西门子PLC常用通讯.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2017-5-23,#,2017-5-23,#,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,西门子PLC常用通讯,主要的通讯方式,二,通讯的基本概念,一,主要内容,通讯的组成部分,波特率,2,比特率,通讯的基本概念,3,信息源,编码,调制,传输介质,解调,译码,接受者,发送设备,接受设备,通讯的,组成部分,模拟信号源和离散信号源,信道编码和信源编码,有线和无线,噪声干扰,信道解码和信源解码,比特（,bit,）是数据信号中最小的单位。通讯系统中的字符或者字节一般由多个二进制位即多个比特来表示。,在数字信道中，比特率是数字信号的传输速率，它用单位时间内传输的二进制代码的有效位,(bit),数来表示，其单位为每秒比特数,bit/s(bps),、每秒千比特数,(Kbps),或每秒兆比特数,(Mbps),来表示。,此处,K,和,M,分别为,1000(10,3,),和,1000000(10,6,),，而不是涉及计算机存储器容量时的,1024(2,10,),和,1048576(2,20,),。,4,0,1,0,0,1,1,0,1,1S,比特率,通讯的基本概念,显然，在无调制的情况下,波特率精确等于比特率；四相调制,(,单个调制状态对应,2,个二进制位,),的比特率为波特率的两倍；八相调制,(,单个调制状态对应,3,个二进制位,),的比特率为波特率的三倍；依次类推。,波特（,baud,）是指信号大小方向变化的一个波形。,把每秒传输信号的个数，即每秒传输信号波形的变化次数定义为波特率。其单位为波特（,Baud,）。,每个信号波形可以包含一个或多个二进制位。若单比特信号的传输速率为,9600bit/s,，则其波特率为,9600baud,，意味着每秒可以传输,9600,个二进制脉冲。如果信号波形由,2,个二进制位组成，当传输速率为,9600bit/s,，波特率只有,4800baud,波特率与比特率的关系为：比特率波特率,单个信号对应的二进制位数。,5,发送设备和接收设备必须工作在相同的波特率,否则会产生帧错误,.,波特率,通讯的基本概念,S7-300/400与HMI通讯不需要STEP7软件组态，也不需要编写任何程序，只需在HMI组态软件上设置一下相关的通讯参数即可。,第3站：IP地址改为“192.,波特（baud）是指信号大小方向变化的一个波形。,PROFIBUS符合国际标准IEC61158，是目前国际上通用的现场总线标准之一，包括三个主要部分,首先创建一个新的项目，项目名称为“COM_ET_3300”,传输速率（kbit/s）,62”，子网掩码依然是“255.,第一个站：IP地址“”,发送设备和接收设备必须工作在相同的波特率,否则会产生帧错误.,思考：“SMATIC 300(2)”和“SMATIC 300(3)”的通信以及“SMATIC 300(3)”和“SMATIC 300(1)”的通信程序 怎么编写？,6、DP/DP Coupler(耦合器),使用工业以太网网线连接中心交换机和IM151-3模块；,SIMATIC NET工业以太网基本类型和网络硬件,一端连接PC，另一端连接CPU的MPI，没有网络诊断功能，通讯速率最高为,1、PROFIBUS介绍,主要的通讯方式,二,通讯的基本概念,主要内容,MPI,通讯,以太网通讯,6,PROFIBUS,通讯,主要的通讯方式,二,目 录,MPI,通讯,PROFIBUS,通讯,以太网通讯,7,二、,通讯速率低,一、,简单经济,MPI,网络结构,MPI,通讯,MPI,（,Multipoint Interface,）特点,MPI,（,Multipoint Interface,）特点,一、通讯速率低,二、简单经济,MPI,通讯,一、,PLC,侧参数设置,MPI,通讯,设置,MPI,参数,在通常的应用中不要改变,MPI,的通讯速率。注意：在整个,MPI,网络中通讯速率必须保持一致，且,MPI,站地址不能冲突。,二、,CP5511/CP5512,一、,PC Adapter(PC,适配器,),MPI,通讯,PC,侧的,MPI,通讯卡类型,三,、,CP5611/CP5613,一端连接,PC,，另一端连接,CPU,的,MPI,，没有网络诊断功能，通讯速率最高为,用于笔记本电脑和,PLC,的通讯，有网络诊断功能，通讯速率最高为,12M/s,用于,台式,电脑和,PLC,的通讯，有网络诊断功能，通讯速率最高为,12M/s,二、无组态连接通讯,一、全局数据包通讯,MPI,通讯,PLC-PLC,之间的,MPI,通讯,三,、有组态连接通讯,这种通讯的特点：对于,PLC,之间的数据交换，只需要关心数据的发送区和接收区，全局数据包的通讯方式是在配置,PLC,硬件的过程中，组态所要通讯,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,之间的相互通讯。,MPI,通讯,通讯地址区最大长度：,S7-300,为,22,字节,S7-400,为,54,字节,二、无组态连接通讯,MPI,通讯,PLC-PLC,之间的,MPI,通讯,无组态的,MPI,通讯需要调用系统功能块,SFC65-SFC69,来实现，这种通讯方式适合于,S,7-300,、,S7-400,和,S7-200,之间的通讯。通过调用,SFC,来实现的,MPI,通讯又分为两种方式：双边编程通讯方式和单边编程通讯方式。,（1）总线型拓扑结构；,第一个站：IP地址“”,第2站：IP地址改为“192.,S7315-2PN/DP PLC和编程PC同样也连接到交换机上。,S7-400为54字节,使用工业以太网网线连接中心交换机和IM151-3模块；,S7-300为22字节,（1）总线型拓扑结构；,首先创建一个新的项目，项目名称为“COM_ET_3300”,第3站：IP地址改为“192.,无锡一家企业研发了一款产品Scanet，可以直接通过MPI接口转成以太网通讯，不需要任何硬件组态，使用非常方便，可以取代CP343/CP443.,此处K和M分别为1000(103)和1000000(106)，而不是涉及计算机存储器容量时的1024(210)和1048576(220)。,PLC-PLC之间的MPI通讯,PROFINET网络组建,PLC-PLC之间的MPI通讯,无组态的MPI通讯需要调用系统功能块SFC65-SFC69来实现，这种通讯方式适合于S7-300、S7-400和S7-200之间的通讯。,6、DP/DP Coupler(耦合器),它提供了开放的、适用于工业环境下各种控制级别的通信系统，这些通信系统均基于国家和国际标准，符合ISO/OSI网络参考模型。,三、CP5611/CP5613,二、无组态连接通讯,MPI,通讯,PLC-PLC,之间的,MPI,通讯,2,、单边编程,1,、双边编程,三、有组态连接通讯,MPI,通讯,PLC-PLC,之间的,MPI,通讯,在,MPI,网络中，对于这种通讯方式只适合于,S7-300/400,以及,S7-400/400,之间的通讯。,S7-300,只能做服务器，,S7-400,作为客户机对,S7-300,的数据进行读写。最大支持,160,字节,三、有组态连接通讯,MPI,通讯,PLC-PLC,之间的,MPI,通讯,编程：在,S7-400,占中调用系统功能块,SFB14/SFB15,，完成和,S7-300,的通讯。,调用系统功能块,SFB,于系统功能,SFC,的通讯相比，每一包的数据量要大一些,MPI,通讯,PLC,与,HMI,产品之间的,MPI,通讯,S7-300/400,与,HMI,通讯不需要,STEP7,软件组态，也不需要编写任何程序，只需在,HMI,组态软件上设置一下相关的通讯参数即可。,1,、与触摸屏通讯,用,Pro Tool,或者,Wincc flexible,组态软件设定通讯参数，通讯速率要一致。,MPI,通讯,PLC,与,HMI,产品之间的,MPI,通讯,2,、与,PC,组态软件通讯,上位机插入,CP5611,通讯卡，设置,PC/PG,接口选择,CP5611,（,MPI,）,主要的通讯方式,二,目 录,以太网通讯,MPI,通讯,PROFIBUS,通讯,20,PROFIBUS,符合国际标准,IEC61158,，是目前国际上通用的现场总线标准之一，包括三个主要部分,PROFIBUS,通讯,1,、,PROFIBUS,介绍,1,）,PROFIBUS-DP,2,）,PROFIBUS-PA,3,）,PROFIBUS-FMS,PROFIBUS,总线传输是以半双工、异步为基础的，传输介质可以是光缆或屏蔽双绞线，每一个传输段为,32,个站点，在总线两端为终端电阻,传输速率（,kbit/s,）,总线长度,/m,9.6-187.5,1000,500,400,1500,200,3000-12000,100,如果需要扩展总线的长度或者,PROFIBUS,从站数大于,32,个时，就要加入,RS485,中继器,PROFIBUS,通讯,2,、,RS485,中继器,每一个,PROFIBUS,总线连接器都带有终端电阻，终端电阻放置在,PROFIBUS,总线的两端，通过站点向终端电阻供电使之生效。在一条,PROFIBUS,总线上，位于总线中间的站点掉电，不会影响整个网络通讯功能，如果是总线两端的站点掉电将会失去终端电阻的功能，使整个网络通讯中断。因此在一些需要经常断电的终端子站，需要增加一个有源终端电阻。,PROFIBUS,通讯,3,、总线终端,有源终端电阻,终端电阻,ET200,系列是远程,I/O,站，为减少信号电缆的敷设，可以在设备附近根据不同的要求放置不同类型的,I/O,站，如,ET200M,、,ET200S,、,ET200B,等，,ET200M,适合在远程站点,I/O,点数量较多的情况下使用。,PROFIBUS,通讯,4,、,PROFIBUS,接口连接远程站,ET200M,PROFIBUS,通讯,4,、,PROFIBUS-DP,接口连接远程站,ET200M,酿造部大多数都是这种子站,PROFIBUS,通讯,5,、,PROFIBUS-DP,接口连接远程站,ET200S,ET200SI/O,点数较少，一个站可以安装模块数量大，灵活性好,酿造过滤线就是这种子站,PROFIBUS,通讯,6,、,DP/DP Coupler(,耦合器,),DP/DP Coupler,用于连接两个,Profibus-DP,主站网络，以便在这两个主站网络之间进行数据,通讯。,数据,通讯区最高可以达,244,字节输入和,244,字节的输出,.,PROFIBUS,通讯,6,、,DP/DP Coupler(,耦合器,),DP/DP,Coupler,连接的两个网段,通讯速率可以不同,因此,DP/DP Coupler,非常适用于不同通讯速率的两个,Profibus-DP,主站系统之间的数据通讯,但是对于通讯数据区，网络,1,的输入区必须和网络,2,的输出区完全对应，同样网络,2,的输入区必须和网络,1,的输出区完全对应,否则会造成通讯故障,下图显示了两个网络之间的数据通讯区的对应关系,:,Prifibus,通讯,7,、通过,Profibus-DP,连接智能从站,PROFIBUS,通讯,7,、通过,PROFIBUS-DP,连接智能从站,通讯速率一致！,组态通讯地址,PROFIBUS,通讯,8,、通过,Profibus-DP,连接第三方设备,PROFIBUS-DP,是一种通讯标准，符合其规约的第三方设备也可以加入,PROFIBUS,网络，支持,PROFIBUS-DP,的从站设备都会有,GSD,文件，,GSD,文件是对设备一般性的描述，将此,GSD,文件导入,Step7,软件就可以组态从站的通讯接口。,主要的通讯方式,二,目 录,以太网通讯,MPI,通讯,Prifibus,通讯,32,以太网通讯,PROFIBUS,通讯,现场总线,的出现，对于实现面向设备的自动化系统起到了巨大的推动作用，但现场总线具有成本高、速度低和支持应用有限等缺陷，加上总线通信协议的多样性，使得不同总线产品互连复杂，因而其发展受到了极大的限制。,以太网技术的发展，特别是高速以太网的出现,由于其提高了抗干扰能力，因而进入工业领域成为工业以太网，目前为发展的快速阶段。,以太网通讯,1,、以太网,的通信机制,以太网遵循标准，可以在光缆和双绞线上传输。它最早出现在,1972,年，由,Xerox,、,PARC,所创建。当前以太网采用星型和总线型结构，传输速率为,10Mb/s,，,100 Mb/s,，,1000 Mb/s,或更高。,以太网利用了,CSMA/CD,（带冲突检测的载波监听多路访问）技术。,以太网通讯,2,、以太网,的主要缺陷,非实时性,不确定性,低可靠性,改进措施：改善交换技术、提高以太网速度、采用,IEEE1588,对时机制,。,以太网通讯,SIMATIC NET,工业以太网,德国西门子公司,研发的,SIMATIC NET,工业以太网。它提供了开放的、适用于工业环境下各种控制级别的通信系统，这些通信系统均基于国家和国际标准，符合,ISO/OSI,网络参考模型。,SIMATIC NET,工业以太网主要体系结构是由网络硬件、网络部件、拓扑结构、通行处理器和,SIMATIC NET,软件等部分组成。,以太网通讯,SIMATIC NET,工业以太网基本类型和网络硬件,SIMATIC NET,工业以太网有,2,种类型，分别为,10Mbit/s,工业以太网和,100Mbit/s,工业以太网。它是利用带传输技术，基于利用,CSMA/CD,介质访问方法的单元级和控制级传输网络。在西门子工业以太网中，通常使用的的物理传输介质是屏蔽双绞线（,TP,），工业屏蔽双绞线（,ITP,）以及光纤。,以太网通讯,SIMATIC NET,工业以太网网络部件,SIMATIC,NET,工业以太网网络部件包括工业以太网链路模板,OLM,，,ELM,和工业以太网交换机,OSM/ESM,和,ELS,以及工业以太网链路模块,OMC,。,以太网通讯,SIMATIC NET,工业以太网的拓扑结构,SIMATIC,NET,工业以太网的拓扑结构,包括,（,1,）总线型拓扑结构,；,（,2,）环型拓扑结构,；,（,3,）环网冗余。,SIMATIC NET,工业以太网通信处理器,常用,的,SIMATIC NET,工业以太网通信处理器（,CP,），包括用在,S7 PLC,站上的处理器,CP243-1,系列、,CP343-1,系列、,CP443-1,系列以及用在,PC,上的网卡，并提供,ITP,、,RJ45,及,AUI,等以太网接口。,以太网通讯,多台,S7-300PLC,之间的,IE,通信,采用,3,台,S7315-DP,加,CP343,，通过,建立,S7,连接来说明多台,300PLC,的工业以太网的组网技术。,以太网通讯,网络组建,首先,创建一个新的项目，项目名称为“,COM_ET_3300,”,在,项目内依次插入,3,个,300,站点：“,SIMATIC 300(1)”,、“,SIMATIC 300(2)”,、“,SIMATIC 300(3,)”,对,3,个站点进行组态。,第一,个站：,IP,地址“,”,子网,掩码“,255.255.255.0”,。,第一步：,SIMATIC 300(1),站的硬件组态,以太网通讯,第二步：,SIMATIC 300(2),站的硬件组态,第,2,站：,IP,地址改为“,192.168.10.61”,，子网掩码依然是“,255.255.255.0”,；编译,保存。,第三步：,SIMATIC 300(3),站的硬件组态,第,3,站：,IP,地址改为“,192.168.10.62”,，子网掩码依然是“,255.255.255.0”,；,以太网通讯,以太网通讯,第四步：建立,S7,连接,以太网通讯,第四步：建立,S7,连接,以太网通讯,第五步：编写程序,读取远程,CPU,数据,写入远程,CPU,数据,思考：“,SMATIC 300(2)”,和“,SMATIC 300(3)”,的通信以及“,SMATIC 300(3)”,和“,SMATIC 300(1)”,的通信程序 怎么编写？,以太网通讯,无锡一家企业研发了一款产品,Scanet,，可以直接通过,MPI,接口转成,以太网通讯，不需要任何硬件组态，使用非常方便，可以取代,CP343/CP443.,以太网通讯,S7-300,与,ET200S,的,PROFINET,远程,IO,通信,以太网通讯,要求：,一台,S7315-2PN/DP,通过,PROFINET,总线扩展两台,IM151-3,接口模块实现远程,IO,读写的方法。,扩展的模块硬件上通过,IM151-3,连接了电源模块,PM-E DC24V,、,2,个,2DI,模块、,2,个,2DO,模块、,1,个电压模拟量输入（,2AIU,）模块和一个电压模拟量输出（,2AOU,）模块等。,S7-300,与,ET200S,的,PROFINET,远程,IO,通信,以太网通讯,要求,：,一台,S7315-2PN/DP,通过,PROFINET,总线扩展两台,IM151-3,接口模块实现远程,IO,读写的方法。,扩展的模块硬件上通过,IM151-3,连接了电源模块,PM-E DC24V,、,2,个,2DI,模块、,2,个,2DO,模块、,1,个电压模拟量输入（,2AIU,）模块和一个电压模拟量输出（,2AOU,）模块等。,PROFINET,网络组建,第一步：硬件连接,使用,工业以太网网线连接中心交换机和,IM151-3,模块；,S7315-2PN/DP PLC,和编程,PC,同样也连接到交换机上。,以太网通讯,第二步：网络组态,新建,一个项目，项目名为“,COM_PN_315-2ET200SPN”,，在硬件组态对话框内依次插入机架,0,、,CPU315,2PN/DP,等模块。在插入,CPU,的时候，跳出对话框如图所示。输入,IP,地址“,192.168.10.80”,。,以太网通讯,插入,ET200S,子站,以太网通讯,双击,第,1,个,IM151-3,，在随后出现的对话框内设定设备名称为“,S7315-ET200S-151-3PN-1”,，设备号为,1 IP,地址为“,”,双击,第,2,个,IM151-3,，设定设备名称为“,S7315-ET200S-151-3PN-2,”,设备,号为默认,2,，,IP,地址,为,”,。,设置,IP,地址,以太网通讯,Thanks,