PLC网络通信.pptx

本章内容本章内容 1.工业网络结构工业网络结构2.工业通信网络基础知识工业通信网络基础知识3.S7-200 PLC的网络通信的网络通信4.S7-200 PLC的通信与网络配置的通信与网络配置5.S7-200 PLC的通信指令及应用的通信指令及应用6.通信网络设计注意事项通信网络设计注意事项 6.1 工业网络结构工业网络结构 1.什么是工业网络什么是工业网络n工业网络是在一个企业范围内将信号检测、数据传输、处工业网络是在一个企业范围内将信号检测、数据传输、处理、存储、计算、控制等设备或系统连接在一起，以实现理、存储、计算、控制等设备或系统连接在一起，以实现企业内部的资源共享、信息管理、过程控制、经营决策，企业内部的资源共享、信息管理、过程控制、经营决策，并能够访问企业外部资源和提供有限的外部访问，使得企并能够访问企业外部资源和提供有限的外部访问，使得企业的生产、管理和经营能够高效率地协调运作，从而实行业的生产、管理和经营能够高效率地协调运作，从而实行企业集成管理和控制的一种网络环境。企业集成管理和控制的一种网络环境。2.工业网络结构工业网络结构 6.2 工业通信网络基础知识工业通信网络基础知识 1.数据编码数据编码n为什么要进行数据编码？为什么要进行数据编码？n常用的数据编码常用的数据编码lNRZ(非归零码，需同步时钟）非归零码，需同步时钟）lMANCHESTER（曼切斯特编码，不需同步时钟）（曼切斯特编码，不需同步时钟）2.数据通信方式（传输方向）数据通信方式（传输方向）l单工单工l双工双工l半双工半双工3.数据传输方式数据传输方式l并行通信并行通信l串行通信串行通信l异步传输异步传输l同步传输同步传输4.差错控制差错控制n什么是差错控制？什么是差错控制？n纠错码和检错码纠错码和检错码n常用的检错码常用的检错码l奇偶校验奇偶校验l循环冗余校验循环冗余校验5.传送介质（同轴电缆、双绞线、光缆）传送介质（同轴电缆、双绞线、光缆）6.主要拓扑结构主要拓扑结构n常用的是总线型结构常用的是总线型结构n注意传输速率、距离和信号反射的影响注意传输速率、距离和信号反射的影响7.串行通信接口串行通信接口nRS-232l单端发送、单端接收，所以数据传送速率低，抗干扰能力差，传单端发送、单端接收，所以数据传送速率低，抗干扰能力差，传送波特率（送波特率（bit/s）为）为300、600、1 200、4 800、9 600、19 200等。在通信距离近、传送速率和环境要求不高的场合应用较广泛。等。在通信距离近、传送速率和环境要求不高的场合应用较广泛。nRS-485lRS-485接口采用二线差分平衡传输，有较高的通信速率（波特率接口采用二线差分平衡传输，有较高的通信速率（波特率可达可达10 Mbit/s上）和较强的抑制共模干扰能力。这种接口适合远上）和较强的抑制共模干扰能力。这种接口适合远距离传输，是工业设备的通信中应用最多的一种接口。距离传输，是工业设备的通信中应用最多的一种接口。nRS-422lRS-422与与RS-485的区别在于的区别在于RS-485采用的是半双工传送方式，采用的是半双工传送方式，RS-422采用的是全双工传送方式；采用的是全双工传送方式；RS-422用两对差分信号线，用两对差分信号线，RS-485只用一对差分信号线。只用一对差分信号线。8.通信协议通信协议n基本概念基本概念 通信双方就如何交换信息所建立的一些规定和通信双方就如何交换信息所建立的一些规定和过程过程n种类种类 l通用协议（通用协议（TCP/IP PROFIBUS AS-i Modbus)l公司专用协议公司专用协议(PPI MPI)6.3 S7-200 PLC通信网络概述通信网络概述 1.SIEMENS工业网络结构工业网络结构 2.S7-200 PLC支持的通信协议支持的通信协议n通信协议及几个基本概念通信协议及几个基本概念l通信协议通信协议PPIMPI自由口通信协议自由口通信协议USS协议协议ModbusPROFIBUSAS-i n编程通信编程通信l几种编程通信方式几种编程通信方式lMicro/WIN 缺省的编程通信方式是使用缺省的编程通信方式是使用 PC/PPI 电缆连接电缆连接PC和和PLC进行通信，这也是最常用的编程通信方式。进行通信，这也是最常用的编程通信方式。n数据通信数据通信lS7-200 PLC之间通信之间通信 lS7-200 PLC与与S7-300/400 PLC之间的通信之间的通信 lS7-200 PLC与西门子变频器间的通信与西门子变频器间的通信 lS7-200 PLC与其他上位机软件间的通信与其他上位机软件间的通信lS7-200 PLC与第三方与第三方PLC之间的通信之间的通信 lS7-200 PLC与第三方与第三方HMI之间的通信之间的通信 lS7-200 PLC与第三方变频器之间的通信与第三方变频器之间的通信 lS7-200 PLC与其他串行通信设备之间的通信与其他串行通信设备之间的通信 3.S7-200 PLC的通信接口及网络部件的通信接口及网络部件n通信口通信口lS7-200 CPU上的通信口是符合国际标准上的通信口是符合国际标准IEC61158-3和欧洲标准和欧洲标准EN 50170中中PROFIBUS标准的标准的RS-485兼容兼容9针针D型连接器。型连接器。lS7-200 CPU上的通信口是非隔离型的，最高上的通信口是非隔离型的，最高通信速率通信速率187.5K波特数据通信波特数据通信lS7-200 CPU上的通信口支持的通信协议有：上的通信口支持的通信协议有：PPI协议协议MPI协议：不完全支持，只能作从站协议：不完全支持，只能作从站 自由口模式自由口模式：n网络连接器网络连接器l标准标准9针连接器针连接器带编程口带编程口不带编程口不带编程口n中继器中继器n电缆电缆6.4 S7-200 PLC的通信与网络配置的通信与网络配置 1.PPI通信（通信（Point to Point Interface，PPI）n单主站单主站PPI网络网络n多主站多主站PPI网络网络lPPI协议是一种主从通信协议，在网络中的多个主站之间不能相协议是一种主从通信协议，在网络中的多个主站之间不能相互通信互通信 n复杂复杂PPI网络网络2.自由通信口（自由通信口（Freeport Mode）模式）模式n一个很有特色的功能一个很有特色的功能3.MPI（Multi-Point Interface）nSIEMENS公司公司S7系列产品之间的一种专用通信协议。系列产品之间的一种专用通信协议。MPI协议可以是主协议可以是主/主协议或主主协议或主/从协议，协议如何操作有从协议，协议如何操作有赖于通信设备的类型。赖于通信设备的类型。4.PROFIBUSn什么是什么是PROFIBUS?Process Field Bus 过程现场总线过程现场总线 PROFIBUSDP 适合于以逻辑顺序控制为主的制造业领域适合于以逻辑顺序控制为主的制造业领域 PROFIBUSPA 适合于控制过程复杂、安全性要求严格、以模拟量为主适合于控制过程复杂、安全性要求严格、以模拟量为主的过程控制的过程控制 领域领域nEM277 PROFIBUSDP通信模块通信模块5.AS-in什么是什么是AS-i?Actuator Sensor Interface 执行器传感器接口执行器传感器接口 （最好的、最简单的、成本最低的底层现场总线）（最好的、最简单的、成本最低的底层现场总线）nCP243-2 AS-i模块模块6.工业以太网工业以太网n什么是工业以太网什么是工业以太网?以太网是世界范围内因特网联网的基础。以太网是世界范围内因特网联网的基础。工业以太网，基于以太网技术和工业以太网，基于以太网技术和TCP/IP技术开发出来技术开发出来的一种工业通信网络，广泛应用于工厂的控制级通信，的一种工业通信网络，广泛应用于工厂的控制级通信，以实现以实现PLC与与PLC之间、之间、PLC与与PC之间的通信。之间的通信。nCP243-1和和CP243-1 IT 工业以太网模块工业以太网模块7.ModbusnModbus是是Modicon公司在公司在1979年开发出来的一种通信年开发出来的一种通信协议。它被用于在智能设备间建立主协议。它被用于在智能设备间建立主从或客户端从或客户端服务器方式的通信。服务器方式的通信。nModbus 是一种单主站的主是一种单主站的主/从通信模式。从通信模式。n通过通过 S7-200 CPU 通信口的自由口模式实现通信口的自由口模式实现 Modbus 通通信协议，信协议，S7-200 PLC可使用可使用STEP 7-Micro/WIN提供的提供的Modbus库，使用用户程序模仿一个库，使用用户程序模仿一个Modbus从站。从而从站。从而完成数据通信。完成数据通信。8.电话线通信电话线通信nModem（MOdulator/DEModulator）nEM241 Modem模块模块9.USS协议协议nS7-200 PLC和变频器的连接和变频器的连接l通过数字量（通过数字量（DI/DO）信号控制驱动装置的运行状态和速度；）信号控制驱动装置的运行状态和速度；l通过数字量信号控制驱动装置的运行状态，通过模拟量通过数字量信号控制驱动装置的运行状态，通过模拟量（AI/AO）信号控制转速等参数；）信号控制转速等参数；l通过串行通信控制驱动装置的运行和各种参数通过串行通信控制驱动装置的运行和各种参数。nUSS(Universal Serial Interface)通用串行通信接口通用串行通信接口 l是西门子专为驱动装置开发的通信协议，是西门子专为驱动装置开发的通信协议，USS 因其协议简单、因其协议简单、硬件要求较低，越来越多地用于和控制器（如硬件要求较低，越来越多地用于和控制器（如 PLC）的通信，实）的通信，实现一般水平的通信控制。现一般水平的通信控制。l通过串行通过串行USS总线最多可接总线最多可接30台变频器（从站），然后用一个主台变频器（从站），然后用一个主站（站（PLC）进行控制，包括变频器的启）进行控制，包括变频器的启/停、频率设定、参数修改停、频率设定、参数修改等操作。等操作。lS7200 PLC提供提供USS协议库指令，用户使用这些指令可以方便地协议库指令，用户使用这些指令可以方便地实现对变频器的控制。实现对变频器的控制。10.OPCn什么是什么是OPC技术？技术？lOPC是是OLE for Process Control的缩写，这里的的缩写，这里的OLE（Object Linking and Embedding）是微软的对象链接与嵌入技术，所以）是微软的对象链接与嵌入技术，所以OPC就是应用于过程控制中的对象链接与嵌入技术。它是一套组就是应用于过程控制中的对象链接与嵌入技术。它是一套组件对象模型标准接口，用于在基于件对象模型标准接口，用于在基于Windows操作平台的工业应用操作平台的工业应用程序之间提供高效的信息集成和数据交换功能。程序之间提供高效的信息集成和数据交换功能。n PC Access S7-200 PLC的的OPC Server软件软件11.SINAUT MICRO无线通信无线通信nSINAUT MICRO基于基于S7-200 PLC和和WinCC flexible，是，是一种简单的远程控制系统，它使用移动无线通信一种简单的远程控制系统，它使用移动无线通信（GPRS）方式对分布式工厂进行监视和控制。在传输少）方式对分布式工厂进行监视和控制。在传输少量数据，利用无线技术对远程站点进行监视和控制时，量数据，利用无线技术对远程站点进行监视和控制时，SINAUT MICRO是最好的选择。是最好的选择。n基于基于S7-200的的SINAUT MICRO包含包含MD720-3 GSM/GPRS调制解调器和调制解调器和SINAUT MICRO SC软件包。软件包。6.5 S7-200 PLC的通信指令与应用举例的通信指令与应用举例 1.网络读、网络写指令网络读、网络写指令n用途用途l当当S7-200 PLC被定义为被定义为PPI主站模式时，就可以应用网络读写指主站模式时，就可以应用网络读写指令对另外的令对另外的S7-200 PLC进行读写操作。进行读写操作。n指令指令 n举例举例2.发送与接收指令发送与接收指令n用途用途l用于当用于当S7-200 PLC被定义为自由端口通信模式时，由通信端口被定义为自由端口通信模式时，由通信端口发送或接收数据。发送或接收数据。n指令指令n自由口模式自由口模式lCPU的串行通信口可由用户程序控制，这种操作模式称为自由端的串行通信口可由用户程序控制，这种操作模式称为自由端口模式。口模式。l当选择了自由端口模式时，用户程序可以使用接收中断、发送中当选择了自由端口模式时，用户程序可以使用接收中断、发送中断、发送指令（断、发送指令（XMT）和接收指令（）和接收指令（RCV）来进行通信操作。）来进行通信操作。lSMB30（用于端口（用于端口0）和）和SMB130（如果（如果CPU有两个端口，则用有两个端口，则用于端口于端口1）用于选择波特率、奇偶校验、数据位数和通信协议。）用于选择波特率、奇偶校验、数据位数和通信协议。n数据接收数据接收l使用使用RCV指令指令用用RCV接收指令可以方便地接收一个或多个字节缓冲区的内容，最接收指令可以方便地接收一个或多个字节缓冲区的内容，最多为多为255个字节，个字节，使用许多特殊字节。使用许多特殊字节。l字符中断控制的方式来接收数据字符中断控制的方式来接收数据 n举例举例