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)絡進行通信。 ........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。點對點接口,是一個主/從協(xié)議。主站向從站發(fā)送申請,從站進行響應,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。但當主站發(fā)出申請或查
2、詢時,從站對其響應。主站可以是其他CPU主機(如S7-300等)、編程器或TD200文本顯示器。網(wǎng)絡中的所有S7-200都默認為從站。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,此時可以利用相關的通信指令來讀寫其他主機,同時它還可以作為從站來響應其他主站的申請或查詢。 ........主站靠一個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從站通訊的主站數(shù)量,但是在一個網(wǎng)絡中,主站的個數(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)絡讀寫指令來讀
3、寫另外一個S7--200。當S7--200作PPI主站時,它仍然可以作為從站響應其它主站的請求。 ........PPI高級允許網(wǎng)絡設備建立一個設備與設備之間的邏輯連接。對于PPI高級,每個設備的連接個數(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進行編程通信也通過PPI協(xié)議。S7-200 CPU的PPI網(wǎng)絡通信是建立
4、在RS-485網(wǎng)絡的硬件基礎上,因此其連接屬性和需要的網(wǎng)絡硬件設備是與其他RS-485網(wǎng)絡一致的。S7-200 CPU之間的PPI網(wǎng)絡通信只需要兩條簡單的指令,它們是網(wǎng)絡讀(NetR)和網(wǎng)絡寫(NetW)指令。在網(wǎng)絡讀寫通信中,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)(取用或準備數(shù)據(jù))。PPI網(wǎng)絡上的所有站點都應當有各自不同的網(wǎng)絡地址。否則通信不會正常進行。 ........可以用兩種方法編程實現(xiàn)PPI網(wǎng)絡讀寫通信:1.使用NetR/NetW指令,編程實現(xiàn);2.使用Micro/WIN中的Instruction Wizard(指令向導)中的NETR/NETW向導。
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中繼器可以最遠達到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現(xiàn)的通訊,只要編程設置主站通訊端口的工作模式,然后就可以用網(wǎng)絡讀寫指令(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多點通信的接口,是一種適用于少數(shù)站點間通信的網(wǎng)絡,多用于連接上位機和少量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,以及與上位機網(wǎng)卡的編程口(MPI/DP口)通過PROFIBUS或MPI電纜連接即可實現(xiàn)。網(wǎng)絡中當然也可以不包括PC機而只包括PLC。 ........MPI允許主--主通訊和主--從通訊。每個S7-200CPU通信口的連接數(shù)為4個。與一個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)絡設備通過任意兩個設備之間的連接通訊(由MPI協(xié)議管理)。設備之間通訊連接的個數(shù)受S7--200 CPU或者
7、EM277模塊所支持的連接個數(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)絡上最多可以有32個站,一個網(wǎng)段的最長通信距離為50米(通信波特率為187.5Kbit/s時),更長的通信距離可以通過R
8、S-485中繼器擴展——使用中繼器則可達到1000M,最多使用10個中繼器達到9100M。速率從19.2~12M。 ........MPI協(xié)議不能與一個作為PPI主站的S7-200CPU通信,即S7-300或S7-400與S7-200通信時必須保證這個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)絡連接器。S7-200CPU的通信口最低通信速率可設為19.2K,最高187.5K。 ........注:CP5613不能通過MPI方式與S7-200 CPU通信口進行編程通信。 ........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個字節(jié)。S7200 CPU中不需要編寫任何與通信有關的程序,只需要將要交換的數(shù)據(jù)整理到一個連續(xù)的V 存儲區(qū)當中即可。 ........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(NET)”目錄中下載《S7-200與S7-300之間的通信》。 PROFIBUS協(xié)議: ........該協(xié)議是標準協(xié)議,公開。PROFIBUS是Process Field Bus的簡稱。PROFIBUS由相互兼容的三個部分組成,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,過程自動化)。 ........PROFIBUS-FMS:用于車間級通用的控制及通訊任務,是一個令牌環(huán)結構、實時多主網(wǎng)絡。 ........PROFIBUS DP:是一種高速且優(yōu)化的通訊方案,主要用于實現(xiàn)現(xiàn)場級控制系統(tǒng)與分布式I/O及其他現(xiàn)場級設備之間的通訊。 ........PROFIBUS-PA:專為過程自動化而設計,符合本征安全規(guī)范,適用于在防爆區(qū)的應用。 ........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)議通常用于實現(xiàn)與分布式I/
12、O(遠程I/O)的高速通訊??梢允褂貌煌瑥S家的PROFIBUS設備。這些設備包括簡單的輸入或輸出模塊、電機控制器和PLC。PROFIBUS網(wǎng)絡通常有一個主站和若干個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。主站初始化網(wǎng)絡使網(wǎng)絡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)。當一個DP主站成功配置了一個DP從站之后,它就擁有了這個從站器件。如果在網(wǎng)上有第二個主站器件,那么它對第一個主站的從站的訪問將會受到限制。 ........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、進行讀/寫數(shù)據(jù)。作為S7-200的擴展模塊,EM277像其它I/O擴展模塊一樣,通過出廠時就帶有的I/O總線與CPU相連。因M277只能作為從站,所以兩個EM277之間不能通信。但可以由一臺PC機作為主站,訪問幾個連網(wǎng)的EM277。通過EM277模塊進行的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,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。在S7-200 CPU中不用做任何關于PROFIBUS-DP的配置和編程工作,只需對數(shù)據(jù)進行處理。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,數(shù)據(jù)的各個部分不會割裂開來傳輸,是保證同時更新的。即字節(jié)一致性保證字節(jié)作為整個單元傳送。字一致性保證組成字的兩個字節(jié)總是一起傳送。緩沖區(qū)一致性保證數(shù)據(jù)的整個緩沖區(qū)作為一個獨立單元一起傳送。如果數(shù)據(jù)值是雙字或浮點數(shù)以及當一組值都與一種計算或項目有關時,也需要采用緩沖區(qū)一致性。 ........EM277作為一個特殊的PROFIBUS-DP從站模塊,其相關參數(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(NET)”目錄中下載《S7-200與S7-300之間的通信》。 ........EM277模塊同時支持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實際上是通信端口的擴展,這種擴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),每個智能模塊在S7-200 CPU中都有對應的特殊存儲單元(SM)。EM277在工作時的狀態(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)擴展模塊(CP243--1)或互聯(lián)網(wǎng)擴展模塊(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)及信息技術通訊處理器手冊。 AS Interface(Acturator Sensor Interface,簡稱AS I): ........該協(xié)議是標準協(xié)議,公開。 ........在控制的最底層, 傳感器、接觸器、電機啟動器、指示燈和按鈕等要傳送二進制的大量信息, 必須首先在它們之間建立通訊。AS I 是一個傳感器、執(zhí)行器接口的技術, 用于自動化控制層的最底層, 用簡單經(jīng)濟的方式將二進制的數(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, 單獨或與P
18、LC , IPC 一起獨立就地運行; 或與上層現(xiàn)場總線相連, 作為現(xiàn)場總線的一個分支, 應用于網(wǎng)絡系統(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,它屬于現(xiàn)場總線(Fieldbus)下面底層的監(jiān)控網(wǎng)絡系統(tǒng)。 ........一個AS-i總線系統(tǒng)通過它主站中的網(wǎng)關可以和多種現(xiàn)場總線(如FF、Profibus、CANbus)相連接。AS-i主站可以作為上層現(xiàn)場總線的一個節(jié)點服務器,在它的下面又可以掛接一批AS-i
19、從站。AS-i總線主要運用于具有開關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以及溫度、壓力、流量、液位開關等。 ........執(zhí)行器可以是各種開關閥門,電/氣轉換器以及聲、光報警器,也可以是繼電器、接觸器、按鈕等低壓開關電器。當然AS-i總線也可以連接模擬量設備,只是模擬信號的傳輸要占據(jù)多個傳輸周期。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外,同時還提供工作電源。 AS-i總線技術特點 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并行和樹型結構的優(yōu)缺點以及開關量技術特點后發(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,能很方便地將傳感器/執(zhí)行器連接到AS-i網(wǎng)絡上。 2、應用十分簡便 ........AS-i總線是一個主從系統(tǒng),主站和所有的從站可雙向交換信息,當主站與上層現(xiàn)場總線進行通信時,主站擔當了AS-i和上層網(wǎng)絡信息交換的出入口,因AS-i主要傳輸?shù)氖情_關量,所以它的數(shù)據(jù)結構比較簡單,用戶僅需關心數(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。因為報文較短,如若在有一個主站和31個從站的系統(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個從站輪流訪問一遍。 4、功能可靠 ........在AS-i總線不同的應用情況下,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,必須進行錯誤檢驗,此方法十分有效,出錯誤后信息可以重發(fā)。另外如系統(tǒng)部件出現(xiàn)故障時主站會很快檢測到故障信息,并自動與發(fā)生故障的從站切斷通信聯(lián)系,通知操作人員故障地址,以便及時進行維修。主站還具備網(wǎng)絡運行監(jiān)視功能,在任何時刻用戶都能得到系統(tǒng)中所有從站當前運行狀態(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并行方式樹形結構相比,可節(jié)省大量的連接導線和安裝費用。若用戶因生產(chǎn)流程變化需要擴展系統(tǒng)、改變控制動作,或在運行中出現(xiàn)故障,則AS-i總線系統(tǒng)具有的快速安裝、故障診斷、自動測試、預防性維護、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)中均有詳細的定義和技術要求,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,機電一體化接口EMS,功能模塊與I/O標準接口等。所有廠商的產(chǎn)品均通過AS-i協(xié)會指定機構的標準測
23、試和程序認證,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,諸多科研機構和AS-i協(xié)會也加入到這個隊伍中來,由此形成了一個世界性的組織——AS-i國際協(xié)會,這個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行數(shù)據(jù)通訊的協(xié)議。比較詳細的介紹,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Micr.master驅動。 Modbus協(xié)議: ........該協(xié)議是標準協(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(例如以太網(wǎng))和其它設備之間可以進行通信。它的開放性,可擴充性和標準化使它成為一個通用工業(yè)標準。有了它,不同廠商生產(chǎn)的控制設備可以簡單可靠地連成工業(yè)網(wǎng)絡,進行系統(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識和使用的消息
25、結構,而不管它們是經(jīng)過何種網(wǎng)絡進行通信的。標準的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,信號電平,波特率,奇偶校驗等信息,ModBus的ASCII,RTU協(xié)議則在此基礎上規(guī)定了消息,數(shù)據(jù)的結構,命令和應答的方式。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端以響應請求;Master端也可以直接發(fā)消息修改Slave端的數(shù)據(jù),實現(xiàn)雙向讀寫。 ........ModBus可以應用在支持ModBus協(xié)議的PLC和PLC之間,PLC和個人計
26、算機之間,計算機和計算機之間,遠程PLC和計算機之間以及遠程計算機之間(通過Modem連接),可見ModBus的應用是相當廣泛的。由于ModBus是一個事實上的工業(yè)標準,許多廠家的PLC,HMI,組態(tài)軟件都支持ModBus,而且ModBus是一個開放標準,其協(xié)議內(nèi)容可以免費獲得,一些小型廠商甚至個人都可根據(jù)協(xié)議標準開發(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)絡中。因此,ModBus有著廣泛的應用基礎。在實際應用中,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接口設備進行通訊,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。當處于自由口模式時,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有兩個端口的話)被用于選擇波特率和校驗類型。
28、 ........當S7--200處于STOP模式時,自由口模式被禁止,重新建立正常的通訊(例如:編程設備的訪問)。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、稱重計和焊機的連接。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通訊的設備所使用的協(xié)議。 ........只有當S7--200處于RUN模式時,才能進行自由口通訊。要使能自由口模式,應該在SMB30(端口0)或者SMB130(端口1)的協(xié)議選擇區(qū)中設置01。處于自由口通訊模式時,不能與編程設備通訊。 ........自由口通信更詳細的描述,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PPI通信進行說明——以2臺S7-200通信為例,做一個實例。 deshengwu 積分:20369 帖子:326 注冊:03-06-15 ??[個人博客]???? [個人播客] ??[加為好友]???? [發(fā)送消息] 設備配置:1臺S7-200 CPU 226CN的PLC(中國制造)、1臺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個黑色的Profibus-DP接頭。如果需要在PLC通信時對所有在線的PLC進行監(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接頭在整個網(wǎng)絡中只需要一個就可以了。這樣,也就可以在某一臺PLC處對在網(wǎng)的其它PLC進行編程/監(jiān)控。 引腳分配: ........S7--200 CPU上的通
31、訊端口是符合歐洲標準EN 50170中PROFIBUS標準的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)絡電纜的偏壓電阻和終端電阻 ........為了能夠把多個設備很容易地連接到網(wǎng)絡中,西門子公司提供兩種網(wǎng)絡連接器:一種標準網(wǎng)絡連接器(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)絡連接的情況下,再連接一個編程站或者一個HMI設備到網(wǎng)絡中。帶編程接口的連接器將S7--200的所有信號(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)絡偏置和終端匹配的選擇開關。典型的網(wǎng)絡連接器偏置和終端如圖所示: ........處于中間節(jié)點的從站在不工作時可以斷電。 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,接線的時候,要把屏蔽層接好,不能和里面的電線接觸到,要分清楚進去的和出去的線分別是哪個,假如是一串的,就是一根總線下去,中間不斷地接入分站,這個是很常用的方法,在總線的兩頭的兩個接頭,線都要接在進
33、去的那個孔里,不能是出的那個孔,然后這兩個兩頭的接頭,要把它們的開關置為ON狀態(tài),這時候就只有進去的那個接線是通的,而出去的那個接線是斷的,其余中間的接頭,都置為OFF,它們的進出兩個接線都是通的(我覺得德國人真的是和我們的思維不同,我覺得應該是OFF表示關閉吧,他偏設置ON為關閉,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,看這個線是不是通的。假如你這根線上只有一個接頭,你量它的收發(fā)兩個針上面的電阻值,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檢查了。第一個單獨接線的接口,是ON狀態(tài),然后你把鄰近的第一個接口的開關也置為ON
34、,那么這個接口以后的部分就斷了(出口的線已經(jīng)被關掉了啊~)現(xiàn)在測最邊上,就是單線接的那個接口,之后的東西一直都是測這個接口,測它的收發(fā)兩個針,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改動為ON的接口改回到OFF,然后是下一個接口改為ON,。。。。。。就這么測下去,哪個的電阻不是110歐姆了,就是那一段的線路出問題了。 ........PROFIBUS網(wǎng)絡電纜(西門子產(chǎn)品號:6XV1 830-0EH10),波特率為100Kbps以下時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信號負(對應Profibus接頭的A1)、
35、紅色接RS485信號正(對應Profibus接頭的B1)。當然,統(tǒng)一反著接也可以——綠色接RS485信號正(對應Profibus接頭的B1)、紅色接RS485信號負(對應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)。 ●能夠對應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。 ●護套的顏色以紫色(RAL001)為
36、標準色。 ........德國LAPP UNITRONICO BUS L2/FIP:實心裸銅絲導體,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外護套,阻燃,符合VDE 0472第804部份,B類試驗(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。 ........為了保證信號的穩(wěn)定要在DP網(wǎng)絡的兩端接電阻,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, 在實際中,我們可能因為使用情況不同(臨時使用、實驗使用、同一個電控柜內(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PLC就買多少個D型9針公頭,然后買需要長度的Profibus電纜(實在沒有,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。接線的時候注意點,不要接錯了。 ........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。屏蔽層接到每臺設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。因為PROFIBUS的連接電纜通常采用TYPE A標準,其中的電纜阻抗值最大
40、為165歐,390/220/390的等效電阻是170,是為了實現(xiàn)阻抗匹配。當沒有通訊進行時,終端電阻可以保證信號線間的電壓差。通常加載在終端的電壓為5V,390/220/390使得兩信號線點的電壓值分別為1.95和3.05V,是理想的靜態(tài)電壓(差分)。 ........官方的PROFIBUS接頭有進線和出線2個口,采用官方的PROFIBUS接頭接線時需要注意:“首站”和“末站”都接進線。 ........其實“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D型9孔母頭,與其中一臺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D型9孔母頭。這樣,電腦就可以監(jiān)控那臺PLC了。同時,因為同時也連接到了網(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PLC而監(jiān)控不到在網(wǎng)的其它PLC————例如,1臺PLC采用端口PORT1與其他PLC進
42、行通信,而編程電纜連接到了這臺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。因為,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)那個通信口上監(jiān)控,只能看到1臺PLC: 采用了帶編程口的通信線,PLC插在聯(lián)網(wǎng)那個通信口上監(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PLC,需要打開相應的PLC程序,然后搜索出所有的PLC,再把光標置于相應的PLC上,點擊“確定”。然后可以下載和監(jiān)控那臺PLC: 如
43、果電腦上當前PLC程序和“通信”的當前地址的PLC的程序不同,是無法監(jiān)控該PLC的。 如果電腦上當前PLC程序“系統(tǒng)塊”中的地址和“通信”的當前地址不同,那么將無法下載: 下面就來做一個實例:1臺CPU 226CN 作為主站,1臺CPU 224XP作為從站,要把CPU 224XP的輸入點數(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。當然,這個連接口可以隨意組合,不過,根據(jù)不同的情況,可能會影響到程序的編制——如果同一臺PLC的2個編程口的地址不同(要連接
44、多個通信設備或不同的用途,就需要把2個通信口設置為不同的地址),那么就可能會影響到程序的編制。 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的默認地址為2,這個我們要修改;因為該系統(tǒng)中沒有其它設備,例如人機界面/觸摸屏,這里就把CPU 226CN的PROT0口的地址設為1,把CPU 226CN的PROT1口的地址設為2,把CPU 224XP的PROT0口的地址設為3,把CPU 224XP的PROT1口的地址設為4。 ........當然,每個PLC的2個端口可以設置為相同的地址,這樣的好處是:當一個通信口壞掉時,可以插到另外一
45、個通信口,而不用更改主站PLC的程序。 ........把每個PLC的2個端口設置為不相同的地址,筆者認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:當一個通信口壞掉時,插到另外一個通信口,需要更改與這臺PLC通信的主站PLC的程序。不過這個例子中筆者這樣分配地址,是做個實驗而已。 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口的地址設為3,把CPU 224XP的PROT1口的地址設為4并下載系統(tǒng)塊就可以了。這個步驟就不贅述了,地址設置方法請參閱對CPU 226CN的設置。 ......
46、..下面是對主站CPU 226CN進行編程和系統(tǒng)塊地址設置的步驟。該例中,采用PPI協(xié)議進行通信(比自由口通信要簡單得多),而且采用指令向導來編程(比直接設置特殊存儲器SMB、調(diào)用NETR和NETW指令要簡單得多)。 ........點“設置PG/PC接口”,選中“PC/PPI Cable(PPI)”,點“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。點擊“確定”——“確定”。 ........把編程電纜插到每個PLC,對每個PLC設置指定的地址和設置統(tǒng)一的波特率——如果電纜質(zhì)
47、量不好,非原裝電纜,波特率設置不要過高。先點“通信”,然后雙擊“雙擊刷新”。搜索到PLC地址后,設置好當前PLC地址。然后修改系統(tǒng)塊中的PLC端口,按照預設的地址進行修改。最后下載系統(tǒng)塊,把PLC相應端口設置為預設的地址。這個操作比較簡單,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”: 把光標移動到要監(jiān)控/下載的PLC上面。如果要編226CN主站,移到地址2,如上圖。 點擊“工具”——“指令向導”,選擇“NETR/NETW”,點擊“下一步”: 選擇需要配置的操作數(shù)量(這個例子為1),點擊“下一
48、步”: 選擇主站的通信口(本例為端口1),點擊“下一步”: 選擇讀還是寫(本例為讀),選擇讀幾個數(shù)據(jù)(本例讀2個數(shù)據(jù),IB0-IB1;對于226CN的輸入,應當讀3個數(shù)據(jù),IB0-IB2,共24個輸入),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)存儲在本地 PLC 中的位置。有效操作數(shù):VB、IB、QB、MB、LB。 - 從遠程 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)存儲在本地 PLC 中的位置。有效操作數(shù):VB、IB、QB、MB、LB。 - 向遠程 PLC 寫入數(shù)據(jù)的位置。有效操作數(shù):VB、IB、QB、MB、LB。 點擊“下一步”: 至此,向導完成。 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: 只有錯誤輸出為0,通信才是成功的(網(wǎng)絡讀寫成功),如下圖: 通信成功以后,重站PLC的輸入就被讀取到主站的VB存儲器中了:
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