第 1 章 绪论
PLC 控制网络的基本特点和通信功能
数据通信
工业局域网概述
S7-300/400 PLC 的通信网络概述
PLC 控制网络的基本特点和通信功能
控制网络的基本特点
1)传输介质和链接组件标准化 2)传输高可靠性 3)良好的系统扩展性 4)良好的覆盖面积
5)较高的数据传输速率
的通信功能
1)远程控制 2)PLC 局域网络系统 3)PLC 与上位机进行点对点通信
数据通信
具有一定的编码、格式和位长要求的数字信号成为数据信息。
数据通信是将数据信息通过适当的传送线路从一台机器传送到另一台机器。
数据通信系统的任务是把地理位置不同的计算机和 PLC 及其他数字设备连接起来,高效率地完成数据的传送、
信息交换和通信处理三项任务。
数据通信系统组成
传送设备 传送控制设备 传送协议 通信软件
数据传输方式的分类
1.串行传输与并行传输
1)串行传输 数据在一个信道上按位顺序传输的方式。
特点:一或两根传输线 远距离传输成本低 速度慢
2)并行传输 数据在多个信道同时传输的方式。
特点:传输速度快 传输线多,成本高
2.频带传输与基带传输
1)频带传输 把信号调制到某一频带上的传输方式。
三种调制方式: 调幅 调频 调相
2)基带传输 数据传输系统对信号不做任何调制,直接传输数据的传输方式。
PLC 网络大多采用基带传输。
基带传输方式使整个频带范围都用来传输某一数字信号,常用于半双工通信。频带传输时,在同一传输线路上
可用频带分割的方法将频带划分为几个信道,同时传输多路信号,常用于全双工通信。
3.异步传输和同步传输
1)异步传输 异步传输也称为起止式传输,它是利用起止法来达到收发同步的。在异步传输中,被传输的数据编
码为一串脉冲,每一个传输的字符都有一个附加的起始位和多个停止位。字节传输由起始位“0”开始,然后是被编
码的字节。通常低位在前,高位在后,接下来是校验位(可省略),最后是停止位“1”(可以是 1 位、 位或 2 位,
用以表示字符的结束)。
2)同步传输 同步传输是把每个完整的数据块(帧)作为整体来传输,而不是按异步传输时每个字符都附加起始
位和停止位的方式传输,因此在需要传输大量数据块的场合用同步传输可以克服异步传输效率低的缺点。
为了使接收设备能够准确地接收数据块的消息,同步传输在数据开始处用同步字符“SYN”来指示,由定时信号
(同步时钟)来实现发送端和接收端同步,一旦检测到与规定的字符相符合,接下去就是按顺序传输数据。但同步
传输所需要的软件、硬件的价格比异步传输的高,因此常在数据传输速率高的系统中才采用同步传输。
传输速率和线路通信方式
1.传输速率
1)调制速率 也称码元速率,是脉冲信号经过调制后的速率。单位是波特,通常用于表示调制解调器之间传输信号
的速率。
2)数据信号速率 单位时间内通过信道的信息量,单位是比特/秒(bit/s)。调制速率和数据信号速率在串行传输二
进制调制信号时,两者的速率在数值上是相同的。
通常,并不严格区分调制速率和数据信号速率,而是笼统地将它们称为传输速率,其单位是波特,即每秒传送二进
制位数,用 bit/s 表示。
3)数据传输速率 单位时间内传输的数据量,数据量的单位可以是比特、字符等,通常以字符/分钟为单位。
2.线路通信方式
1)单工通信方式 信息的传输始终保持同一方向而不能进行反向的传输。
2)半双工通信方式 信息流可以在两个方向上传输,但同一时刻只限于一个方向传输。
3)全双工通信方式 在同一个方向上同时发送和接收数据。
差错控制方式和检错码
1.差错控制方式
1)自动检错重发(ARQ) 2)前向纠错(FEC) 3)混合纠错 4)不用编码的差错控制
2.检错码
奇偶校验码 循环冗余校验(CRC)码
传输介质
工业数据通信系统可采用无线传输介质,如电磁波、红外线等。也可采用双绞线、电缆、电力线、光缆等有线介质。
传输介质的特性主要有:
1)物理特性:传输介质的物理结构;
2)传输特性:介质对数据传送所允许的速率、频率 容量
3)连通特性:点对点或一对多点的连接方式;
4)地理范围:传输介质的最大传输范围;
5)抗干扰性:传输介质防止电磁干扰等噪声对传输数据的影响能力;
6)性能价格比
串行通信接口标准
-232C 标准
是 1969 年由美国电子工业协会(EIA)所公布的穿行通信接口标准。RS 是 recommend standard,232 是标识号。它
既是一种协议标准,又是一种电气标准,它规定了终端和通信设备之间信息交换的方式和功能。
RS-232C 一般使用 9 针或 25 针的 D 型连接器,工业控制中 9 针连接器用得较多。
当通信距离较近时,通信双方可以直接连接,最简单的情况在通信中不需要控制联络信号,只需要三根线便可以实
现全双工异步串行通信。
-422A/485
422A 为全双工通信,485 为半双工通信。S7-200PLC 接入网络时,其端口一般是作为端口 1 出现的,其各引脚的名
称及其表示的意义如下表所示。端口 0 为所连接的调试设备的端口。
工业局域网概述
计算机网络简介
1.远程网 2.局域网 3.分布式多处理器
局域网的基础知识
1.网络拓扑结构
星型网络 总线型网络 环形网络
2.节点访问控制
令牌传输方式 争用方式
3.通信网络协议
现场总线概述
1.现场总线的特点
1)信息集成度高
2)系统的可靠性高、维护性能好
3)开放性、互操作性、互换性、可靠性
4)实时性好、成本低
2.现场总线的发展
通过现场总线将控制设备相互连接起来,即通过把每台设备的功能建立模型,使之成为相对独立的功能模块。现场
中的控制功能由这些功能块完成,而设备间的参数传递由这些功能块的互联实现。
S7-300/400PLC 的通信网络概述
工厂自动化系统网络
金字塔结构,上层负责生产管理,底层负责现场检测和控制,中间层负责生产过程的监控和优化。
ISO 企业自动化模型如图
S7-300/400 PLC 的通信网络
1.工业以太网
用于工厂管理层和车间监督层的通信系统,符合 国际标准,用于对时间要求不太严格、需要传输大量数
据的通信场合,可以通过网关来连接远程网络。
西门子公司的工业以太网的传输速率为 10/100Mbit/s,最多有 1024 个网络节点,网络的最大范围为 150km。
2.多点接口网络
S7-300/400 PLC CPU 都集成了 MPI 通信协议,MPI 网络的物理层是 RS-485,最大传输速率为 12Mbit/s。PLC 通
过 MPI 能同时连接运行 STEP7 的编程软件、计算机、HMI 及其他 SIMATIC S7、C7 和 M7 PLC 等。
引脚 名称 端口 0/端口 1 引脚 名称 端口 0/端口 1
1 屏蔽 机壳地 6 +5v +5v,100 欧串联电阻
2 24v 返回 逻辑地 7 +24v +24v
3 RS-485 信号 B RS-485 信号 B 8 RS-485 信号 A RS-485 信号 A
4 发送申请 RTS(TTL) 9 不用 10 位协议选择(输入)
5 5v 返回 逻辑地 连接器外壳 屏蔽 机壳接地
STEP7 的用户界面提供了通信组态功能,使得通信的组态非常简单。每个 CPU 可以使用的 MPI 连接总数与 CPU
的型号有关,为 6~64 个。
网络
PROFIBUS 网络是用于车间级监控和现场层的通信系统它符合 IEC61158 标准,具有开放性,符合该标准的各厂商
生产的设备都可以接入同一网络中。S7-300/400 PLC 可以通过通信处理器或集成在 CPU 上的 PROFIBUS-DP 接口连接
到 PROFIBUS-DP 网络上。
PROFIBUS 网络的物理层是 RS-485,最大传输速率为 12Mbit/s,最多可以与 127 个网络上的节点进行数据交换网
络中最多可以串接 10 个中继器来延长通信距离。使用光纤作为通信介质,通信距离可达 90km。
可以通过 CP 342/343 将 SIMATIC S7-300 PLC 与 PROFIBUS-DP 或工业以太网总线系统相连,可以连接的设备包
括 S7-300/400 PLC、S5-115U/H、编程器(PG)、个人计算机、SIMATIC 人机界面、数控系统、机器人控制系统、工业
PC、变频器和非西门子公司装置等。
4.执行器-传感器接口网络
AS-i 网络是位于自动控制系统最底层的网络,用来连接有 AS-i 接口的现场二进制设备,只能传输少量的数据。
5.点对点通信网络
使用西门子公司的 PRODAVE 通信软件和编程用的 PC/PM 适配器,通过 PLC 的 MPI 编程,可以方便地实现计算
机与 S7-300/400 PLC 的通信新。
第二章 MPI 通信
MPI 概述
MPI(MultiPoint Interface)通信是当通信速率要求不高、通信数据量不大时,可以采用的一种简单经济的通信方
式。MPI 通信可使用 PLC S7-200/300/400、操作面板 TP/OP 及上位机 MPI/PROFIBUS 通信卡,如 CP5512/CP5611/CP5613
等进行数据交换。
MPI 网络的通信速率为 PROFIBUS 接口的 MPI 网络
才支持 12Mbit/s 的通信速率。
MPI 网络最多可以连接 32 个节点,最大通信距离为 50m,但是可以通过中继器来扩展长度。
MPI 网络
1.网络结构
每个编程器都有一个 MPI 接口。
通过 CPU 的 MPI 接口可以访问 PLC 上的所有智能模块,例如:功能模块。
每个 MPI 的连接节点都有自己的 MPI 地址 ( 0 到 126, 缺省设置为 PG=0, OP/TD=1, CPU=2)。
在 S7-300 中,MPI 总线在 PLC 中与 K 总线连接在一起,这意味着在 S7-300 机架上 K 总线的每个节点(FM 和 CP)
也是 MPI 的一个节点,也有自己的 MPI 地址。
在 S7-400 中, MPI ( Kbps)的通讯模式被转换为内部 K 总线( Mbps)。在 S7-400 的机架上,只有 CPU
具有自己的 MPI 地址。其它智能模块,例如 FM 和 CP 没有独立的 MPI 地址。
可连接的设备 MPI 连接的优点是 CPU 可以同时与多个设备建立通讯联系。也就是说,编程器、HMI 设备和其它的
PLC 可以在连接在一起并同时运行。 编程器通过 MPI 接口生成的网络还可以访问所连接硬件站上的所有智能模块。MPI
接口可同时连接的其它通讯对象的数目取决于 CPU 的型号。例如,CPU 314 的最大连接数为 4,CPU 416 为 64。
2.通过中继器来扩展 MPI 网络长度
1)两个站点之间没有其他站,如图示。
最多可连接 10 个中继器,两个站点之间的最大距离为 9100m。
2)两个中继器间有 MPI 站
要用 PROFIBUS 总线连接器和 PROFIBUS 电缆。
在 MPI 网络上最多可以有 32 个站,当用中继器扩展时,中继器也占节点数。
PLC-PLC 之间通过 MPI 通信
PLC-PLC 的三种通信方式:
全局数据包通信方式、无组态连接通信方式、组态连接通信方式
全局数据包通信方式
1.概述 对于 PLC 之间的通信,只需要关心数据的发送区和接收区,在配置 PLC 硬件的过程中,组态所要通信的 PLC
站之间的发送区和接收区,不需要任何程序处理。只适合 S7-300/400 PLC 之间相互通信。
2.网络配置如图
特点 MPI 接口的主要特性为:
• RS 485 物理接口
• 传输率为 Kbps 或 Kbps 或 Mbps
• 最大连接距离为 50 m (2 个相邻节点之间),有中继器时为 1100 m ,采用光纤和星状连接时为 km
•采用 Profibus(工业现场总线)元件(电缆、连接器)
连接器 安装 MPI 总线系统可选择两类连接器:
在下面所示的两个连接器中左边的是具有 PG 连接插口的标准连接器, 用于 MPI 网络站之间的连接。这一连接器同
时可以与一个 PG 设备连接。
右边没有 PG 连接插口的连接器,在不必连接 PG 时使用。
为避免外走的总线,则在最后一个总线节点处必须连接一个终端电阻。
3.全局数据
在 SIMATIC S7 中,利用全局数据可以建立分布式 PLC 间的通讯联系而不必在用户程序中编写语句。
通过全局数据的通讯不是通过程序而是利用组态来配置的。需要交换的数据存在一个配置表中。
最多可以在一个项目中的 15 个 CPU 之间建立全局数据通讯。它只能用来循环地交换少量数据。
S7-400 CPU 还具有对全局数据交换的程序控制功能,因此可支持事件驱动的数据传送方式。
4.配置
使用“Define Global Data”工具可以对数据交换进行配置。
首先打开全局数据表,在各列分配参与数据交换的各 CPU。
然后在各行中定义要传输的变量。几乎所有 CPU 的地址区域(除了外部输入、输出和临时数据)都可以作为交换
的变量,例如:标志位、输入、输出、定时器、计数器和数据块中的数据。
Date: 2009-8-30
File:
SIMATIC S7
Siemens AG 2000. All rights reserved.
Information and Training Center
Know ledge for Automation
通过MPI组成的网络
通过MPI的PLC连接
S7-300 或 S7- 400
通过MPI连接PG
通过MPI连接OP
CPU 1 CPU 2
PG 720
S7-300 或 S7- 400
0
1
2
n 缺省的 MPI 地址
5.全局数据包
具有相同 sender/receiver (发送者/接受者)的全局数据,可以集合成一个全局数据包(GD packet)一起发送。每
个数据包用数据包号码(GD packet number)来标识,其中的变量用变量号码(variable number)来标识。
6.全局数据组
参与全局数据包交换的 CPU 构成了全局数据组(GD circle)。每个全局数据组用数据组号码来标识(GD circle
number )。
一个全局数据组是全局数据包的一个确定的分配清单。全局数据组中的每个 CPU 既可以发送也可以接收数据。
全局数据组有以下种类:
• 组内包含 2 个以上的 CPU,其中一个发送数据包,其它的 CPU 接收数据。
• 组内只有 2 个 CPU,每一个 CPU 可以既发送数据又接受数据。
GD 第一数据组中第一数据包里的第一个变量
GD 第一数据组中第二数据包里的第一个变量
GD 第 n 数据组中第 3 数据包里的第 m 个变量
7.全局数据组的数量
S7-300 的每个 CPU 可以参与最多 4 个不同的数据组。
在一个 MPI 网上最多可以有 15 个 CPU 通过全局通讯来交换数据。
8.全局数据配置步骤
生成硬件站、设定 MPI 地址、连接网络 、生成全局数据表
数据的容量
S7-300 :一个 CPU 可包含 4 个全局数据组。
每个全局数据组中一个 CPU 最多只能发送和接收一个数据包。
每一个数据包中最多可包含 22 个数据字节。
S7-400 :一个 CPU 可包含 16 个全局数据组。
每个全局数据组中一个 CPU 最多只能发送一个数据包和接收两个数据包。
每一个数据包中最多可包含 54 个数据字节。
9.编译全局数据表
• 第一次编译后,生成了全局数据组和数据包。接着可以为每个数据包定义不同 的扫描率( scan rates )以及存
储状态信息的地址。
• 然后必须再次编译,使扫描率及状态信息存储地址等包含在配置数据中。
S7-300/400MPI 通信实例
无组态连接通信方式 P20
组态连接通信方式 P27
S7 PLC 与 HMI 产品之间的 MPI 通信 P30
Date: 2009-8-30
File:
SIMATIC S7
Siemens AG 2000. All rights reserved.
Information and Training Center
Know ledge for Automation
2
全局数据组
CPU1 CPU2 CPU3 CPU4 CPU5
全局数据组
1
3
4
5
6
S=发送; R=接收; GD =全局数据包y 位于全局数据组 x中
S GD
R GD
R GD
S GD
R GD S GD R GD R GD R GD
S GD
R GD
R GD
S GD
R GD S GD R GD
S GD R GD R GD
R GD S GD R GD
第三章 工业以太网
工业以太网简介
工业以太网的特点
Industrial Ethernet 是为工业应用专门设计的,遵循国际标准 的开放式、多供应商的高性能的区域和单元网络。
企业内部互联网(Intranet)、外部互联网(Extranet)、国际互联网
以太网特点:
西门子公司的工业以太网的传输速率为 10Mbit/s 或 100Mbit/s,最多为 1024 个网络节点,网络的最大范围为
150km。
工业以太网的构成
1)连接部件 FC 快速链接插座、电气连接模块(ELM)、电气交换模块(ESM)、光纤交换模块(OSM)、光纤电
气转换模块(MC TP11);
2)通信媒体 普通双绞线、工业屏蔽双绞线、光纤;
3)SIMATIC PLC 的工业以太网通信处理器;
4)PG/PC 的工业以太网通信处理器。
工业以太网的特性
1.与 兼容,使用 ISO 和 TCP/IP 通信协议;
2. 10Mbit/s 或 100Mbit/s 自适应传输速率;
24v 冗余供电;
4.简单的机柜导轨安装;
5.能方便地组成星型、总线型和环形拓扑结构;
6.高速冗余的安全网络,最大网络重构时间为 ;
7.用于严酷环境的网络元件,通过 EMC(电磁兼容性)测试;
8.通过 RJ-45 接口、工业级的 Sub-D 连接技术和安装专用屏蔽电缆的 Fast Connect 技术,确保现场电缆安装工作快
速进行;
9.简单高效的信号装置不断地监视网络元件;
10.符合 SNMP 网络管理协议;
11.可以使用基于 WWW 的网络管理器;
12.使用 VB/VC 或组态软件即可监控管理网络。
工业以太网的优势
应用广泛、成本低廉、通信速率高、软硬件资源丰富、可持续发展潜力大
工业以太网的技术发展趋势与前景
1.工业以太网与现场总线相结合;
2.工业以太网技术直接应用于工业现场设备间的通信已成大趋势。
在国家“863”计划的支持下,国内许多大学开展了 EPA(Ethernet for Automation)技术的研究,重点是研究以太网技
术应用于工业控制现场设备间通信的关键技术。
工业以太网的网络部件
S7-300、400 的工业以太网通信处理器 S7-300/400 工业以太网通信处理器有以下特点:
1.通过 UDP 连接或群播功能可向多用户发送数据; -1 和 CP443-1 IT 可用网络时间协议提供时钟同步;
3.可以选择 Keep Alive 功能;4.使用 TCP/IP 的 WAP 功能,通过电话网络,CP 可以实现远距离编程和对设备进行调试;
5.可以实现 OP 通信的多路转换,最多连接 16 个 OP;6.使用集成在 STEP7 中的 NCM7 软件,提供范围广泛的诊断功能,
包括现实 CP 的操作状态,实现通用诊断和统计功能,提供链接诊断和 LAN 控制器统计及诊断缓冲区。
一。CP343-1/CP443-1
CP343-1/CP443-1 通信处理器是分别用于 S7-300 和 S7-400 的全双工以太网通信处理器,通信速率为 10Mbit/s 或
100Mbit/s。
新 CP 343-1 Lean 提供以下功能和性能特性:
· 连接 SIMATIC S7-300 到 Industrial Ethernet
- 使用 ERTEC200 实时 ASIC
- 集成的 2 口实时交换机
- 带用于自动切换的 Autosensing 和 Autocrossover 功能的 10/100 Mbit/s 全/半双工连接
- 2 个 RJ45 连接
- 使用 TCP 和 UDP 传输协议和 PROFINET IO 的多协议运行
- Keep Alive 功能
· 通讯服务
- 开放的 IE 通讯 (TCP/IP 和 UDP)
- PG/OP 通讯
- S7 通讯 (Server) - S5 兼容的通讯 (通过 TCP/IP) - PROFINET IO Device
· 使用 UDP 多播
· 完全通过 Industrial Ethernet 进行远程编程和初始化运行
· 通过 SNMP 进行网络管理
· 使用 Industrial Ethernet NCM S7 配置 CP 343-1 Lean (集成在 STEP 7 中)
· 通过 S7 Routing Trans-network PG/OP 通讯
CP 343-1 Lean 是用来将 SIMATIC S7-300 PLC 连接到 Industrial Ethernet 的通讯模块。
CP 343-1 Lean 有自己的微处理器,分担 CPU 的通讯负载并且允许附加的连接。
CP 343-1 Lean 使得 S7-300 能够与以下设备通讯:
· 编程设备、电脑和 HMI 设备 · 其它 SIMATIC S7 系统
· SIMATIC S5 PLC · PROFINET IO 控制器
二。PC/PG 的工业以太网通信处理器
CP 1613 是一种带有微处理器的 PCI 插卡,用来将 PG/PC 连接到工业以太网。使用 AUI/ITP 接口或 RJ 45 接口,
可将 PG/PC 连接到以太网网络。应用 CP 1613 可实现时钟的网络范围同步。 8025 人民币/台
CP1612 用于将 PC/PG 连接到工业以太网。
· 10/100Mbit/s 通讯速率自检测,支持全双工/半双工连接
· 15 针 ITP 接口 · RJ45 接口 · 基于 SNMP 的远程诊断
通讯服务
· TCP/IP 和 UDP 传输协议 · PG/OP 通讯 · S7 通讯 · S5 兼容通讯
客户收益
· 可实现 RJ45 连接 · 很好与 SOFTNET 配合 · 用于小规模安装
CP1515 是符合 IEEE 的无线通信网卡,应用于 RLM 和可移动计算机。
工业以太网的交换技术
1.交换技术 共享局域网 交换局域网
2.全双工模式
在 PROFIBUS 中,SIMATIC 的交换机通过“存储转发”和“切入”满足实时性要求。
存储转发:交换机存储接收到的报文,并将它们排成一个队列。这些报文将选择性地转发到可以访问的节点的特
定端口。 在切入过程中,读取数据包的前 6B(目标地址)后,马上将他们传送到目标端口。
3.电气交换模块(ESM)和光纤交换模块(OSM)
-OPC Server 通过 OPC 软件对网络进行远程管理。
自适应与冗余网络
1.自适应与自协商功能 2.冗余网络 NET 的高速冗余
SIMATIC 高速冗余网络控制技术
1)SIMATIC NET 的网络配置不会影响所连接的终端,在所有时间内都保证过程或应用的控制。
2)除了在 100Mbit/s 光纤环中实现高速介质冗余外,OSM/ESM 为光纤环和网络段的高速冗余提供所需要的功能。
3)只要配置两个 OSM 或 ESM,OSM/ESM 和工业以太网 OLM 环之间以及任何拓扑结构网络之间都可以进行互联。
两套 S7-300 之间的以太网通信
第四章 PROFIBUS 通信
PROFIBUS 介绍
开放的通信接口 透明的通信协议 分散 I/O 装置和现场设备
满足生产过程现场级数据可存取性的重要要求,覆盖了传感器/执行器领域的通信要求,有单元级领域的所有网
络通信功能。 是国际标准 IEC61158 的组成部分; 是机械行业标准 JB/-2001
PROFIBUS 的协议结构和类型
三种协议类型:DP、FMS 和 PA
PROFIBUS-DP 使用 ISO 第一层和第二层,特别适合 PLC 与现场分散的 I/O 设备之间的通信。
PROFIBUS-FMS 使用 ISO 第一层、第二层和第七层,处理单元级(PLC 和 PLC)的数据通信,应用领域广泛,为解
决复杂的通信任务提供了很大的灵活性。
PROFIBUS-PA 使用扩展的 DP 协议进行数据传输,执行规定现场设备特性的 PA 设备行规。使用 DP/PA 耦合器
和 DP/PA LINK 很容易将 PA 设备集成到 DP 网络中。
PROFIBUS 为西门子 PLC 提供 S7 通信和 S5 兼容通信。
PROFIBUS-S7(PG/OP 通信)
PROFIBUS-FDL(与 S5 兼容通信)
PROFIBUS 总线和总线终端器
PROFIBUS 总线符合 EIA RS485[8]标准,以半双工、异步、无间隙同步为基础,传输介质为光缆或屏蔽双绞线,
每一个传输段为 32 个站点和有源网络元件,总线两端为终端电阻。
PROFIBUS 总线连接器
PROFIBUS D 型连接器针脚定义见 P38 表 3-1.
PROFIBUS 总线的拓扑结构
PROFIBUS 电气接口网络
中继器功能
西门子 RS484 中继器具有信号再生和放大功能,在一条 PROFIBUS 总线上最多可以安装 9 个中继器。
一个 PROFIBUS 网段最多可有 32 个站点。
1)RS485 中继器可以做有源总线终端
2)Active Bus Terminal 有源总线终端
PROFIBUS 光纤接口网络
集成于模板上的 PROFIBUS 用 OLM 扩展 PROFIBUS 电气接口
1.利用集成于模板上的 PROFIBUS 光纤接口组成的光纤网络
如果普通的 PROFIBUS 站点设备没有光纤接头,只有电气接口,可以通过 OBT(OpticalBus Terminal)连接一个电
气接口设备到光线网络上。OBT 只适合连接无光纤接口的站点(PROFIBUS)到集成光纤接口的光纤网络上,OBT 是一
个有源网络元件,占一个站点。
特点: 连接简单,成本低。
只能连接一个 RS485 的 PRIFIBUS 站点;
连接光纤只能是塑料光纤和 PCF 光纤;
中间任一站点损坏或光纤断开,整个网络就不能工作。
2.利用 OLM 组成的 PROFIBUS 光纤网络
利用 OLM(Optical Link Module)模块将电信号转换为光信号,再组成光纤网络,整个网络传输最大速率为 12Mbit/s。
网络的拓扑结构
与 OBT 的对比
1)两个 OLM 的间距可以达到 15km,OBT 只有 300m。
2)对于网络的高可靠性,OLM 可以组成冗余,而 OBT 不能。
3)OLM 有双路电源接入端子,OBT 没有。
4)OLM 可以连接玻璃光纤、塑料光纤和 PCF 光纤,而 OBT 只能连接塑料光纤、PCF 光纤。
5)OLM 使用的光纤带有 BFOC 接头,与 OBT 得光纤接头不一样,更为通用。
其他 PROFIBUS 接口网络
红外线接口 激光接口 P44
PROFIBUS 总线设置和属性 最高站地址、 总线行规、 主站固定的扫描时间、网络上的站点数
PROFIBUS-DP 的应用
CPU 集成 PROFIBUS-DP 接口连接远程站 ET200M
系列是远程 I/O 站,为减少信号电缆的敷设,可以再设备附近根据不同的要求放置不同类型的 I/O 站点。
ET200M 适合在远程站点 I/O 点数较多的情况下使用。
2.网络配置图
3.网络组态及参数设置
1)在“Set PG/PC Interface”中将 CP5611 的 MPI 改为 PROFIBUS 接口,并设置 CP5611 的传输速率与已组态的
PROFIBUS 网络的传输速率一致。
2.硬件组态 3.网络设置 传输速率、网络类型 4.添加接口模块 IM153-2 到 PROFIBUS 网络上。5.建立组织块
通过 PROFIBUS-DP 连接智能从站
在 PROFIBUS 网络中,某些型号的 CPU 可以作为 DP 从站。在 SIMATIC S7 系列中,称这些现场设备为“智能(Intelligent)
从站”,简称“I 从站”。DP 主站不是直接访问智能从站的物理 I/O 区,而是通过从站组态时指定的通信双方的 I/O 区来
交换数据。该 I/O 区不能占用分配给 I/O 物理模块的物理 I/O 地址区。
主站与从站的数据交换是由 PLC 的操作系统周期性地自动完成的
无需用户编程,但是用户必须对主站与智能从站之间的通信连接和数据交换区组态。这种通信方式称为主/从通信
(Master/Slave)方式,简称 MS 通信。
SFC14/SFC15 的应用
在组态 PROFIBUS-DP 通信时常常会见到参数“Consistency”(数据的一致性),在配置从站输入输出接口区时,若
Consistency 选择“Unit”,数据的通信将以在参数“Unit”中定义的格式——字或字节来发送和接收,比如,主站以字节格
式发送 20 字节,从站将一字节一字节地接收和处理这 20 字节。若数据到达从站接收区不在同一时刻,从站可能不在
一个循环周期处理接收区的数据,如果想要保持数据的一致性,在一个周期处理这些数据就要选择参数“All”,通信数
据 3 字节或大于 4 字节时,要调用 SFC15 给数据打包,调用 SFC14 给数据解包。
组网实例同上例,只是在从站设置时,一致性区中选“All”。
通过 PROFIBUS-DP 连接的 DX 方式通信
基于 PROFIBUS-DP 协议的 DX 通信方式是在主站轮询从站时,从站除了将数据发送给主站,同时还将数据发送给
在 STEP 7 中组态的其他从站。如图示。
基于 PROFIBUS-DP 协议 DX 的多主通信
图中,3 号从站的一类主站为 2 号站,4 号站为在同一 PROFIBUS 网络上其他从站的主站。当 2 号站轮询 3 号站时,
3 号从站的数据发送到 2 号站的同时,还可以发送给 4 号主站,4 号主站可以选择接收数据的长度。
PROFIBUS-DP 的等时模式(Isochrone Mode)
分布式自动化体系中小的循环执行时间是不一致的,每个循环周期不能保持同步。
如图示,图中过程分用户循环、DP 循环、I/O 循环。
等时模式的实现是由 DP 主站发送给从站一个时钟脉冲作为一个全局控制帧(GC),由它来同步接收和发送从站数
据。系统时钟贯穿整个系统,使其有一个恒定的时间间隔,总线循环时间的固定和各个循环的同步保证了过程响应时
间是恒定的。由于不存在数据读取或发生的周期等待,响应时间更加迅速。
PROFIBUS-DP 主站与 TP/OP 的连接
利用 S7 协议,通过 CP 扩展的 PROFIBUS-DP 的接口连接 TP/OP。
PROFIBUS-DP 诊断
1. 用 BT200 进行硬件测试与诊断 BT200 如图示
2. 用 STEP7 软件进行网络诊断 中用中继器 Diagnostics Reperter 进行诊断
4.使用 FB125 程序诊断 5.使用 CP342-5 的程序诊断
6.使用通信处理器 CP 进行诊断 7.使用 CP5611/CP5511/CP5512/CP5613 诊断
PROFIBUS-DP 连接从站设备的应用
S7-300 与变频器 MM440 的链接 1.网络配置图
2.软硬件要求
S7-300 CPU316-2DP 变频器 MM440 PROFIBUS-DP 接口模块带有 CP5611 的编程器 STEP SP1
3.网络组态及参数设置 组网实例见 P-MM440
FDL 通信方式
通信简介
FDL 工作在 PROFIBUS 的第二层——数据链路层,可以提供高等级的传输安全保证,能有效地检测出错位、双向数
据传输,发送方和接收方可以同时触发发送和接收响应。
PROFIBUS FDL 的每一个通信站点都具有令牌功能,通信以令牌环的方式进行数据交换,每一个 FDL 站点都可以和
多个站点建立通信连接。
FDL 服务允许发送和接收 240 字节的数据。
2.支持 FDL 的通信处理器
S7-300 CP342-5/CP342-5 S7-400 CP443-5 网卡:CP5512/CP5611/CP5613 最大连接数一班为 16 个。
通信应用
1)同一个项目下的 FDL 通信
2)不同项目下的 FDL 通信 3)自由第二层的 FDL 通信 4)FDL 的广播通信方式
5)FDL 的多点传送通信方式 6)FDL 与 HMI/Application 的链接
PROFIBUS-S7 通信
-S7 通信概述
S7 通信是 S7 系列 PLC 基于 MPI、PROFIBUS、ETHERNET 网络的一种优化的通信协议,主要用于 S7-400、S7-300/400
PLC 之间主-主通信、S7 PLC 与 HMI 通信。
2.支持 PROFIBUS-S7 通信的通信处理器和网络接口
1).S7-300 系列、S7-400 系列、C7 系列集成的 DP 接口
2).通信处理器 CP342-5、CP343-5、CP443-5Basic、CP443-5Extend
3).PC 通信卡 CP5511/CP5512、CP5611、CP5613/CP5614
的 S7 链接资源 CPU 的连接数量指标
通信所需的功能模块
的通信数据量
-S7 通信实例
第五章 AS-i 通信
AS-i 概述
-i 是执行器-传感器接口(Actuator Sensor Interface,AS-i)的英语缩写,符合 EN 50295 标准。
用于现场自动化设备(传感器和执行器)的双向数据通信网络,位于工厂自动化网络的最底层。特别适用于连接需要
传送开关量的传感器和执行器。
AS-i 属于单主从式网络,每个网络只能有一个主站。主站是网络通信的中心,负责网络的初始化、设置从站的地址
和参数等,具有错误校验功能(检错重发)。
AS-i 从站仅在被主站访问时才被激活。
AS-i 所有分支电路的最大长度为 100m,可以用中继器延长。传输介质可以是屏蔽或非屏蔽的两芯电缆,网络的拓扑
结构可以是总线型、星型或树型。
2.优点
简单:主站和从站的内部程序都是生产厂商预先在设备中写好的用户只需要按照要求做好基本的设置即可。
成本低:与传统的底层接线和设备维护相比,可节约 40%的成本
可靠性高:采用交变脉冲和差错控制技术
速度快:AS-i 对整个系统的最大扫描时间不超过 5ms,甚至超过了很多控制器的最小响应时间。
AS-i 总线拓扑结构 拓扑类型 总线连接方式
模块化技术:从站由底部的安装盘和上部的模块本体组成
绝缘穿刺技术:触点插针会穿透电缆的绝缘层并与铜导线紧紧的接触。如果移走从站时,抽出插针,电缆的自封
特性可以保证完整的绝缘。由于电缆具有特殊的几何形状,实际安装中不会将极性接反,也不必考虑屏蔽的问题。
AS-i 网络部件
1.连接 SIMATIC5,SIMATIC7,分布式 I/O ET200/M/X 或 PC/PG 中央控制单元的接口;
-i 异形电缆;3.中继器/扩展器网络部件; 4.对从站供电的供电单元;
5.连接标准传感器/执行器的模块; 6.用于设定从站地址的编辑器。
AS-i 的工作模式
1.初始化
初始化为 AS-i 的离线阶段。模块上电后或被重新启动后被初始化 在此阶段设置主站的基本状态,而所有从站的输入
输入出数据映像被设置为 0。
上电后,组态数据被复制到参数区,后面的激活操作可以使用预置的参数。如果主站在运行中被重新初始化,参数
区中可能已经变化的值被保持。
2.启动
在启动阶段,主站检测 AS-i 电缆上连接有哪些从站以及它们的型号。厂家在制造 AS-i 从站时通过组态数据,将从站
的型号永久性的保存在从站中,主站可以请求上传这些数据。组态文件中包含了 AS-i 从站的 I/O 分配情况和从站的类
型,主站将检测到得从站信息放在从站表中。
3.激活
在激活阶段,主站检测到 AS-i 从站后,通过发送特殊的呼叫,激活这些从站。
主站处于组态模式时,所有被检测到的地址不为 0 的从站被激活。在这一模式下,可以读取实际的值并将它们作为
组态数据保存起来主站处于保护模式时,只有存储在主站组态中的从站被激活。如果在网络上发现的实际组态不同于
期望的组态,主站将显示出来。主站被激活的从站存入被激活的从站表中。
4.运行
启动阶段结束后,AS-i 主站切换到正常循环的运行模式。
1)数据交换 在正常模式下,主站将周期性地发送输出数据给各从站,并接收它们返回的应答报文,即输入数据。
如果检测出传输过程中的错误,主站重复发出询问。
2)管理 此时,处理和发送以下可能的控制应用任务:将 4 个参数位发送给从站,例如设置门限值;改变从站的地
址,如果从站支持这一改变的话。
3)接入 此时,新加入的 AS-i 从站被接入并存储到被检测的从站表中,如果他们的地址不为 0,将被激活。主站如
果处于保护模式,只有存储在主站的期望组态中的从站被激活。
AS-i 的通信方式
1.寻址模式
标准寻址模式
AS-i 的节点(从站)地址为 5 位二进制数,每一个标准从站占一个 AS-i 地址,最多可连接 31 个从站。地址 0 仅
供产品出厂时使用。每一个标准从站可以接收或发送 4 位数据,所以一个 AS-i 总线网段最多可以连接 124 个二进制输
入点和 124 个输出点对 31 个标准从站的典型轮询时间为 5ms,适用于工业过程开关量高速输入/输出的场合。
扩展寻址模式
两个从站分别作为 A 从站和 B 从站,使用相同的地址,使可寻址的从站的最大个数增加到 62 个。由于地址的扩展,
使用扩展寻址模式的每个从站的二进制输出减少到 3 个,每个从站最多为 4 点输入和 3 点输出,一个扩展的 AS-i 主站
可以操作 186 个输出点和 186 个输入点。对从站的最大轮询时间为 10msS7-200/CP242-2 S7-300 ET200/CP342-2
2. AS-i 通信过程
当 AS-i 主站上电时,在设定阶段它将轮询访问各个已连接的从站,如果从站有反应,主站将对从站建立地址和行规
的列表。(行规是对设备的一种描述和规定)。
当访问过所有从站后,AS-i 主站对从站建立了完善的地址列表。开始正常工作后,主站会定期按照列表访问各从站,
当发现从站实际地址和行规与列表中的信息不同时,会向 PLC 发送地址错误或参与者不可用的故障信息。
当 AS-i 主站发现系统中出现了一个在列表中未曾出现的地址后,在随后的 30 个周期内(最多为 150ms)也同样读出
了这个地址,便会将该地址写入列表并报告给 PLC。
AS-i 的传输机制
1.信号调制过程 2.数据解调 3.访问方式和报文结构 4.传输故障特征
从站编址
1.通过手持编址单元编址
最新推出的模块上一般都有一个编址插孔,通过一根特殊的编址电缆可以将其与编址单元连起来。通过手持编址单
元为具有编址插孔的从站编址,并且可以检查从站的版本号等信息。
2.通过 AS-i 主站编址
如果没有手持编址单元,则需要一个一个地连接到主站上进行编制,对于 CP243-2,通过 STEP7 Micro Win 的向导功
能利用主站分配从站地址,对于 CP342-2、CP343-2DP 及 DP/AS-I LINK 等主站通信处理器,则需要通过 STEP7 调用通
信功能模块 FC AS-i_3422
利用命令代码 0DH 定义从站地址。
AS-i 主站的操作模式
组态模式:通过主站的按钮读取在 AS-i 总线上正常工作的从站地址,并将从站信息永久地保存到 CP 存储区中。
保护模式:主站按存储的从站信息轮询从站,并与实际连接的从站比较进行诊断,在这种模式下支持从站自动编址
功能,但对于新连接的从站不作处理。网络变化或新增加从站,首先通过组态模式使主站识别从站信息,然后切换到
保护模式下进行正常操作。
第六章 点对点通信
点对点通信概述
PPI(Point to Point Interface)通信协议是 SIEMENS 专为 S7-200
PLC 开发的通信协议,主要用于编程软件对 S7-200 PLC 编程、调试和监控,也用于 S7-200PLC 网络通信或 S7-200PLC
与西门子公司相关产品的通信。S7-200 CPU 的 PPI 网络通信是建立在 RS-485 网络的硬件基础上,因此其连接属性和需
要的网络硬件设备是与其他 RS-485 网络一致的。
PPI 是一种主从协议,主从站在一个令牌环网中;主站发送要求到从站,从站响应;从站不发信息,只等待主站的要
求和对要求做出响应。如果在用户程序中允许 PPI 主站模式,一些 S7-200 PLC 在运行模式下可以作为主站运行,此时
可以利用网络读和网络写指令读写其他 PLC,也可以响应来自其他主站的申请。
点对点通信的硬件
-300C 集成的 PtP 通信接口
1)接口的功能
CPU 313C-2PtP/ 314C-2PtP 集成的串行接口可以通过 X27 接口进行通信访问,具有以下功能:
A. CPU 313C-2PtP:可使用 ASCII、3964(R)通信协议;
B. CPU 314C-2PtP:可使用 ASCII、3964(R)和 RK-512 通信协议。
它们都有诊断中断功能。通过参数赋值工具,可以组态通信模式最多可以传输 1024B。全双工的传输速率为
2)接口的属性
X27 接口是一种与 X27 标准兼容的串行数据传输差分电压接口。
A.在 RS-422 模式,数据通过 4 根导线传送,2 根用于发送器方向 2 根用于接收器方向,可以全双工。
B.在 RS-485 模式,数据通过 2 根导线传送(双线操作)。 2 根用于发送器方向 2 根用于接收器方向。一次只能发
送或接收数据(半双工操作)。在发送操作后,电缆将立即切换为接收模式(变送器切换为高阻抗)。
通过参数赋值工具,可以组态操作模式。
2.通信处理器
没有集成点对点串行通信功能的 S7-300 CPU 模块可以用通信处理器 CP340 或 CP341,实现 PtP 通信。S7-400 CPU
模块可以通过 CP 440 或 CP441 实现 PtP 通信。
1)CP 340 通信处理器
ASCII Driver 通信协议
-300/400 的点对点串行通信可以使用的协议主要有 ASCII Driver、3964(R)和 RK-512,它们在 ISO7 层参考模型中
的位置如图
2. ASCII Driver 通信协议应用
ASCII Driver 用于控制 CPU 和一个通信
伙伴之间的点对点连接的数据传输,可以将全部发送报文帧发送到 PtP 接口,提供一种开放式的报文帧结构。接收器必
须在参数中设置一个报文帧的结束判据,发送报文帧的结构可能不同于接收报文帧的结构。
8 个数据位的字符帧可以发送和接收所有 00-FFH 的其他字符。 7 个数据位的字符帧可以发送和接收所有 00-7FH
的其它字符。
ASCII Driver 可以用文本结束符、帧的长度和字符延迟时间作为报文结束的判断。
A.使用 ASCII Driver 发送数据
B.使用 ASCII Driver 接收数据
3964(R)通信协议
3964(R)协议用于 CP 或 CPU 31xC-2PtP 和一个通信伙伴之间的点对点的数据传输。只能用于 4 线操作模式
(RS-422)。
一.3964(R)的控制字符与报文帧格式
3964(R)协议将控制字符添加到用户数据中,控制字符用来表示报文帧的开始和结束,它们也是通信双方“握手”信
号。通信伙伴使用这些字符,检查数据是否被正确完整地接收。
1.控制字符
3964(R)协议可以分析以下控制代码:
1)STX:被传送文本的起点、字符串的起点的简称;
2)DLE:数据链路转义(数据传输切换)或肯定应答的简称;
3)ETX:被传送文本的终点、字符串的终点的简称;
4)BCC:块检验符的简称;
一个通信伙伴为较低的优先级。如果两个同心伙伴同时开始建立一个连接,具有较低优先级的通信伙伴将延迟其发送
请求。
3.块检验符
对于 3964(R)传输协议,通过发送一个附加的块检验符,可以增强数据传输的完整性。块检验字符表示一个被发送
或接收的块纵向偶校验。从连接建立后用户数据的第一个字节(报文帧开始的第一个字符)开始计算,到连接发布后 DLE
ETX 代码结束。
二.使用 3964(R)发送数据
1.建立一个数据传输时的链接
为了建立连接,3964(R)协议应发送控制字符 STX。如果在“应答延迟时间”到之前,通信伙伴使用 DLE 字符进行了
响应,协议将切换为发送模式。
如果通信伙伴返回 NAK 或其他控制代码,或“应答延迟时间”到时没有应答,程序将重试连接。
在未成功重试连接所声明的编号后,程序将放弃连接的建立,并向通信伙伴发送一个 NAK。CPU 将向 SFB SEND_PTP
报告出错。
2.发送数据 报文格式如图示
当连接成功建立后,被传输的数据将使用所选择的传输参数,被发送到通信伙伴。通信伙伴可以监控两个输入字
符之间的时间。两个字符之间的时间间隔不能超过字符延迟时间。
如果通信伙伴在一个运行话路内发送了 NAK,程序将放弃块,并如上述的建立连接步骤进行重试。如果传送了其
他的字符,程序将首先等到“字符延迟时间”到,然后发送 NAK 字符,将通信伙伴置于空闲状态,然后,通过建立连接
STX,程序可以重新启动发送操作
3.发送时关机
一旦缓冲器的内容被传输,协议将添加 DLE ETX 字符。还将块检验和 BCC 作为结束代码,并等待一个应答字符。
如果通信伙伴在应答延迟时间内发送了 DLE,即表示数据块被无错误接收。如果通信伙伴使用 NAK、其它控制代码或一
个中断的字符响应,或“应答延迟时间”到时没有应答,程序将通过建立 STX,重新启动发送数据。
在组态的提示发送数据块后,程序将取消操作,并向通信伙伴发送一个 NAK。在 SFB SEND_PTP 上将显示出错。
三.使用 3964(R)接收数据
1.建立接收时的连接
在空闲状态,如果没有发送请求被处理,程序将等待通信伙伴建立连接。
如果在尝试通过 STX 建立一个连接时,没有空的接收缓冲器,将等待 400ms。如果在该时间内仍没有空的接收缓
冲器,SFB 的“STAUS”输出将显示出错。程序将传送一个 NAK 字符,并返回空闲
状态。否则,程序将传送一个 DLE 字符,并接收数据。
如果空闲程序接收任何字符,它将等待“字符延迟时间”到,然后发送 NAK 字符。在 SFB 的“STAUTS”输出上将显
示出错。
2.接收数据
在成功建立连接后,输入的用户数据将被写入接收缓冲器。两个相继接收到的 DLE 字符,只有一个被保存在接收
缓冲器中,在每一个接收到的字符后,在字符延迟时间内部都有一个字符准确接收。如果在另一个字符被接收之前,“字
符延迟时间”到,将发送一个 NAK 给通信伙伴,系统程序将向 SFB RCV_PTP 报告出错。
如果在接收过程中出现传输错误,程序将继续接收,直至关闭连接。然后,将向通信伙伴发送一个 NAK,再进行
重复。
如果在静态参数记录中声明的重试编号后,还没有正确的接收块,或在规定的块检测时间内,通信伙伴还没有启
动一个重试,程序将取消该操作。CPU 将第一个错误传输和最后的取消操作报告给 SFB RCV_PTP。
3.关闭接收时的连接
如果 3964(R)协议检测到 DLE ETX 字符串,它将取消该操作,并且如果块是无错误的接收,将发送一个 DLE 给通
信伙伴。如果在接收时出现错误,它将发送一个 NAK,然后进行重复。
如果 3964(R)检测到 DLE ETX BCC,它将停止接收,并使用内部
计算的纵向奇偶校验,与所接收到的 BCC 进行比较。如果 BCC 正确,并且没有其它接收错误发生,3964(R)将发送一
个 DLE,并返回空闲状态。如果 BCC 出错或出现一个不同的接收错误,将发送一个 NAK 给通信伙伴,然后进行重复。
4.初始化冲突
如果一台设备通过发送代码 STX,而不是应答 DLE 或 NAK,来响应应答延迟时间内的通信伙伴发送请求,将有
一个初始化冲突。两台设备都发送请求:具有较低优先级的设备将延迟其发送请求,并使用代码 DLE 响应;具有较高
优先级的设备将以上述方式发送其数据。一旦连接关闭,具有较低优先级的设备就可以执行发送请求。
为了解决初始化冲突,必须为通信伙伴组态不同的属性。
5.程序错误
协议可以识别由通信伙伴的错误造成的错误以及线路干扰造成的错误。
在这两种情况下,程序将重复尝试,以便正确的接收/发送数据块。如果在最大传输尝试的设定编号内不可实现,
协议将取消发送或接收过程。它将报告第 1 个识别的错误编号,并返回空闲状态在 SFB STATUS 上将显示出错信息。
如果 SFB 的“STATUS”输出,指示经常出现一个重复性的发送和接收尝试错误,说明有数据传输的偶然干扰。但
是,传输尝试的最大编号可以为此进行补偿。
如果在接收线路上出现“BREAK”,在 SFB 的“STATUS”输出上将显示一个出错报文。没有启动重试,在通信线路
重新连接后,“BREAK”状态将自动复位。
对于所有识别到的传输错误,当接收一个数据时,将报告一个统一的出错编号。但,只有未成功的重复后才报告出错。
RK-512 通信协议
可以控制 CPU 和一个通信伙伴之间的 PtP 数据交换,与 3964(R)相比,RK-512 通信协议包括 ISO 参考模型的物理层、
数据链路层和传输层,可提供较高的数据完整性和先进的寻址选项。
NETR 和 NETW 编程指令
在网络读写通信中,只有主站需要调用网络读(NETR)和网络写(NETW),从站只需要编程处理数据缓冲区(取用或准
备数据),PPI 网络上的所有站点都应当有各自不同的网络地址,否则通信不会正常进行。可以用两种方法编程实现 PPI
网络读写通信:使用 NETR/NETW 指令编程实现、使用 Micro/Win 中的 Instruction Wizard
的 NETR/NETW 向导。
1.指令格式
NETR,PORT //TBL:VB、MB、*VD、*AC NETW, PORT //PORT:0、1
网络读指令(NETR)初始化一个通信操作,通过制定端口从远程设备上采集数据并形成表(TBL),NETR 可以从远程站
点读取最多 16B 数据的信息。NETW 初始化通信操作,通过指定端口向远程设备写入表(TBL)中的数据,NETW 指令
则可以向远程站点最多写入 16B 数据的信息。指令中的 TBL 参数见下表。
D 完成:0=未完成,1=完成
A 有效(操作一被排队):0=无效 1=有效;
E 错误(操作返回一个错误): 0=无错误,1=错误;
远程站地址:被访问的 PLC 的地址;
远程站的数据区指针:被访问数据的间接指针;
数据长度:远程站上被访问数据的字节数;
接收和发送数据区:保存数据的 1~16B 数据,对 NETR,执行指令后,从远程站读到的数据放在这个数据区。
2. NETR/NETW 指令要点
每条网络读写指令最多能够读写 16B 数据;每个 CPU 内最多只能有 8 条网络读写指令同时激活,而网络读写指令的
数目没有限制。
只有通信主站能够使用网络读写指令。默认情况下,S7-200CPU 的通信口设置为从站模式,因此在编程时,需要把
通信口设置为通信主站模式。
在一个 PPI 网络中,与一个从站通信的主站的个数没有限制,但是一个网络中主站的个数不能超过 32 个。主站既可
以读写从站的数据也可以读写主站的数据。即,S7-200 作为 PPI 主站时,仍然可以作为从站响应其他主站的数据请求。
一个主站 CPU 可以读写网络中任何其他 CPU 的数据。
由于串行通信的特点,通信数据的收、发是不能与 PLC 程序的扫描周期匹配的。所有的通信活动都需要 PLC 操作系
统的管理,网络读写(包括其他类似的通信指令)只是告诉操作系统有需要处理的通信任务。因此,网络读写指令采取通
信数据缓冲区的方式,在操作系统的通信管理功能和 PLC 的用户程序之间交换信息。
网络读写指令的数据缓冲区类似。数据缓冲区除了状态字节和地址、数据长度之外,剩余的部分就是纯数据字节。
能够传送到通信对象,或者从对象接收的仅仅是数据字节,不包括数据个数等信息远程站(通信对象)的数据缓冲区则是
纯数据区域。
网络读写指令可以传递 V 存储区、M 存储区、I/Q 区的数据。这取决于设定数据地址时,使用间接寻址方式将地
址信息写入到缓冲区中的相应位置,地址信息中包含了存储区和数据的类型。
网络读写编程大致有如下几个步骤:
1).规划本地和远程通信站的数据缓冲区; 2).写控制字 SMB30(或 SMB130),将通信口设置为 PPI 主站;
3).装入远程站(通信对象)地址; 4).装入远程站相应的数据缓冲区(无论是要读入的或者是写出的)
地址; 5).装入数据字节数;6).执行网络读写(NETR/NETW)指令。
各 CPU 的通信口地址在各自项目的系统块中设置,下载之后起作用
3. 调用 NETR/NETW 指令
多数网络读写的不正常现象,除了硬件设备和软件设置的问题外,与在用户程序中调用网络读写指令的方式有关。
包括看起来通信正常,但经过一段时间(可能是几天)后也会出现故障的现象。
使用 NETR/NETW 时,应当注意:
1).避免简单地定时激活 NETR/NETW:由于串行通信特点,无法得知何时真正结束。如果定时进行网络读写通信,
必须判断此次通信是否正常结束。
2).同时有效的 NETR/NETW 指令不能超过 8 个,否则通信请求队列会超出操作系统的管理能力。
3).使用 调用网络读写指令,虽然能长期工作,但不能超过 8 个指令,而且会出现监控时指令块变为红色的现
象,最好还是加上必要的读写状态判断条件。
最简单可靠的方法是使用 Micro/Win 中的网络读写指令向导。
使用 NETR/NETW 向导可以编辑最多 24 条网络读写指令,其核心是使用顺序控制指令,这样在任一时刻只有一
条 NETR/NETW 指令有效。
清除网络读写指令数据缓冲区中的(故障)状态字节可以恢复“死掉”的通信。但还是建议用户采用比较正规的编程方法。
4. NETR/NETW Wizard ---网络读写指令向导
只有在 PPI 通信中做主站的 CPU 才需要用 NETR/NETW 向导编程。
在 Micro/WIN 中
工具—指令向导—选“NETR/NETW”—定义用户做需网络操作的数目—定义通信口和字程序名—定义网络操作—
分配 V 存储区地址—生成子程序及符号表—配置完 NETR/NETW 向导,在程序中调用向导生成的 NETR/NETW 参数化
子程序。
调用子程序时
1)必须用 来使能 NETR/NETW,以保证它的正常运行。
2)超时:0=不延时;1~36767=以秒为单位的超时延时时间。如果通信有问题的时间超出此延时时间,则报错误。
3)周期参数,此参数在每次所有网络操作完成时切换其开关状态。
4)错误参数,0=无错误;1=错误。
NETR/NETW 指令向导生成的子程序管理所有的网络读写通信。用户不必再编写程序进行诸如设置通信口的操作。
两台 S7-200 PLC 实现 PPI 通信实例见 6PPI。
I/O 分配 两台 S7-200PLC 通过 PORT 0 口实现相互 PPI 通信,功能是甲机 启动乙机的电动机星/三角启动,甲
机 终止乙机电动机转动,乙机 启动甲机的电动机星/三角启动,乙机 终止甲机电动机转动。
甲机(S7-200 站号 2 为主机) 乙机( S7-200 站号 3 为从机)
启动乙机的电动机 星形
终止乙机的电动机 三角形
星形 启动甲机的电动机
三角形 停止甲机的电动机