(yè)以太網(wǎng)通訊處理器手冊或SIMATIC NET CP243－－1 IT工業(yè)以太網(wǎng)及信息技術(shù)通訊處理器手冊。 AS Interface(Acturator Sensor Interface，簡稱AS I)： ........該協(xié)議是標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，公開。 ........在控制的最底層, 傳感器、接觸器、電機(jī)啟動(dòng)器、指示燈和按鈕等要傳送二進(jìn)制的大量信息, 必須首先在它們之間建立通訊。AS I 是一個(gè)傳感器、執(zhí)行器接口的技術(shù), 用于自動(dòng)化控制層的最底層, 用簡單經(jīng)濟(jì)的方式將二進(jìn)制的數(shù)字化執(zhí)行器和傳感器連接起來, 既可以直接連接到控制箱中, 單獨(dú)或與P

18、LC , IPC 一起獨(dú)立就地運(yùn)行; 或與上層現(xiàn)場總線相連, 作為現(xiàn)場總線的一個(gè)分支, 應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng), 從而滿足工業(yè)控制的各種要求。 ........AS-i（Actuator-Sensor-Interface）是執(zhí)行器-傳感器-接口的英文縮寫，它是一種用在控制器（主站）和傳感器/執(zhí)行器（從站）之間雙向交換信息的總線網(wǎng)絡(luò)，它屬于現(xiàn)場總線（Fieldbus）下面底層的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 ........一個(gè)AS-i總線系統(tǒng)通過它主站中的網(wǎng)關(guān)可以和多種現(xiàn)場總線（如FF、Profibus、CANbus）相連接。AS-i主站可以作為上層現(xiàn)場總線的一個(gè)節(jié)點(diǎn)服務(wù)器，在它的下面又可以掛接一批AS-i

19、從站。AS-i總線主要運(yùn)用于具有開關(guān)量特征的傳感器和執(zhí)行器系統(tǒng)，傳感器可以是各種原理的位置接近開關(guān)以及溫度、壓力、流量、液位開關(guān)等。 ........執(zhí)行器可以是各種開關(guān)閥門，電/氣轉(zhuǎn)換器以及聲、光報(bào)警器，也可以是繼電器、接觸器、按鈕等低壓開關(guān)電器。當(dāng)然AS-i總線也可以連接模擬量設(shè)備，只是模擬信號(hào)的傳輸要占據(jù)多個(gè)傳輸周期。必須注意的是在連接主站和從站的兩芯電纜上除傳輸信號(hào)外，同時(shí)還提供工作電源。 AS-i總線技術(shù)特點(diǎn) 1、AS-i總線系統(tǒng)完整 ........AS-i總線是在分析了傳統(tǒng)的I/O并行和樹型結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)以及開關(guān)量技術(shù)特點(diǎn)后發(fā)展起來的，它省去了各種I

20、/O卡、分配器的控制柜，節(jié)約了大量的連接電纜。因采用了兩芯扁平電纜和特殊的穿刺安裝技術(shù)，能很方便地將傳感器/執(zhí)行器連接到AS-i網(wǎng)絡(luò)上。 2、應(yīng)用十分簡便 ........AS-i總線是一個(gè)主從系統(tǒng)，主站和所有的從站可雙向交換信息，當(dāng)主站與上層現(xiàn)場總線進(jìn)行通信時(shí)，主站擔(dān)當(dāng)了AS-i和上層網(wǎng)絡(luò)信息交換的出入口，因AS-i主要傳輸?shù)氖情_關(guān)量，所以它的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)比較簡單，用戶僅需關(guān)心數(shù)據(jù)格式、傳輸率和參數(shù)配置等。 3、傳輸速率快捷 ........在AS-i總線系統(tǒng)中，主站和從站之間采用了串行雙向數(shù)字通信方式。因?yàn)閳?bào)文較短，如若在有一個(gè)主站和31個(gè)從站的系統(tǒng)中，ASI的

21、通信周期大約為5ms，也就是說主站在5ms內(nèi)就可以對31個(gè)從站輪流訪問一遍。 4、功能可靠 ........在AS-i總線不同的應(yīng)用情況下，功能可靠包含下列內(nèi)容，首先是通信數(shù)據(jù)的可靠性方面，AS-i總線在許多方面采取了抗干擾措施。在接收數(shù)據(jù)時(shí)，必須進(jìn)行錯(cuò)誤檢驗(yàn)，此方法十分有效，出錯(cuò)誤后信息可以重發(fā)。另外如系統(tǒng)部件出現(xiàn)故障時(shí)主站會(huì)很快檢測到故障信息，并自動(dòng)與發(fā)生故障的從站切斷通信聯(lián)系，通知操作人員故障地址，以便及時(shí)進(jìn)行維修。主站還具備網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行監(jiān)視功能，在任何時(shí)刻用戶都能得到系統(tǒng)中所有從站當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)的完整資料。 5、節(jié)省資金 ........AS-i總線系統(tǒng)與傳統(tǒng)

22、的I/O并行方式樹形結(jié)構(gòu)相比，可節(jié)省大量的連接導(dǎo)線和安裝費(fèi)用。若用戶因生產(chǎn)流程變化需要擴(kuò)展系統(tǒng)、改變控制動(dòng)作，或在運(yùn)行中出現(xiàn)故障，則AS-i總線系統(tǒng)具有的快速安裝、故障診斷、自動(dòng)測試、預(yù)防性維護(hù)、程序參數(shù)變化等功能可以大大縮短系統(tǒng)重新配置和排除故障的時(shí)間，提高了效率，節(jié)省了資金。 6、系統(tǒng)開放 ........AS-i總線系統(tǒng)在研制開發(fā)的初期就確定它必須是一個(gè)開放系統(tǒng)，AS-i不同的部件在規(guī)范和行規(guī)中均有詳細(xì)的定義和技術(shù)要求，任何AS-i部件都必須遵守這些規(guī)范，其中如包括兩芯電纜，機(jī)電一體化接口EMS，功能模塊與I/O標(biāo)準(zhǔn)接口等。所有廠商的產(chǎn)品均通過AS-i協(xié)會(huì)指定機(jī)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)測

23、試和程序認(rèn)證，以保證AS-i產(chǎn)品的兼容性和互操作性。 ........AS-i總線系統(tǒng)的開發(fā)是由11個(gè)公司聯(lián)合贊助和規(guī)劃的，它得到德國科技工業(yè)部的支持，諸多科研機(jī)構(gòu)和AS-i協(xié)會(huì)也加入到這個(gè)隊(duì)伍中來，由此形成了一個(gè)世界性的組織——AS-i國際協(xié)會(huì)，這個(gè)組織對任何公司和企業(yè)都是開放的。 USS協(xié)議： ........USS 協(xié)議（Universal Serial Interface Protocol通用串行接口協(xié)議）是SIEMENS 公司所有傳動(dòng)產(chǎn)品的通用串行通訊協(xié)議，公開。它是一種基于串行總線進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊的協(xié)議。比較詳細(xì)的介紹，請參閱《S7-200可編程控制器系統(tǒng)手冊》第11章：使

24、用USS協(xié)議庫去控制一個(gè)Micr．ｍａｓｔｅｒ驅(qū)動(dòng)。 Modbus協(xié)議： ........該協(xié)議是標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，公開。ModBus協(xié)議是Modicon公司于1978年發(fā)明的一種用于電子控制器進(jìn)行控制和通訊的通訊協(xié)議。通過此協(xié)議，控制器相互之間，控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)(例如以太網(wǎng))和其它設(shè)備之間可以進(jìn)行通信。它的開放性，可擴(kuò)充性和標(biāo)準(zhǔn)化使它成為一個(gè)通用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。有了它，不同廠商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以簡單可靠地連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行系統(tǒng)的集中監(jiān)控，從而使它成為最流行的協(xié)議之一。 ........ModBus協(xié)議包括ASCII，RTU，PLUS，TCP等，并沒有規(guī)定物理層。此協(xié)議定義了控制器能夠認(rèn)識(shí)和使用的消息

25、結(jié)構(gòu)，而不管它們是經(jīng)過何種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的。標(biāo)準(zhǔn)的ModBus是使用RS-232C兼容串行接口，RS-232C規(guī)定了連接器針腳，接線，信號(hào)電平，波特率，奇偶校驗(yàn)等信息，ModBus的ASCII，RTU協(xié)議則在此基礎(chǔ)上規(guī)定了消息，數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)，命令和應(yīng)答的方式。ModBus控制器的數(shù)據(jù)通信采用Master/Slave方式(主/從)，即Master端發(fā)出數(shù)據(jù)請求消息，Slave端接收到正確消息后就可以發(fā)送數(shù)據(jù)到Master端以響應(yīng)請求;Master端也可以直接發(fā)消息修改Slave端的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)雙向讀寫。 ........ModBus可以應(yīng)用在支持ModBus協(xié)議的PLC和PLC之間，PLC和個(gè)人計(jì)

26、算機(jī)之間，計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)之間，遠(yuǎn)程PLC和計(jì)算機(jī)之間以及遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)之間(通過Modem連接)，可見ModBus的應(yīng)用是相當(dāng)廣泛的。由于ModBus是一個(gè)事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，許多廠家的PLC，HMI，組態(tài)軟件都支持ModBus，而且ModBus是一個(gè)開放標(biāo)準(zhǔn)，其協(xié)議內(nèi)容可以免費(fèi)獲得，一些小型廠商甚至個(gè)人都可根據(jù)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)出支持ModBus的產(chǎn)品或軟件，從而使其產(chǎn)品聯(lián)入到ModBus的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中。因此，ModBus有著廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)。在實(shí)際應(yīng)用中，可以使用RS232，RS485/422，Modem加電話線，甚至TCP/IP來聯(lián)網(wǎng)。所以，ModBus的傳輸介質(zhì)種類較多，可以根據(jù)傳輸距離來選擇。 自

27、由口通信協(xié)議： ........S7-200的自由口通訊方式，使用戶可以通過PLC指令自己定義通訊協(xié)議，從而與任何公開通訊協(xié)議的RS-422或RS-232C接口設(shè)備進(jìn)行通訊，使通訊范圍大為增加，控制系統(tǒng)配制更加靈活。 使用自由口模式控制串行通訊口 ........通過編程，您可以選擇自由口模式來控制S7－－200的串行通訊口。當(dāng)選擇了自由口模式，用戶程序通過使用接收中斷、發(fā)送中斷、發(fā)送指令和接收指令來控制通訊口的操作。當(dāng)處于自由口模式時(shí)，通訊協(xié)議完全由梯形圖程序控制。SMB30（對于端口0）和SMB130（對于端口1，如果您的S7－－200有兩個(gè)端口的話）被用于選擇波特率和校驗(yàn)類型。

28、 ........當(dāng)S7－－200處于STOP模式時(shí)，自由口模式被禁止，重新建立正常的通訊（例如：編程設(shè)備的訪問）。在最簡單的情況下，可以只用發(fā)送指令（XMT）向打印機(jī)或者顯示器發(fā)送信息。其它例子包括與條碼閱讀器、稱重計(jì)和焊機(jī)的連接。在每種情況下，您都必須編寫程序，來支持在自由口模式下與S7－－200通訊的設(shè)備所使用的協(xié)議。 ........只有當(dāng)S7－－200處于RUN模式時(shí)，才能進(jìn)行自由口通訊。要使能自由口模式，應(yīng)該在SMB30（端口0）或者SMB130（端口1）的協(xié)議選擇區(qū)中設(shè)置01。處于自由口通訊模式時(shí)，不能與編程設(shè)備通訊。 ........自由口通信更詳細(xì)的描述，請參閱《S7

29、-200可編程控制器系統(tǒng)手冊》。 ........由上可知，S7-200通信最經(jīng)濟(jì)的方式就是采用PPI協(xié)議和自由口通信協(xié)議。對于S7-200之間進(jìn)行通信，PPI協(xié)議又更適合——它比自由口通信的編程更簡單！下面就對這個(gè)PPI通信進(jìn)行說明——以2臺(tái)S7-200通信為例，做一個(gè)實(shí)例。 deshengwu 積分:20369 帖子:326 注冊:03-06-15 ??[個(gè)人博客]???? [個(gè)人播客] ??[加為好友]???? [發(fā)送消息] 設(shè)備配置：1臺(tái)S7-200 CPU 226CN的PLC（中國制造）、1臺(tái)S7-200 CPU 224XP的PLC（德國原產(chǎn)）。 硬件連接

30、：原則上需要配備1條紫色的Profibus電纜、2個(gè)黑色的Profibus-DP接頭。如果需要在PLC通信時(shí)對所有在線的PLC進(jìn)行監(jiān)控/編程操作而不占用另外的通信口（也就是說，假如所有PLC用端口PROT1進(jìn)行PPI通信，而現(xiàn)在要對所有PLC依次編程/監(jiān)控，但又不想占用這些PLC的端口PROT0——端口PROT0可能已作它用），那么必須在其中1臺(tái)PLC采用帶編程口的Profibus-DP接頭。所以說，帶編程口的Profibus-DP接頭在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中只需要一個(gè)就可以了。這樣，也就可以在某一臺(tái)PLC處對在網(wǎng)的其它PLC進(jìn)行編程/監(jiān)控。 引腳分配： ........S7－－200 CPU上的通

31、訊端口是符合歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 50170中PROFIBUS標(biāo)準(zhǔn)的RS－－485兼容9針D型連接器。下表列出了為通訊端口提供物理連接的連接器，并描述了通訊端口的針腳分配。下面是S7-200的通信接口——D型9孔母頭的引腳定義。 網(wǎng)絡(luò)電纜的偏壓電阻和終端電阻 ........為了能夠把多個(gè)設(shè)備很容易地連接到網(wǎng)絡(luò)中，西門子公司提供兩種網(wǎng)絡(luò)連接器：一種標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)連接器（引腳分配如表7-7所示）和一種帶編程接口的連接器，后者允許您在不影響現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)連接的情況下，再連接一個(gè)編程站或者一個(gè)HMI設(shè)備到網(wǎng)絡(luò)中。帶編程接口的連接器將S7－－200的所有信號(hào)（包括電源引腳）傳到編程接口。這種連接器對于那些從

32、S7－－200取電源的設(shè)備（例如TD200）尤為有用。兩種連接器都有兩組螺釘連接端子，可以用來連接輸入連接電纜和輸出連接電纜。兩種連接器也都有網(wǎng)絡(luò)偏置和終端匹配的選擇開關(guān)。典型的網(wǎng)絡(luò)連接器偏置和終端如圖所示： ........處于中間節(jié)點(diǎn)的從站在不工作時(shí)可以斷電。 PROFIBUS電纜的接法 ........PROFIBUS電纜，紫色，只有兩根線在里面，一根紅的一根綠的，然后外面有屏蔽層，接線的時(shí)候，要把屏蔽層接好，不能和里面的電線接觸到，要分清楚進(jìn)去的和出去的線分別是哪個(gè)，假如是一串的，就是一根總線下去，中間不斷地接入分站，這個(gè)是很常用的方法，在總線的兩頭的兩個(gè)接頭，線都要接在進(jìn)

33、去的那個(gè)孔里，不能是出的那個(gè)孔，然后這兩個(gè)兩頭的接頭，要把它們的開關(guān)置為ON狀態(tài)，這時(shí)候就只有進(jìn)去的那個(gè)接線是通的，而出去的那個(gè)接線是斷的，其余中間的接頭，都置為OFF，它們的進(jìn)出兩個(gè)接線都是通的（我覺得德國人真的是和我們的思維不同，我覺得應(yīng)該是OFF表示關(guān)閉吧，他偏設(shè)置ON為關(guān)閉，搞不懂）。這就是線的接法，接好了線以后呢，還要用萬用表量一量，看這個(gè)線是不是通的。假如你這根線上只有一個(gè)接頭，你量它的收發(fā)兩個(gè)針上面的電阻值，假如是220歐姆，那么就是對的，假如你這根線已經(jīng)做好了，連了一串的接口，你就要從一端開始逐個(gè)檢查了。第一個(gè)單獨(dú)接線的接口，是ON狀態(tài)，然后你把鄰近的第一個(gè)接口的開關(guān)也置為ON

34、，那么這個(gè)接口以后的部分就斷了（出口的線已經(jīng)被關(guān)掉了啊~）現(xiàn)在測最邊上，就是單線接的那個(gè)接口，之后的東西一直都是測這個(gè)接口，測它的收發(fā)兩個(gè)針，和剛才一樣，假如電阻是110歐姆（被并聯(lián)了），那么這段線路就是通的，然后把中間剛才那個(gè)改動(dòng)為ON的接口改回到OFF，然后是下一個(gè)接口改為ON，。。。。。。就這么測下去，哪個(gè)的電阻不是110歐姆了，就是那一段的線路出問題了。 ........PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)電纜（西門子產(chǎn)品號(hào)：6XV1 830-0EH10），波特率為100Kbps以下時(shí)也可使用普通雙絞線（截面積不小0.22平方毫米）。 原則上綠色接RS485信號(hào)負(fù)（對應(yīng)Profibus接頭的A1）、

35、紅色接RS485信號(hào)正（對應(yīng)Profibus接頭的B1）。當(dāng)然，統(tǒng)一反著接也可以——綠色接RS485信號(hào)正（對應(yīng)Profibus接頭的B1）、紅色接RS485信號(hào)負(fù)（對應(yīng)Profibus接頭的A1）。不要交叉就行。 Profibus-DP現(xiàn)場總線電纜電纜：用于Siemens公司支持的Profibus-DP總線系統(tǒng)。 ●能夠?qū)?yīng)12Mbps的高速傳送，充分發(fā)揮PROFIBUS-DP的功能。 ●鋁箔PET帶和高密度編織的雙層屏蔽使抗干擾性能出色，通信的傳送質(zhì)量穩(wěn)定。 ●護(hù)套使用了柔軟性和耐油、耐熱性能良好的無鉛聚氯乙烯混合物。 ●護(hù)套的顏色以紫色(RAL001)為

36、標(biāo)準(zhǔn)色。 ........德國LAPP UNITRONICO BUS L2/FIP：實(shí)心裸銅絲導(dǎo)體，2芯絞合成對，芯線顏色為紅+綠。 鋁箔屏蔽后加裸銅絲編織，PVC外護(hù)套，阻燃，符合VDE 0472第804部份，B類試驗(yàn)(IEC 332.1)，紫色(RAL4001)。 ........傳輸速率決定允許的總線電纜最大長度如下： PROFIBUS-DP 1.5MBit/s＝最長200m (SIMATIC網(wǎng)) 12.0MBit/s＝最長100m 工廠通訊處理層 1.0MBit/s=最長200m 2.5MBit/s=最長200m ........上述參數(shù)適用于PROFIBUS-DP及PR

37、OFIBUS—FMS總線電纜。 ........國產(chǎn)普通屏蔽電纜也可以替代PROFIBUS電纜，沒有問題，實(shí)踐證明是可以用的。這樣說吧，使用是沒有問題的，但是是要有些請?zhí)釛l件的，比如西門子給出的多大速率下對應(yīng)多大的通訊距離，西門子DP電纜沒有問題，但是國產(chǎn)屏蔽電纜就有可能不能用到這么長的通訊距離。要選用質(zhì)量好的國產(chǎn)屏蔽電纜。 ........為了保證信號(hào)的穩(wěn)定要在DP網(wǎng)絡(luò)的兩端接電阻,3和8腳接220電阻,3和VP引腳接390電阻,8腳和DGND腳接390電阻。如果有RS485連接器，就不用自己加終端電阻，RS485連接器中已經(jīng)自帶終端電阻了。 .......國產(chǎn)屏蔽電纜抗干擾的能力應(yīng)該

38、要若一些，如果是電磁環(huán)境很差的地方，例如有交交變頻系統(tǒng)等，建議使用profibus-dp電纜。比較重要的系統(tǒng)中，對通訊安全非常嚴(yán)格的話，建議還是使用西門子的profibus-dp電纜。 ........上面是官方提到的硬件連接方式， 在實(shí)際中，我們可能因?yàn)槭褂们闆r不同（臨時(shí)使用、實(shí)驗(yàn)使用、同一個(gè)電控柜內(nèi)使用等），手邊沒有現(xiàn)成的Profibus電纜和Profibus-DP接頭。那么，在這種情況下就需要自己制作了。下面就簡單說一下制作方法： 1、不帶編程口的通信線制作： ........有多少個(gè)PLC就買多少個(gè)D型9針公頭，然后買需要長度的Profibus電纜（實(shí)在沒有，買屏蔽雙絞線也可以，

39、不過抗干擾性沒那么好喲；近距離的話，隨便用什么線連接都可以，哪怕是2根單股導(dǎo)線，也沒問題）。通過電纜，把這些D型9針公頭的3腳依次連接在一起，把這些D型9針公頭的8腳也依次連接在一起。接線的時(shí)候注意點(diǎn)，不要接錯(cuò)了。 ........如果通信存在不穩(wěn)定，那么建議把這些D型9針公頭的5腳也接在一起，強(qiáng)制低電位相等。如果有屏蔽線的話，就接上屏蔽線。屏蔽層接到每臺(tái)設(shè)備的外殼并最后接大地。 ........至于終端電阻和偏置電阻，距離短的話，就可以不接了。不過，雖然不接，也得了解其原理——終端電阻和偏置電阻如圖7-22所示。因?yàn)镻ROFIBUS的連接電纜通常采用TYPE A標(biāo)準(zhǔn)，其中的電纜阻抗值最大

40、為165歐，390/220/390的等效電阻是170，是為了實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。當(dāng)沒有通訊進(jìn)行時(shí)，終端電阻可以保證信號(hào)線間的電壓差。通常加載在終端的電壓為5V，390/220/390使得兩信號(hào)線點(diǎn)的電壓值分別為1.95和3.05V，是理想的靜態(tài)電壓（差分）。 ........官方的PROFIBUS接頭有進(jìn)線和出線2個(gè)口，采用官方的PROFIBUS接頭接線時(shí)需要注意：“首站”和“末站”都接進(jìn)線。 ........其實(shí)“首站”和“末站”接出也能通信的，但是為了保證通訊的穩(wěn)定，“首站”和“末站”都要把終端電阻置為ON，這時(shí)如果還把“首站”和“末站”接出線，那么“首站”和“末站”都被終端掉了。所以西門子

41、規(guī)定：“首站”和“末站”都接進(jìn)線。 ２、帶編程口的通信線制作： ........先制作不帶編程口的通信線，然后再找一個(gè)D型9孔母頭，與其中一臺(tái)PLC的D型9針公頭一對一連接：1-1，2-2，3-3，4-4，5-5，6-6，7-7，8-8，9-9。PLC編程電纜（多主站電纜）連接那個(gè)D型9孔母頭。這樣，電腦就可以監(jiān)控那臺(tái)PLC了。同時(shí)，因?yàn)橥瑫r(shí)也連接到了網(wǎng)內(nèi)所有PLC，所以也可以監(jiān)控網(wǎng)內(nèi)所有PLC。 ........注意：無論是否采用西門子原裝的總線電纜和接頭，如果是不帶編程口，那么就只能監(jiān)控到1臺(tái)PLC而監(jiān)控不到在網(wǎng)的其它PLC————例如，1臺(tái)PLC采用端口PORT1與其他PLC進(jìn)

42、行通信，而編程電纜連接到了這臺(tái)PLC的端口PORT0，那么在電腦上是無法監(jiān)控到在網(wǎng)的其它PLC的。因?yàn)?，電腦的編程電纜的通信線3，8腳和在網(wǎng)的其它PLC都不存在物理連接嘛。 采用了不帶編程口的通信線，PLC插在不是聯(lián)網(wǎng)那個(gè)通信口上監(jiān)控，只能看到1臺(tái)PLC： 采用了帶編程口的通信線，PLC插在聯(lián)網(wǎng)那個(gè)通信口上監(jiān)控，能看到在網(wǎng)的所有PLC： 不過，最好只搜索設(shè)定的波特率就可以了，不要搜索所有波特率，否則可能出現(xiàn)問題： 要監(jiān)控在網(wǎng)的哪臺(tái)PLC，需要打開相應(yīng)的PLC程序，然后搜索出所有的PLC，再把光標(biāo)置于相應(yīng)的PLC上，點(diǎn)擊“確定”。然后可以下載和監(jiān)控那臺(tái)PLC： 如

43、果電腦上當(dāng)前PLC程序和“通信”的當(dāng)前地址的PLC的程序不同，是無法監(jiān)控該P(yáng)LC的。 如果電腦上當(dāng)前PLC程序“系統(tǒng)塊”中的地址和“通信”的當(dāng)前地址不同，那么將無法下載： 下面就來做一個(gè)實(shí)例：1臺(tái)CPU 226CN 作為主站，1臺(tái)CPU 224XP作為從站，要把CPU 224XP的輸入點(diǎn)數(shù)據(jù)全部傳到CPU 226CN里面。 一、硬件連接： ........按照上面所說的方法，用到編程口的通信電纜把CPU 226CN和CPU 224XP的端口PORT1連接起來。當(dāng)然，這個(gè)連接口可以隨意組合，不過，根據(jù)不同的情況，可能會(huì)影響到程序的編制——如果同一臺(tái)PLC的2個(gè)編程口的地址不同（要連接

44、多個(gè)通信設(shè)備或不同的用途，就需要把2個(gè)通信口設(shè)置為不同的地址），那么就可能會(huì)影響到程序的編制。 二、PLC地址分配： ........編程軟件TEP 7 MicroWIN分配的地址固定是0；程序中PLC的默認(rèn)地址為2，這個(gè)我們要修改；因?yàn)樵撓到y(tǒng)中沒有其它設(shè)備，例如人機(jī)界面/觸摸屏，這里就把CPU 226CN的PROT0口的地址設(shè)為1，把CPU 226CN的PROT1口的地址設(shè)為2，把CPU 224XP的PROT0口的地址設(shè)為3，把CPU 224XP的PROT1口的地址設(shè)為4。 ........當(dāng)然，每個(gè)PLC的2個(gè)端口可以設(shè)置為相同的地址，這樣的好處是：當(dāng)一個(gè)通信口壞掉時(shí)，可以插到另外一

45、個(gè)通信口，而不用更改主站PLC的程序。 ........把每個(gè)PLC的2個(gè)端口設(shè)置為不相同的地址，筆者認(rèn)為這樣做沒有什么好處（如果你知道，請告訴筆者，多謝?。?，只有壞處：當(dāng)一個(gè)通信口壞掉時(shí)，插到另外一個(gè)通信口，需要更改與這臺(tái)PLC通信的主站PLC的程序。不過這個(gè)例子中筆者這樣分配地址，是做個(gè)實(shí)驗(yàn)而已。 三、編程： ........針對上面的控制要求，從站CPU 224XP就不需要編程了，只需要把CPU 224XP的PROT0口的地址設(shè)為3，把CPU 224XP的PROT1口的地址設(shè)為4并下載系統(tǒng)塊就可以了。這個(gè)步驟就不贅述了，地址設(shè)置方法請參閱對CPU 226CN的設(shè)置。 ......

46、..下面是對主站CPU 226CN進(jìn)行編程和系統(tǒng)塊地址設(shè)置的步驟。該例中，采用PPI協(xié)議進(jìn)行通信（比自由口通信要簡單得多），而且采用指令向?qū)砭幊蹋ū戎苯釉O(shè)置特殊存儲(chǔ)器SMB、調(diào)用NETR和NETW指令要簡單得多）。 ........點(diǎn)“設(shè)置PG/PC接口”，選中“PC/PPI Cable(PPI)”，點(diǎn)“屬性”，在“本地連接”中選擇你的編程程電纜的類型——COM1、COM2或是USB；在PPI中勾選“高級PPI”——非西門子官方電纜就不要選了，即使選了也不支持。點(diǎn)擊“確定”——“確定”。 ........把編程電纜插到每個(gè)ＰＬＣ，對每個(gè)ＰＬＣ設(shè)置指定的地址和設(shè)置統(tǒng)一的波特率——如果電纜質(zhì)

47、量不好，非原裝電纜，波特率設(shè)置不要過高。先點(diǎn)“通信”，然后雙擊“雙擊刷新”。搜索到PLC地址后，設(shè)置好當(dāng)前ＰＬＣ地址。然后修改系統(tǒng)塊中的ＰＬＣ端口，按照預(yù)設(shè)的地址進(jìn)行修改。最后下載系統(tǒng)塊，把ＰＬＣ相應(yīng)端口設(shè)置為預(yù)設(shè)的地址。這個(gè)操作比較簡單，我就不在貼圖贅述了。 ........把編程電纜插回到Ｄ型９孔母頭。點(diǎn)擊“通信”，取消勾選“搜索所有波特率”，然后雙擊“雙擊刷新”： 把光標(biāo)移動(dòng)到要監(jiān)控／下載的ＰＬＣ上面。如果要編２２６ＣＮ主站，移到地址２，如上圖。 點(diǎn)擊“工具”——“指令向?qū)А保x擇“ＮＥＴＲ／ＮＥＴＷ”，點(diǎn)擊“下一步”： 選擇需要配置的操作數(shù)量（這個(gè)例子為１），點(diǎn)擊“下一

48、步”： 選擇主站的通信口（本例為端口１），點(diǎn)擊“下一步”： 選擇讀還是寫（本例為讀），選擇讀幾個(gè)數(shù)據(jù)（本例讀２個(gè)數(shù)據(jù)，ＩＢ０－ＩＢ１；對于２２６ＣＮ的輸入，應(yīng)當(dāng)讀３個(gè)數(shù)據(jù)，ＩＢ０－ＩＢ２，共２４個(gè)輸入），選擇ＰＬＣ的地址（本例為４）： 說明： 如果您在配置NETR，指定以下內(nèi)容： - 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地 PLC 中的位置。有效操作數(shù)：VB、IB、QB、MB、LB。 - 從遠(yuǎn)程 PLC 讀取數(shù)據(jù)的位置。有效操作數(shù)：VB、IB、QB、MB、LB。 如果您在配置 NETW，指定以下內(nèi)容： - 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地 PLC 中的位置。有效操作數(shù)：VB、IB、QB、MB、LB。 - 向遠(yuǎn)程 PLC 寫入數(shù)據(jù)的位置。有效操作數(shù)：VB、IB、QB、MB、LB。 點(diǎn)擊“下一步”： 至此，向?qū)瓿伞? 然后在主程序中調(diào)用生成的加密子程序： 然后，下載該程序到PLC中即可。 然后監(jiān)控程序，如果錯(cuò)誤輸出為1，那么是有問題的，表示通信不成功。如下圖，M0.1的值為1： 只有錯(cuò)誤輸出為0，通信才是成功的（網(wǎng)絡(luò)讀寫成功），如下圖： 通信成功以后，重站PLC的輸入就被讀取到主站的VB存儲(chǔ)器中了：