西門子PLC代理商可編程控制器

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PLC網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的選擇

S7-200系列PLC可支持多種通信協(xié)議，如點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(Point-to-Point)協(xié)議(PPI)、多點(diǎn)協(xié)議(MPI)及PROFIBUS協(xié)議。這些協(xié)議的結(jié)構(gòu)模型都是基于開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型(OSI)的7層通信結(jié)構(gòu)。PPI協(xié)議和MPI協(xié)議通過令牌環(huán)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)，令牌環(huán)網(wǎng)遵守歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50170中的過程現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS標(biāo)準(zhǔn)。基于通信結(jié)構(gòu)的“開放系統(tǒng)互聯(lián)”(OSI)7層模型，這些協(xié)議用于令牌環(huán)網(wǎng)，該網(wǎng)絡(luò)符合歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50170所定義的PROFIBUS標(biāo)準(zhǔn)。這些協(xié)議是異步、基于字符的協(xié)議，具有一個(gè)起始位、8個(gè)數(shù)據(jù)位、一個(gè)偶數(shù)校驗(yàn)位和一個(gè)停止位。通信幀包括:特殊的啟動(dòng)與停止字符、源站地址與目標(biāo)站地址、幀長(zhǎng)度以及數(shù)據(jù)完整性的檢驗(yàn)。只要每個(gè)協(xié)議的波特率相同，可同時(shí)在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行，不會(huì)相互干擾。

??除了上述3種協(xié)議外，通過S7-200的自由通信口和相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)通信指令，可以將S7-200CPU連接到ModBus網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng)絡(luò)

??以太網(wǎng)也可用于具有擴(kuò)充模塊CP243-1和CP243-1IT的S7-200CPU。

??1.PPI協(xié)議

??PPI協(xié)議是一種主從設(shè)備協(xié)議:主設(shè)備給從屬裝置發(fā)送請(qǐng)求，從屬裝置進(jìn)行響應(yīng)。如圖6-24所示。從屬裝置不發(fā)出信息，而是一直等到主設(shè)備發(fā)送請(qǐng)求或輪詢時(shí)才做出響應(yīng)。

??主設(shè)備與從屬裝置的通信通過PPI協(xié)議管理的共享連接來進(jìn)行。PPI協(xié)議不限制與任何一個(gè)從屬裝置進(jìn)行通信的主設(shè)備的數(shù)目，但網(wǎng)絡(luò)上Zui多可安裝32個(gè)主設(shè)備。

??如果在用戶程序中使用PPI主設(shè)備模式，則S7-200CPU在處于RUN模式時(shí)可用作主設(shè)備。使用PPI主設(shè)備模式之后，可使用網(wǎng)絡(luò)讀取或網(wǎng)絡(luò)輸入指令從其他S7-200讀取數(shù)據(jù)或?qū)?shù)據(jù)輸入其他S7-200。當(dāng)S7-200用作PPI主設(shè)備時(shí)，它仍將作為從屬裝置對(duì)來自其他主設(shè)備的請(qǐng)求做出響應(yīng)。

??PPIgaoji協(xié)議允許網(wǎng)絡(luò)設(shè)備建立設(shè)備之間的邏輯連接。對(duì)于PPIgaoji協(xié)議，每臺(tái)設(shè)備可提供的連接數(shù)目是有限的。

??所有S7-200 CPU均支持PPI協(xié)議和PPIgaoji協(xié)議，而PPIgaoji協(xié)議是EM277模塊所支持的唯一PPI協(xié)議。

??2.MPI協(xié)議

??MPI允許進(jìn)行主設(shè)備與主設(shè)備以及主設(shè)備與從屬裝置之間的通信，如圖6-25所示。為與S7-200CPU進(jìn)行通信，STEP7-Micro/WIN建立一個(gè)主設(shè)備與從屬裝置之間的連接。MPI協(xié)議不與用做主設(shè)備的S7-200CPU進(jìn)行通信。

??網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通過任意兩臺(tái)設(shè)備之間的獨(dú)立連接(由MPI協(xié)議進(jìn)行管理)進(jìn)行通信，設(shè)備之間的通信受限于S7-200CPU或EM277模塊所支持的連接數(shù)目。S7-200CPU和EM277模塊的連接數(shù)目見表6-3。

??3.PROFIBUS協(xié)議

??PROFIBUS協(xié)議針對(duì)用于具有分布式I/O設(shè)備(遠(yuǎn)程I/O)的高速通信，來自不同廠家的設(shè)備只要支持PROFIBUS均可使用。這些設(shè)備包括I/O模塊、電動(dòng)機(jī)控制器、PLC等。

??PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)的典型特點(diǎn)就是具有一個(gè)主設(shè)備和多個(gè)IVO從屬裝置,如圖6-26所示,為主設(shè)備設(shè)置所連接的I/O從屬裝置的型號(hào)及地址。主設(shè)備將初始化網(wǎng)絡(luò)，并驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)上的從屬裝置是否與配置相符。主設(shè)備可將輸出數(shù)據(jù)連續(xù)地寫入從屬裝置，也可從中讀出輸入數(shù)據(jù)。

??當(dāng)DP主設(shè)備成功地配置從屬裝置時(shí)，它就擁有了該從屬裝置。如果網(wǎng)絡(luò)上存在第二個(gè)主設(shè)備，則它對(duì)屬于第一個(gè)主設(shè)備的從屬裝置進(jìn)行訪問將受到一定的限制。

??4.TCP/IP協(xié)議

??S7-200通過使用以太網(wǎng)(CP243-1)或互聯(lián)網(wǎng)(CP243-1IT)擴(kuò)充模塊可支持TCPIP以太網(wǎng)通信。以太網(wǎng)(CP243-1)和互聯(lián)網(wǎng)(CP243-1IT)模塊的連接數(shù)目見表6-4。

??5.僅使用S7-200設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)配置

??1)單臺(tái)主設(shè)備PPI網(wǎng)絡(luò)

??在對(duì)于簡(jiǎn)單的單臺(tái)主設(shè)備網(wǎng)絡(luò),編程站和S7-200CPU既可以通過PPI多臺(tái)主設(shè)備電纜

??連接，也可以通過安裝在編程站中的通信處理器(CP)卡連接。

??在如圖6-27(a)所示的網(wǎng)絡(luò)中，編程站(STEP7-Micro/WIN)是網(wǎng)絡(luò)主設(shè)備。在圖6-27(b)所示的網(wǎng)絡(luò)中，人機(jī)界面設(shè)備(HMI)(如TD200、TP或OP)是網(wǎng)絡(luò)主設(shè)備。

??在上述兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)例子中，S7-200CPU是對(duì)主設(shè)備的請(qǐng)求進(jìn)行響應(yīng)的從屬裝置。對(duì)于單臺(tái)主設(shè)備PPI網(wǎng)絡(luò)，需要設(shè)置STEP7-Micro/WIN以使用PPI協(xié)議。

??2)多臺(tái)主設(shè)備PPI網(wǎng)絡(luò)

??具有一個(gè)從屬裝置的多臺(tái)主設(shè)備網(wǎng)絡(luò)如圖6-28所示。編程站(STEP7-MicroWIN)既可以使用CP卡，也可以使用PPI多臺(tái)主設(shè)備電纜。STEP7-Micro/WIN和HMI設(shè)備共享網(wǎng)絡(luò)。

??STEP7-Micro/WIN和HMI設(shè)備是主設(shè)備，必須具有獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)地址。在使用PPI多臺(tái)主設(shè)備電纜時(shí)，電纜是主設(shè)備:使用STEP7-Micro/WIN所提供的網(wǎng)絡(luò)地址，S7-200 CPU是從屬裝置。

??圖6-29顯示了一個(gè)PPI網(wǎng)絡(luò)，它具有與多臺(tái)從屬裝置進(jìn)行通信的多臺(tái)主設(shè)備。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，STEP7-Micro/WIN和HMI可以對(duì)所有S7-200CPU從屬裝置請(qǐng)求數(shù)據(jù)。STEP7-MicroWIN和HMI設(shè)備共享網(wǎng)絡(luò)。

??所有設(shè)備(主設(shè)備和從屬裝置)均具有不同的網(wǎng)絡(luò)地址。在使用PPI多臺(tái)主設(shè)備電纜時(shí)，電纜是主設(shè)備，并使用STEP7-Micro/WIN所提供的網(wǎng)絡(luò)地址，S7-200CPU為從屬裝置。對(duì)于具有多臺(tái)主設(shè)備和一臺(tái)或多臺(tái)從屬裝置的網(wǎng)絡(luò)，設(shè)置STEP7-Micro/WIN以使用PPI協(xié)議，如果可用，勾選“多臺(tái)主設(shè)備網(wǎng)絡(luò)”和“PPIgaoji協(xié)議”復(fù)選框。如果正在使用PPI多臺(tái)主設(shè)備電纜，則“多臺(tái)主設(shè)備網(wǎng)絡(luò)”和“PPIgaoji協(xié)議”復(fù)選框均將忽略。

??3)復(fù)雜PPI網(wǎng)絡(luò)圖

??對(duì)等通信網(wǎng)絡(luò)如圖6-30所示，該網(wǎng)絡(luò)使用了具有對(duì)等通信的多臺(tái)主設(shè)備。STEP7-Micro/WIN和HMI設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)S7-200CPU進(jìn)行讀寫，S7-200CPU使用網(wǎng)絡(luò)讀取和網(wǎng)絡(luò)寫入指令互相讀寫，即進(jìn)行對(duì)等通信。

??一個(gè)復(fù)雜PPI網(wǎng)絡(luò)的示例HMI設(shè)備與對(duì)等通信如圖6-31所示。該網(wǎng)絡(luò)使用了具有對(duì)等通信的多臺(tái)主設(shè)備。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)HMI監(jiān)控一個(gè)S7-200CPU。S7-200 CPU使用NETR和NETW指令互相讀寫(對(duì)等通信)。

??對(duì)于復(fù)雜PPI網(wǎng)絡(luò)，設(shè)置STEP7-Micro/WIN以使用PPI協(xié)議，如果可用，勾選“多臺(tái)主設(shè)備網(wǎng)絡(luò)”和“PPIgaoji協(xié)議”復(fù)選框。如果正在使用PPI多臺(tái)主設(shè)備電纜，則“多臺(tái)主設(shè)備網(wǎng)絡(luò)”和“PPIgaoji協(xié)議”復(fù)選框均將忽略。