电气控制与电气控制与PLCPLC应用应用（第（第九九章）章）张 明第9章 S7-200可编程控制器的通信与网络 了解通信及网络基础的相关知识 掌握S7系列PLC的网络类型及配置 熟练掌握S7-200网络及应用熟悉自由口模式下PLC与计算机通信会使用USS指令与变频器的通信 学习目标：学习目标：2 教学内容： 9.1 通信及网络基础 9.2 S7系列PLC的网络类型及配置 9.3 S7-200网络及应用 9.4 自由口模式下PLC与计算机通信 9.5 使用USS协议库的S7-200与变频器的通信 第9章 S7-200可编程控制器的通信与网络 39.1 通信及网络基础 在实际工作中，无论是计算机之间还是计算机的CPU与外部设备之间常常要进行数据交换。不同的独立系统由传输线路互相交换数据便是通信，构成整个通信的线路称之为网络。通信的独立系统可以是计算机、PLC或其他有数据通信功能的数字设备，称为DTE（Data Terminal Equipment）。传输线路的介质可以是双绞线、同轴电缆、光纤或无线电波等。返回返回49.1.1 数据通信方式 1. 1. 数据传输方式数据传输方式: :(1)按照传输数据的时空顺序，数据的通信可分为并行通信和串行通信两种： 并行通信：所传送数据的各位同时发送或接收。 串行通信：所传送的数据按顺序一位一位地发送或接收。 59.1.1 数据通信方式 1. 1. 数据传输方式数据传输方式: :(2)串行通信按信息传输格式分为同步通信和异步通信: 异步通信：异步传送也称起止式传送，它是利用起止法来达到收发同步的。 同步传送：同步传送在数据开始处就用同步字符（通常为12个）来指示。 69.1.1 数据通信方式 2. 2. 数据传送方向数据传送方向: : 按串行通信的数据在通信线路进行传送的方向可分为单工、半双工和全双工通信方式三种: 单工通信方式：单工通信就是指数据的传送始终保持同一个方向，而不能进行反向传送。 半双工通信方式：半双工通信就是指信息流可以在两个方向上传送，但同一时刻只限于一个方向传送。全双工通信方式：全双工通信能在两个方向上同时发送和接收。 79.1.1 数据通信方式单工、半双工、全双工示意图广播广播对讲机对讲机电话电话89.1.1 数据通信方式 3. 比特率比特率: :比特率：即数据传送速率，表示每秒钟传送二进制代码的位数，它的单位是bit/s（bps）。假如数据传送速率是120字符/s，而每个字符包含10个代码位（一个起始位、一个终止位、8个数据位）。这时传送的波特率为： 10b/字符120字符/s=1200b/s波特率：即调制速率，指数据信号对载波的调制速率，它用单位时间内载波调制状态改变次数来表示，其单位为波特(Baud)。波特率与比特率的关系为： 比特率=波特率X单个调制状态对应的二进制位数。 99.1.1 数据通信方式 4. 4. 传送介质传送介质: : 目前普遍使用的传送介质有：同轴电缆、双绞线、光缆，其它介质如无线电、红外微波等在PLC网络中应用很少。其中双绞线（带屏蔽）成本低、安装简单；光缆尺寸小、质量轻、传输距离远，但成本高、安装维修需专用仪器。 109.1.1 数据通信方式 u串行通信接口串行通信接口: :RS-232C接 口 ： 1969年 由 美 国 电 子 工 业 协 会EIA（E1ectronic Industries Association）所公布的串行通信接口标准。它采用按位串行的方式 ，单端发送、单端接收。 RS-422接口：传输线采用差动接收和差动发送的方式传送数据，也有较高的通信速率（波特率可达10MB以上）和较强的抗干扰能力。 RS-485接口：是RS-422的变型。区别在于RS-485采用的是半双工传送方式，RS-422采用的是全双工传送方式；RS-422用两对差分信号线，RS-485只用一对差分信号线。 119.1.2 网络概述 u将具有独立功能而又分散在不同地理位置的多台将具有独立功能而又分散在不同地理位置的多台计算机，通过通信设备和通信线路连接起来构成计算机，通过通信设备和通信线路连接起来构成的计算机系统称为计算机网络。的计算机系统称为计算机网络。uPLCPLC与计算机之间或多台与计算机之间或多台PLCPLC之间也可直接或通过之间也可直接或通过通信处理器构成网络，以实现信息交换；各通信处理器构成网络，以实现信息交换；各PLCPLC或或远程远程I/OI/O模块按功能各自放置在生产现场进行分散模块按功能各自放置在生产现场进行分散控制，再用网络连接起来，组成集中管理的分布控制，再用网络连接起来，组成集中管理的分布式网络。式网络。 u互连和通信是网络的核心，网络的拓扑结构、传互连和通信是网络的核心，网络的拓扑结构、传输控制、传输介质和通道利用方式是构成网络的输控制、传输介质和通道利用方式是构成网络的四大要素。四大要素。 返回返回121. 1. 数据通信的网络拓扑结构数据通信的网络拓扑结构: :树形结构：结构中处于较高位置的站点控制位于它下面的那些站点的数据通信。 总线形结构：利用总线把所有节点连接起来，其特点是所有站点共享一个公共通信总线。 星形结构：以中央节点为中心与各个节点连接组成，网络中任何两个节点要进行通讯都由中央控制站点控制并转换。环路结构：以环行网中各节点首尾顺序连接形成。 9.1.2 网络概述 139.1.2 网络概述网络拓扑结构示意图： 树形树形 总线形总线形 星形星形 环形环形图图10-3 10-3 网络拓扑结构网络拓扑结构 149.2 S7系列PLC的网络类型及配置 简单网络：指以个人计算机为主站，一台或多台同型号的PLC为从站，组成简易集散控制系统。在这种系统中，个人计算机充当操作站，实现通信管理、显示、报警、监控、编程及操作等功能，而多台PLC负责控制任务；PLC也可以作为主站，其他多台同型号PLC作为从站，构成主从式网络。 多级复杂网络：现代大型工业企业PLC控制系统中，一般采用多级网络的形式。不同PLC厂家的自动化系统网络结构的层数及各层的功能分布有所差异。 9.2.1 PLC网络类型网络类型 返回返回159.2.2 通信协议 u在在PLC网络中使用的通信协议有网络中使用的通信协议有通用协议通用协议和和公司公司专用协议专用协议两大类两大类 ： 通用协议：在PLC网络的各个层次中，高层子网中一般采用通用协议，如PLC网之间的互连及PLC网与其他局域网的互连，这表明工业网络向标准化和通用化发展的趋势。 公司专用协议：子网内一般采用公司专用协议，尤其是最底层子网，由于传送的是过程数据及控制命令，这种信息较短，但实时性要求高。 返回返回169.2.2 通信协议 uPLC网络常用通信协议：网络常用通信协议： PPI协议：PPI通信协议是西门子专门为S7-200系列PLC开发的一个通信协议。MPI协议：MPI允许主主通信和主从通信，S7-200可以通过通信接口连接到MPI网上，主要应用于S7-300/400 CPU与S7-200通信的网络中。 Profibus协议：Profibus协议通常用于实现分布式I/O设备（远程式I/O）的高速通信。 179.2.2 通信协议 uPLC网络常用通信协议：网络常用通信协议： 用户自定义协议（自由口通信模式）：自由口通信(Freeport Mode)模式是指CUP串行通信口可由用户程序控制，自定义通信协议。 Profibus协 议 ： S7-200 CPU可 以 通 过 EM 277 Profibus-DP扩展模块的方法连接到Profibus-DP协议支持的网络中。 PLC在Profibus 总线中通常担任一类或二类主站，与I/O从站组成主从模式。 TCP/IP协议：通过以太网扩展模块CP243-1和互联网扩展模块CP243-1IT，S7-200将能支持TCP/IP以太网通信。 189.2.3 通信设备 u与与S7-200相关的主要有以下网络设备及自由口通信设备：相关的主要有以下网络设备及自由口通信设备：通信口；S7-200主机带有一或两个串行通信口（RS485）。 网络连接器；RS485或书中P266图9-6。通信电缆；主要有Profibus和PC/PPI电缆（485232）。 网络中继器；是网络的一个节点，但无地址。调制解调器；模数转换，实现远距离通信。Profibus-DP通信模块；EM277工业以太网CP243-l通信处理器；用于连接以太网。工业以太网CP243-2通信处理器；用于连接AS-I从站。EM241 MODEM模块；远程智能模块。 返回返回199.2.4 S7系列PLC产品组建的几种典型网络 uS7S7系列系列PLCPLC常见的通信网络主要有把计算机或编常见的通信网络主要有把计算机或编程器作为主站、把操作面板作为主站和把程器作为主站、把操作面板作为主站和把PLCPLC作作为主站等类型，这几种类型中又可分为：为主站等类型，这几种类型中又可分为：单主站PPI；编程站可以通过PC/PPI电缆或者通信卡（CP）与S7-200可以组成单主站PPI网络进行通信（书中图9-9）。多主站PPI；编程站通过PC/PPI电缆或者通信卡（CP）与S7-200可以组成多主站单从站PPI网络。（书中图9-10）复杂的PPI网络；支持点对点通信（书中图9-11） 。返回返回209.2.4 S7系列PLC产品组建的几种典型网络 单主站PPI；编程站可以通过PC/PPI电缆或者通信卡（CP）与S7-200可以组成单主站PPI网络进行通信。单主站单主站PPI网络网络 219.2.4 S7系列PLC产品组建的几种典型网络 多主站PPI；编程站通过PC/PPI电缆或者通信卡（CP）与S7-200可以组成多主站单从站PPI网络。只带一个从站的多主站只带一个从站的多主站 229.2.4 S7系列PLC产品组建的几种典型网络 多主站PPI；编程站通过PC/PPI电缆或者通信卡（CP）与S7-200可以组成多主站单从站PPI网络。多个从站和多个主站多个从站和多个主站 239.2.4 S7系列PLC产品组建的几种典型网络 复杂的PPI网络。图9-12和图9-13给出了一个点对点通信的有多个从站的多主站网络实例。 点对点通信点对点通信 249.2.4 S7系列PLC产品组建的几种典型网络 复杂的PPI网络。图9-12和图9-13给出了一个点对点通信的有多个从站的多主站网络实例。 HMI设备及点对点通信设备及点对点通信 259.2.5 通信参数的设置 u不同的网络配置其通信参数的设置是不同的，不同的网络配置其通信参数的设置是不同的，要进行通信参数设置，应先运行要进行通信参数设置，应先运行STEP7-Micro/WIN32软件进入软件进入“通讯设定通讯设定”对话框。对话框。可通过单击可通过单击“引导条引导条”中的中的“通讯通讯”图标进入图标进入该对话框。该对话框。u进入进入“设置设置PG/PC接口（接口（Set PG/PC Interface ）”对话框后即可按以下步骤进行安装或删除对话框后即可按以下步骤进行安装或删除通信接口操作通信接口操作。 返回返回269.2.5 通信参数的设置在在计算机桌面：单击计算机桌面：单击STEP7-Micro/WIN 32STEP7-Micro/WIN 32图标图标在在STEP7-Micro/WIN 32 STEP7-Micro/WIN 32 运行时单击运行时单击“通讯通讯”图标，图标，出现出现“通讯通讯”对话框，见下图（图对话框，见下图（图9-199-19）。）。双击双击“通讯设定通讯设定”对话框中右上角的对话框中右上角的PC/PPIPC/PPI电缆图标，出现电缆图标，出现“设设置置PG/PCPG/PC接口（接口（Set PG/PC InterfaceSet PG/PC Interface）对话框。（如图对话框。（如图9-209-20所示）所示） 单击单击“设置设置PG/PCPG/PC接口接口”对话框中的对话框中的“PropertiesProperties”按钮，出现按钮，出现“PC/PPIPC/PPI电缆属性（电缆属性（Properties-PC/PPI Cable Properties-PC/PPI Cable （PPIPPI）”对话对话框框. . “PC/PPIPC/PPI电电缆缆属属性性”对对话话框框的的“PPIPPI”选选项项中中对对本本站站（STEP7-Micro/WINSTEP7-Micro/WIN）地地址址（默默认认设设置置为为0 0，一一般般不不需需改改动动）、通通信信超超时时进进行行设设定定；可可选选择择使使用用PPIPPI高高级级和和多多主主站站网网络络；可可对对网网络络传传输输速速率率、网网络络最最高高站站址址进进行行选选择择。点点击击“本本地地连连接接（Local Local ConnectingConnecting）”选选项项，可可选选择择计计算算机机的的通通信信口口以以及及选选择择是是否否使用调制解调器进行通信。使用调制解调器进行通信。279.2.6 S7-200的参数设置 u设置好通信参数后，也应根据需要为设置好通信参数后，也应根据需要为S7-200进行进行参数设置，主要包括：站地址、波特率、间隔参数设置，主要包括：站地址、波特率、间隔更新系数等参数的设置更新系数等参数的设置(主站或从站主站或从站?)。u下载系统块到下载系统块到S7-200之前，需确认之前，需确认STEP7-Micro/WIN32的通信口的参数与当前的通信口的参数与当前S7-200的参的参数是否匹配，主要看站地址、波特率等参数是数是否匹配，主要看站地址、波特率等参数是否一致，下载成功后，可打开否一致，下载成功后，可打开“通讯设定通讯设定”对对话框并双击该对话框右上角的刷新图标搜寻并话框并双击该对话框右上角的刷新图标搜寻并连接网络上的连接网络上的S7-200。 返回返回289.3 S7-200网络及应用 S7-200之间经常采用PPI协议进行通信。S7-200默认运行模式为从站模式，但在用户应用程序中可将其设置为主站运行模式与其他从站进行通信，在S7-200PLC作为主站时,可用相关网络指令(NETR、 NETW)对其他从站中的数据进行读写。 9.3.1 网络指令及应用网络指令及应用 返回返回299.3 S7-200网络及应用1. 网络指令 NETR：网络读指令，使能输入有效时，指令初始化通信操作，通过通信口PORT从远程设备上接收数据并形成接收缓冲区数据表TBL。指令格式： NETR TBL，PORT NETW：网络写指令，使能输入有效时，指令初始化通信操作，通过通信口PORT将发送缓冲区数据表TBL中的数据发送到远程设备。 指令格式： NETW TBL，PORT图图9-18 9-18 网络指令网络指令309.3 S7-200网络及应用2. 控制寄存器和传输数据表 与网络指令有关的特殊标志寄存器为SMB30和SMB130,具体见附录A。将特殊标志寄存器SMB30和SMBl30的低2位设置为2#10，其他位为0，即SMB30和SMBl30的值为16#02，则可将S7-200设置为PPI主站模式。 S7-200执行网络读写指令时，PPI主站与从站之间的数据以传送数据表的格式传送，数据表的格式如表9-5所示。 传送数据表中的第一个字节为状态字节，各位含义见编程手册。 319.3 S7-200网络及应用3. NETR/NEIW指令应用举例 图9-24给出一简单网络，一条生产线正在灌装黄油桶并将其送到四台包装机中的一台上，打包机把8个黄油桶包装到一个纸箱中。一个分流机控制着黄油桶流向各个打包机。4个CPU221模块用于控制打包机，一个CPU222模块安装TD200操作器接口，被用来控制分流机。表9-7给出了2号站中接收缓冲区（VB200）和发送缓冲区（VB300）中的数据。S7-200使用网络读指令不断读取每个打包机的控制和状态信息。每次某个打包机包装完100箱，分流机会注意到，并用网络写指令发送一条信息清除状态字。323334359.3.2 自由口指令及应用 u自由口模式允许应用程序控制自由口模式允许应用程序控制S7-200的串行通信的串行通信口，口，S7-200处于处于RUN方式时，当选择了自由通信方式时，当选择了自由通信口模式，用户程序通过接收中断、发送中断来发口模式，用户程序通过接收中断、发送中断来发送指令，用户程序通过使用发送指令、接收指令、送指令，用户程序通过使用发送指令、接收指令、发送接收中断指令来控制通信口的操作。发送接收中断指令来控制通信口的操作。 u当当S7-200由由RUN方式转为方式转为STOP方式时，自由口方式时，自由口模式被禁止，通信口自动切换到正常的模式被禁止，通信口自动切换到正常的PPI协议协议操作，只有当操作，只有当S7-200处于处于RUN方式时，才能使用方式时，才能使用自由口模式。自由口模式。 返回返回369.3.2 自由口指令及应用1. 自由口指令 XMT：发送指令，可以将发送数据缓冲区（TBL）中的数据通过指令指定的通信端（PORT）发送出去，发送完成时将产生一个中断事件，数据缓冲区的第一个数据指明了要发送的字节数。 RCV：接收指令，可以通过指令指定的通信端口（PORT）接收信息并存储于接收数据缓冲区（TBL）中，接收完成也将产生一个中断事件，数据缓冲区的第一个数据指明了接收的字节数。图图9-21 9-21 自由口指令自由口指令 379.3.2 自由口指令及应用2. 相关寄存器及标志 （1）PP位：奇偶选择位：奇偶选择（2）D位：有效位数位：有效位数 （3）BBB位：自由口波特率位：自由口波特率 （4）MM位：协议选择位：协议选择 （1）控制寄存器）控制寄存器 SMB30控控制制和和设设置置通通信信端端口口0，如如果果PLC主主机机上上有有通通信信端端口口1，则则用用SMB130来来进进行行控控制制和和设设置置。SMB30和和SMB130的各位及其的含义如下：的各位及其的含义如下：389.3.2 自由口指令及应用（2）特殊标志位及中断特殊标志位及中断 中断：中断： 接收中断：中断事件号为接收中断：中断事件号为8（口（口0）和）和25（口（口1）。）。 发送完成中断：中断事件号为发送完成中断：中断事件号为9（口（口0）和）和26（口（口1）。）。 接收完成中断：中断事件号为接收完成中断：中断事件号为23（口（口0）和）和24（口（口1）。）。 特殊标志位：特殊标志位： SM4.5和和SM4.6：分别用来表示口分别用来表示口0和口和口1发送空闲状态发送空闲状态 399.3.2 自由口指令及应用（3）特殊功能寄存器特殊功能寄存器 接接收收信信息息时时用用到到一一系系列列特特殊殊功功能能存存储储器器。对对端端口口0用用 SMB86到到 SMB94； 对对 端端 口口 1用用 SMB186到到SMB194。各字节及内容描述如下表各字节及内容描述如下表9-9所示。所示。表表9-9 9-9 特殊功能寄存器（特殊功能寄存器（SMB86SMB86SMB94, SMB186SMB94, SMB186SMB194SMB194） 409.3.2 自由口指令及应用3. 用XMT指令发送数据 用XMT指令可以方便地发送1255个字节，如果有一个中断服务程序连接到发送结束事件上，在发送完缓冲区内最后一个字符时，会产生一个发送中断（对端口0为中断事件9，对端口1为中断事件26）。也可以不通过中断执行发送指令，可查询发送完成状态位SM4.5或SM4.6的变化，判断发送是否完成。 如果将字符数设置为0并执行XMT指令，可以产生一个break状态，这个break状态可以在线上持续一段特定的时间，这段特定时间是以当前波特率传输16位数据所需要的时间。发送break的操作与发送其他信息一样，发送break的操作完成时也会产生一个发送中断，SM4.5或SM4.6反映发送操作的当前状态。 419.3.2 自由口指令及应用4. 用RCV指令接收数据 用RCV指令可方便地接收一个或多个字节，最多可达255个字符、如果有一个中断服务程序连接到接收信息完成事件上，在接收完最后一个字符时，会产生一个接收中断（对端口0为中断事件23，对端口1为中断事件24）。和发送指令一样也可以不使用中断，通过查询接收信息状态寄存器SMB86（端口0）或SMB186（端口1）来接收信息。当RCV指令未被激活或已被终止时，它们不为0；当接收正在进行时，它们为0。RCV指令允许用户选择信息的起始和结束条件，使用SMB86至SMB94对端口0进行设置，使用SMB186至SMB194对端口1进行设置。当超限或有校验错误时，接收信息会自动终止。因此必须为接收信息功能操作定义一个起始条件和结束条件（最大字符数）。 429.3.2 自由口指令及应用5. 接收指令起始条件和结束条件 439.3.2 自由口指令及应用6. 用接收字符中断接收数据 为了完全适应对各种通信协议的支持，可以使用字符中断控制的方式来接收数据。每接收一个字符时都会产生中断。在执行连接到接收字符中断事件上的中断程序前，接收到的字符存储在SMB2中，校验状态（如果允许的话）存储在SM3.0中。 SMB2是自由端口接收字符缓冲区。在自由端口模式下，每一个接收到的字符都会被存储在这个单元中，以方便用户程序访问。SMB3用于自由端口模式，并包含一个校验错误标志位。当接收字符的同时检测到校验错误时，该位被置位，该字节的所有其他位保留。 449.3.2 自由口指令及应用7. 自由口协议通信指令应用举例 本程序功能为上位PC机和PLC之间的通信，PLC接收上位PC发送的一串字符，直到收到回车符为止，PLC又将信息发送回PC机。 自由口协议通信指令应用举例的主程序如图9-28所示，本程序实现的功能是接收一个字符串，直到接收到换行字符。接收完成后，信息会发送回发送方。中断0为接收完成中断例行程序，如图9-29所示。中断0实现的功能是如果接收状态显示接收结束字符，则附加一个10毫秒计时器，触发传输并返回。中断1为10ms定时触发发送，如图9-30所示。中断2为发送字符中断事件，如图9-31所示。 459.3.2 自由口指令及应用LD SM0.1 MOVB 16#09, SMB30/在第一个扫描周期，初始化自由口/选择9600波特率，8位数据位，无校验MOVB 16#B0, SMB87/初始化RCV信息控制字，RCV被启用，/检测信息结束字符及空闲线信息条件MOVB 16#0A, SMB89/设定信息结束字符16#0A（换行符）MOVW +5, SMW90/设置空闲线超时为5msMOVB 100, SMB94/设置最大字符为100 1469.3.2 自由口指令及应用ATCH INT_0, 23/连接中断0到接收事件ATCH INT_2, 9/连接中断2到发收事件ENI /允许中断RCV VB100, 0/执行接收指令，接收缓冲区指向VB100 图图9-23 自由口协议通信主程序自由口协议通信主程序 479.3.2 自由口指令及应用图图9-9-24 24 自自由由口口协协议议通通信信中中断断0 0图图9-9-25 25 自自由由口口协协议议通通信信中中断断1 1 LDB= SMB85, 16#20MOVB 10, SMB34ATCH INT_1, 10/连接一个10ms定时触发发送CRETINOTRCV VB100, 0/如果由于任何其它原因接收完成，启动一/个新的接收LD SM0.0DTCH 10 /分离计时器中断XMT VB100, 0/在端口0向用户回送信息 489.3.2 自由口指令及应用LD SM0.0RCV VB100, 0 /允许另一个接收图图9-26 9-26 自由口协议通信中断自由口协议通信中断2 2 499.4 自由口模式下PLC与计算机的通信 1. PLC通信程序的创建 自由口模式允许PLC应用程序控制S7-200 CPU的通信口，您可以在自由口模式下使用用户定义的通信协议来实现与多种类型的智能设备的通信，自由口模式支持ASCII和二进制协议。要使能自由口模式，需要使用特殊存储器字节SMB30（端口0）和SMB130（端口1）。 9.4.1 自由口模式下自由口模式下PLCPLC串行通信编程要点串行通信编程要点 返回返回50应用程序中使用以下步骤控制通信口的操作：发送指令（XMT）和发送完成中断：发送指令允许S7-200的通信口上发送最多255个字节。发送中断通知程序发送完成；接收字符中断：接收字符中断通知程序通信口上接收到了一个字符，应用程序就可以根据所用的协议对该字符进行相关的操作；接收指令（RCV）和接收完成中断：接收指令从通信口接收整条信息。当接收完成后产生中断通知应用程序。 9.4.1 自由口模式下自由口模式下PLCPLC串行通信编程要点串行通信编程要点 51采用发送指令（XMT）和接收字符中断事件进行双机或多机主从式通信实现原理 ： 选中一台PLC作为主机，负责通信的管理工作； 从机只有接收到来自主机的控制信息后才被动地响应主机的请求，中断接收事件8是从通信端口上读到信息时产生的接收中断，由此可在定义的中断事件8的中断程序中将已收到的信息从SMB2中读出； 在需要以一个固定的时间间隔来进行工作处理时，可采样软件定时中断（事件10和事件11）。 9.4.1 自由口模式下自由口模式下PLCPLC串行通信编程要点串行通信编程要点 529.4 自由口模式下PLC与计算机的通信 2. 计算机通信程序的设计与实现 随着工业PC机的推出，个人计算机在工业现场运行的可靠性问题已得到解决。因此在各类测控设备中实现PLC和PC机之间的串行通信有着重大的意义。这样一方面有助于将个人计算机开发成简易工作站或者工作终端，实现集中显示、集中报警功能；另一方面也可把个人计算机开发成PLC编程终端，通过编程器接口接入PLC网络，进行编程、调试及监控，并最终达到PLC测控设备结构简单、运行可靠、维护容易、便于二次开发的技术特点。9.4.1 自由口模式下自由口模式下PLCPLC串行通信编程要点串行通信编程要点 返回返回53S7-200系列PLC与计算机之间的通信可以用以下几种方法实现 ： 使用STEP7-Micro/WIN软件，在PPI工作模式下实现，计算机作为通信中的主站，PLC作为从站，不需要编程。此方法简单易用，但上位机状态监控不够直观；使用工控组态软件实现，如西门子的WINCC、组态王等。可以实现复杂的状态监控，但设计时间较长、成本较高；使用自由口模式，实现PLC与计算机的灵活通信。通常所使用的计算机语言有VC、VB、Delphi等。 9.4.1 自由口模式下自由口模式下PLCPLC串行通信编程要点串行通信编程要点 549.4 自由口模式下PLC与计算机的通信 3. PLC与计算机通信的方法实现 计算机与PLC通信时，为了避免通信中的各方争用通信线，一般采用主从工作方式，只有主机才有权主动发送请求报文，从机收到请求报文后返回响应报文。具体实现方法如下：采用发送指令（XMT）和接收字符中断事件进行主从式通信。 采用发送指令（XMT）和接收指令（RCV）进行主从式通信。 9.4.1 自由口模式下自由口模式下PLCPLC串行通信编程要点串行通信编程要点 返回返回559.4 自由口模式下PLC与计算机的通信 应用实例1-宾馆供水供电控制系统:控制要求 控制算法的实现 PLC系统配置 PLC控制程序设计上位机监控程序设计 9.4.2 自由口模式下自由口模式下PLC与计算机通信应用实例与计算机通信应用实例 返回返回569.4 自由口模式下PLC与计算机的通信 应用实例2-皮带自动运料控制系统设计:控制要求 控制算法的实现 PLC系统配置 PLC控制程序设计上位机监控程序设计 9.4.2 自由口模式下自由口模式下PLC与计算机通信应用实例与计算机通信应用实例 返回返回579.5 使用USS协议库的S7-200与变频器的通信 USS 协议（Universal Serial Interface Protocol 通用串行接口协议）是SIEMENS 公司所有传动产品的通用通信协议，它是一种基于串行总线进行数据通信的协议。USS协议是主-从结构的协议，规定了在USS 总线上可以有一个主站和最多31个从站。 9.5.1 USS通信协议简介通信协议简介 返回返回58USS协议库的功能 使用USS指令的要求 计算与变频器通信的时间 使用USS指令应遵循的步骤 USS协议指令:包括初始化指令USS-INIT 、变频器控制指令USS_CTRL 、读取变频器参数指令USS_RPM_x、改写变频器参数指令USS_WPM_x 等。9.5.1 USS通信协议简介通信协议简介 591. USS通信协议说明 USS 协议是以字符信息为基本单元的协议，自由口通信功能也是以ASCII码的形式来发送接收信息的。利用CPU 22X的RS-485串行口的通信功能，由用户程序完成USS协议功能，可实现与SIEMENS传动装置简单而可靠的通信连接。用户可以在主站与多个从站系统之间建立串行总线连接，一个总线上可以连接一个主站和31个从站，主站通过帧中的地址标志选择每个从站。USS协议的波特率最高可达187. 5 kb/s，通信字符格式为1个起始位、8个数据位、1个停止位和1个偶校验位。数据报文最大长度为256个字节，包括3字节的头部、1字节的校验码和主数据块。9.5.2 USSUSS通信协议应用要点通信协议应用要点 602. USS通信协议编程要点 USS 点对点通信的编程要点 USS 多点通信的编程要点 9.5.2 USSUSS通信协议应用要点通信协议应用要点 613. USS通信程序设计 PLC通信程序采用子程序方式编制，主控程序对变频器的控制通过调用发送命令子程序完成，数据接收由后台中断程序完成。发送命令子程序将变频器目标速度值和命令参数加工为USS协议格式，发送给变频器。当变频器回传响应报文时，激活PLC后台中断程序接收变频器的状态值和当前速度值，存入接收缓冲区 。按照采样时间间隔，主程序轮询与各变频器之间通信，根据发送标志和接收完成标志，检查变频器接收缓冲区内容，进行相应的处理。 9.5.2 USSUSS通信协议应用要点通信协议应用要点 62第九章习题与思考题 u试述并行通信的通信过程。试述并行通信的通信过程。u试述串行通信的通信过程。试述串行通信的通信过程。u什么是异步通信？什么是同步通信？什么是异步通信？什么是同步通信？u全双工通信方式是怎样进行通信的？全双工通信方式是怎样进行通信的？u半双工通信和全双工通信有什么区别？半双工通信和全双工通信有什么区别？u网网络络拓拓扑扑结结构构有有哪哪几几类类？在在可可编编程程序序控控制制器器的的通通信中主要采用哪几种拓扑结构？信中主要采用哪几种拓扑结构？u行行异异步步通通讯讯中中，数数据据的的传传输输速速率率为为每每秒秒传传送送960字字符符，一一个个传传送送字字符符由由7位位有有效效位位，1位位起起始始位位，1位终止位和位终止位和1位奇校验位构成。求波特率。位奇校验位构成。求波特率。返回返回63