第10章 通信,10.1 西门子通信技术简介 10.2 西门子PPI通信 10.3 西门子MPI通信 10.4 PROFIBUS通信 10.5 工业以太网通信,本章讲述的主要内容:,10.1.1 西门子工业通信协议,西门子工业网络包括多种通信协议，它们是PPI通信协议、MPI通信协议、自由通信协议、PROFIBUS通信协议、PROFINET通信协议和ASI通信协议等。,1.PPI通信协议 PPI（Point to Point Interface，点到点通信）是S7-200的基本通信方式，不需要扩展模块，通过内置的RS485串行口（通常也称为PPI口）即可实现。PPI 通信协议是西门子专为S7-200 系列PLC开发的一个通信协议。可通过普通的双绞电缆进行联网。PPI 通信协议的波特率为9.6kbps， 19.2kbps和187.5kbps。,10.1.1 西门子工业通信协议,S7-200系列CPU上集成的编程口同时就是PPI通信接口。利用PPI通信协议进行通信非常简单方便，只用NETR 和NETW两条语句即可进行数据的传递，不需额外再配置模块或软件。在不加中继器的情况下，PPI 通信网络最多可以由31 个S7-200系列PLC，TD200，OP/TP 面板或上位机（插MPI卡）为站点，构成PPI 网。图10-1 为 S7-200通过自己的串口实现PPI通信的例子。,10.1.1 西门子工业通信协议,图10-1 S7-200通过自己的串口实现PPI通信,10.1.1 西门子工业通信协议,2.MPI通信协议 MPI（Multi-Point Interface）是指多点通信，是PPI的扩展。S7-300/400通过MPI通信接口，均可以实现MPI通信。S7-200可以通过内置PPI接口连接到MPI 网络上，与S7-300/400 进行MPI通信，波特率为19.2kbps/187.5kbps。S7-200 CPU 在MPI网络中作为从站，它们彼此间不能直接通信。通过EM277也可以实现MPI通信。图10-2为MPI通信的例子。,10.1.1 西门子工业通信协议,图10-2 MPI通信,10.1.1 西门子工业通信协议,3.自由通信协议 自由通信方式是S7 PLC 的一个很有特色的功能。它使S7-200 PLC 通过PPI口可以与任何通信协议公开的其它设备、控制器进行通信， 即S7-200PLC 可以由用户自己定义通信协议（例如ASCII协议）。波特率最高为38.4kbit/s（可调整）。因此使可通信的范围大大增加，使控制系统配置更加灵活、方便。 任何具有串行接口的外设，例如：打印机或条形码阅读器、变频器、调制解调器（Modem）和上位机等，都可以用自由通信口方式与PLC进行通信，如图10-3所示。自由通信方式也可以用于两个CPU 之间简单的数据交换，用户可通过编程来编制通信协议，用来交换数据（例如：ASCII 码字符）。,10.1.1 西门子工业通信协议,图10-3 S7-200通过自由通信口方式与外设进行通信,10.1.1 西门子工业通信协议,4.PROFIBUS通信 PROFIBUS是西门子的现场总线通信协议，也是IEC61158国际标准中的现场总线标准之一。 PROFIBUS-DP最高传输速率可达12 Mbit/s。PROFIBUS 协议通常用于分布式I/O（远程I/O）的高速通信，可以使用不同厂家的PROFIBUS 设备。这些设备包括普通的输入/ 输出模块、电机控制器和PLC。PROFIBUS 网络通常有一个主站和若干个I/O 从站， 如图10-4所示。 主站设备通过组态可以知道I/O 从站的类型和站号。主站初始化网络使网络上的从站设备与配置相匹配。主站不断地读写从站的数据。当一个DP 主站成功配置了一个DP 从站之后，它就拥有了这个从站设备。如果在网上有第二个主站设备，它对第一个主站的从站的访问将受到限制。,10.1.1 西门子工业通信协议,图10-4 PROFIBUS网络,10.1.1 西门子工业通信协议,5.PROFINET通信 PROFINET是西门子的工业以太网通信协议，也是IEC61158国际标准中的现场总线标准之一。 PROFINET的速率可达100 Mbit/s，以TCP/IP协议与其它设备交换数据。IT模块除了以太网的基本连接外，还永久将 Web 和组态文件保存在IT 文件系统中，还有用于发送 E-mail 的 SMTP 客户机和用于访问IT 文件系统的 FTP 服务器。除了纯粹的文本信息以外，还可传送嵌入的变量。,10.1.1 西门子工业通信协议,图10-5 PROFINET和ASI网络,10.1.1 西门子工业通信协议,6.ASI通信 ASI是指传感器执行器总线，是西门子的工业通信协议的一种。ASI的优势主要在于安装的便捷性。图10-5是PROFINET和ASI网络的连接示意图。,10.1.1 西门子工业通信协议,10.1.2 S7-200/300/400 PLC的通信模块,10.1.2 S7-200/300/400 PLC的通信模块,10.1.2 S7-200/300/400 PLC的通信模块,10.1 西门子通信技术简介 10.2 西门子PPI通信 10.3 西门子MPI通信 10.4 PROFIBUS通信 10.5 工业以太网通信,本章讲述的主要内容:,PPI通信协议是西门子S7-200系列专用通信协议，用于S7-200 PLC、上位机和TD200之间的串行通信。 PPI通信协议是一种特殊的通信协议，其协议本身是不公开的，只有西门子S7-200的设备支持它。但掌握它也很重要，有时S7-200系列的设备之间只能通过PPI协议通信，例如上位机STEP7-Micro/WIN与S7-200 PLC之间的基本通信；有时只要通过一根电缆就可以实现S7-200PLC之间的简单通信，非常适用。,10.2.1 PPI通信协议,由于PPI通信协议不是公开的协议，因此一般现场设备是不支持的，限制了其作为标准现场总线的应用，现在一般认为其主要是用于S7-200 PLC之间、S7-200 PLC与TD200之间以及S7-200 PLC与上位机STEP7-Micro/WIN的简单通信。 STEP7-Micro/WIN与S7-200 PLC之间的PPI通信最重要，当其他下载路径不通时，应采用最基本的PC/PPI电缆，通过PPI协议进行一对一的下载。,10.2.1 PPI通信协议,若使用“PPI高级协议”，每台设备可提供的连接数目有限。表10-4显示由S7-200提供的连接数目。,表10-4 高级PPI下模块的连接,10.2.1 PPI通信协议,10.2.2 S7-200 PLC之间的PPI通信,1. 西门子PPI组态概述 S7-200系列PLC之间的PPI通信，使用PLC中的“网络读取”（NETR）或“网络写入”（NETW）指令来完成，参与通信的PLC需要具备不同的PPI总线地址和相同的波特率。 S7-200系列PLC与上位机STEP7-Micro/WIN之间的PPI通信，只需要在STEP7-Micro/WIN软件中进行设置，就可以建立通信连接。,2. 两个S7-200 PLC与PLC之间的PPI通信 当两个S7-200 PLC通过RS485电缆连接后，再经过组态和程序编写就可以实现两个PLC之间的PPI通信了。组态的过程是分别在两个PLC的系统块中，设置各自进行通信的端口的地址和波特率，地址不能重复，而波特率相同。 S7-200 PLC提供了PPI通信的读写指令：NETR和NETW。读写指令的使用如图10-6所示，通过程序生成一个表，然后将表作为NETR和NETW的参数。,10.2.2 S7-200 PLC之间的PPI通信,10.2.2 S7-200 PLC之间的PPI通信,10.2.2 S7-200 PLC之间的PPI通信,图10-6 S7-200 PLC的PPI通信的NETR和NETW指令的使用,10.2.2 S7-200 PLC之间的PPI通信,STEP7-Micro/WIN提供了“网络读取”（NETR）和“网络写入”（NETW）的指令向导。在STEP7-Micro/WIN中选择菜单“工具/指令向导”，再选择“NETR/NETW”指令，进入指令向导。在指令向导的引导下，完成通信数据的设置，生成网络读写子程序，然后在主程序中以SM0.0为条件，调用该子程序就实现了通信的功能。,10.2.2 S7-200 PLC之间的PPI通信,图10-7 NETR指令向导中网络读取的定义,10.2.2 S7-200 PLC之间的PPI通信,图10-8 NETW指令向导中网络写入的定义,10.2.2 S7-200 PLC之间的PPI通信,例10.1 两个PLC之间的PPI通信 两个PLC的站地址分别设为2和4，波特率设为9.6kbit/s。将2号站设为主站，通信程序全部写在2号站中。使用指令向导，读4号站的VB0，保存在2号站的VB0中，生成的子程序为NET_EXE。 在2号站（主站）的主程序中，调用NET_EXE子程序，实现PPI网络的读写。图10-9中，读取站地址为4的远程PLC的VB0，并将其传送给QB0。在4号站（从站）中，编写如图10-10所示的程序，给VB0赋初值2#0000001，然后每秒循环左移1位。在程序执行后，在主站端可以发现输出端口QB0的指示灯在连续顺序点亮。,10.2.2 S7-200 PLC之间的PPI通信,图10-9 主站调用NET_EXE子程序,10.2.2 S7-200 PLC之间的PPI通信,图10-10 PPI从站的程序,10.2.2 S7-200 PLC之间的PPI通信,3. 多个S7-200 PLC与PLC之间的多主站PPI通信 两个或两个以上的S7-200 PLC之间也可以进行多主站的PPI通信。这时，作为某一个网络操作的主站，也可以作为另外一个网络操作的从站。多主站PPI通信需要首先进行组态，以保证所有站点具有不同的站地址和相同的波特率。在主站中进行通信程序的编写，使用指令向导生成通信子程序，再在主程序中调用通信子程序。,10.2.2 S7-200 PLC之间的PPI通信,例3.2 S7-200 PLC的多主站PPI通信 三个PLC的站地址分别设为2、3和4，波特率设为187.5kbit/s。将2号站和4号站分别设为主站。 在2号站中，使用指令向导，定义其与3号和4号站的之间的网络操作，一共有4个操作，生成的子程序为NET_EXE，在2号站的主程序中调用该子程序。 在4号站中，使用指令向导，定义其与2号站之间的网络操作，一共有2个操作，生成的子程序为NET_EXE，在4号站的主程序中调用该子程序。,10.2.2 S7-200 PLC之间的PPI通信,图10-11 多主站的PPI通信 (书中该图有误，WB改成VB),10.2.2 S7-200 PLC之间的PPI通信,10.1 西门子通信技术简介 10.2 西门子PPI通信 10.3 西门子MPI通信 10.4 PROFIBUS通信 10.5 工业以太网通信,本章讲述的主要内容:,10.3.1 西门子MPI协议概述,MPI是多点接口(Multi Point Interface)的简称，是西门子公司开发的用于PLC之间通信的保密的协议。MPI通信协议没有公开，不能支持一般的现场设备，不是标准的现场总线协议。 在通信速率要求不高、通信数据量不大时，MPI通信是可以采用的一种简单经济的通信方式。MPI通信一般用于在以下设备间进行数据交换：S7-200/300/400PLC、操作面板TP/OP及上位机MPI/PROFIBUS通信卡，如CP5512/CP5611 /CP5613等。,10.3.1 西门子MPI协议概述,MPI通信是一种比较简单的通信方式，MPI