第10章-S7-200 PLC的通信功能

第10章S7-200PLC的通信功能10.1PPI通訊10.1.1概述PPI協(xié)議是S7-200PLC中最基本的一種通信方式，通過S7-200CPU自身的端口(port0或Port1)即可完成，是S7-200CPU默認的通信協(xié)議。PPI是一種主-從協(xié)議，協(xié)議定義了主站和從站，網絡中主站向網絡中的從站發(fā)出請求，從站只能對主站發(fā)出的請求做出響應，自己不能發(fā)出請求。主站也可以對網絡中其他主站的請求做出響應。S7-200的通信口為RS-485接口，PC/PPI多主站電纜用于計算機與S7-200之間的通信，有RS-232C／PPI和USB／PPI兩種電纜。PPI網絡連接示意圖如圖10-1所示，要求如下:

（1）每個網段至多32個網絡節(jié)點； （2）每個網段最長50米(不用中繼器)，可通過中繼器擴展網絡，最多9個中繼器； （3）網絡可包含127節(jié)點； （4）網絡可包含32個主站； （5）網絡總長9600米。一個網段一個網段一個網段

50米最多1000米50米圖10-1PPI網絡連接示意圖PROFIBUS連接器和電纜將CP通信卡和S7-200通信口連接。不同主/從站之間也可以通過PROFIBUS連接器和電纜進行連接通信。PPI是主/從協(xié)議，默認情況下網絡中的S7-200CPU均為從站，其他CPU、SIMATIC編程器或文本顯示器（例TD400C等）為主站。

PPI網絡包括單主站PPI網絡和多主站PPI網絡。圖10-2多主站PPI網絡結構圖10.1.2使用網絡讀寫指令實現(xiàn)PPI通信如果在用戶程序中使能了PPI主站模式，一些S7-200CPU在RUN模式下可以做主站，它們可以用網絡讀（NETR，NetRead）和網絡寫（NETW，NetWrite）指令讀寫其他CPU中的數(shù)據(jù)。S7-200PLC之間的PPI通信可以使用PROFIBUS網線直接連接CPU上PORT0或PORT1，然后在CPU內調用網絡讀寫指令即可實現(xiàn)。1．網絡讀寫指令NETR/NETW網絡讀?。∟ETR）指令開始一項通訊操作，通過指定的端口（PORT）從遠程設備收集數(shù)據(jù)。網絡寫入（NETW）指令開始一項通訊操作，通過指定的端口（PORT）向遠程設備寫入數(shù)據(jù)。每一個NETR/NETW指令可從/向遠程站讀取/寫入16個字節(jié)信息。網絡讀寫指令是通過TBL參數(shù)表來指定報文頭，TBL參數(shù)表如表10-1所示。字節(jié)700DAE0錯誤代碼1遠程地址2遠程站的數(shù)據(jù)區(qū)指針（I、Q、M、V）3456數(shù)據(jù)長度7數(shù)據(jù)字節(jié)08數(shù)據(jù)字節(jié)1...22數(shù)據(jù)字節(jié)15表10-1網絡讀寫指令TBL錯誤代碼如表10-2所示：錯誤代碼定義0無錯誤1遠程站響應超時2接受錯誤：奇偶校驗錯，響應時幀或校驗出錯3離線錯誤：相同的站地址或無效的硬件引發(fā)沖突4隊列溢出錯誤：激活超過8個的NETR/TREW指令5通信協(xié)議錯誤：沒有使用PPI協(xié)議（SMB30）而調用NETR/NETW指令6非法參數(shù)：NETR/NETW表中包含非法或無效的值7沒有資源：遠程站點正在忙中（上裝或下載程序）8第7層錯誤：違反應用協(xié)議9信息錯誤：錯誤的數(shù)據(jù)地址或數(shù)據(jù)長度10保留表10-2錯誤代碼表2．設定通信協(xié)議在程序的開始必須設定通信協(xié)議。SMB30用于配置通信端口0（Port0），SMB130用于配置通信端口1(Port1)，此兩個特殊寄存器字節(jié)的含義如表10-3所示。表10-3中：pp（校驗選擇）、d（每個字符的數(shù)據(jù)位）、bbb（自由口波特率）均為自由口通信時才需要設定的參數(shù)，在PPI通信時都設置為0即可。mm協(xié)議選擇3．設定NETW和NETR的TBL參數(shù)表圖10-3網絡寫指令NETW圖10-4網絡讀指令NETR4．通信參數(shù)設定CPU通信端口的設定可以通過STEP7Micro/WIN軟件的“系統(tǒng)塊（SystemBlock）”選項來進行。最高地址（HighestAddress波特率地址間隔刷新系數(shù)（GapUpdateFactor）10.1.3使用向導實現(xiàn)PPI通信圖10-5“網絡讀/寫操作”對話框單擊圖10-5“下一項操作”按鈕，進入第二項“網絡讀/寫操作”對話框單擊“下一步”，出現(xiàn)分配存儲區(qū)對話框接下來，要調用向導生成的子程序來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，主站程序及注釋如圖10-6所示。圖10-6主站主程序10.2自由口通信

S7-200CPU的串行通訊口可由用戶程序控制，這種操作模式稱為自由口模式。自由口通信是一種基于RS485硬件基礎上，允許應用程序控制S7-200CPU的通信端口，以實現(xiàn)一些自定義通信協(xié)議的通信方式。當選擇了自由口模式，程序可以使用接收中斷、發(fā)送中斷、發(fā)送指令（XMT)和接收指令(RCV）來控制通訊操作。在自由口模式下，通訊協(xié)議完全由程序控制。SMB30（用于端口0）和SMB31（如果CPU有兩個端口，則用于端口1）用于選擇波特率和奇偶校驗。S7-200CPU處于自由口通信模式時，所有的通信任務和信息定義均需由用戶編程實現(xiàn)。只有CPU處于RUN模式時，才能進行自由端口通訊。10.2.1自由口模式下的發(fā)送和接收指令S7-200CPU的自由口通信的數(shù)據(jù)字節(jié)格式必須含有一個起始位、一個停止位，數(shù)據(jù)位長度為7位或8位，校驗位和校驗類型（奇、偶校驗）可選。S7-200CPU的自由口通信定義方法為將自由口通信操作數(shù)傳入特殊寄存器SMB30（端口0）和SMB130（端口1）進行端口定義，自由口通信操作數(shù)定義如表10-4所示。自由口通信模式主要使用XMT（發(fā)送）和RCV（接收）兩條指令及相應的特殊寄存器。XMT指令利用數(shù)據(jù)緩沖區(qū)指定要發(fā)送的字符，用于向指定通信口以字節(jié)為單位發(fā)送一串數(shù)據(jù)字符，一次最多發(fā)送255個字節(jié)。表10-5XMT指令的緩沖區(qū)格式RCV指令可以接收一個或多個字符，最多有255個字符，這些字符存儲在緩沖區(qū)中。RCV指令的緩沖區(qū)格式如表10-6所示。當超界或奇偶校驗錯時，接收信息功能自動終止。必須為接收信息功能操作定義一個啟動條件（x或z）和一個結束條件（y，t或最大字符數(shù)）。協(xié)議支持使用字符中斷控制來接收數(shù)據(jù)。表10-6RCV指令的緩沖區(qū)格式10.2.2自由口通信舉例1．自由口發(fā)送實例要求：記錄定時中斷次數(shù)，將計數(shù)值轉化為ASCII字符串，再通過CPU224XP的Port0發(fā)送到計算機串口，計算機接受并利用超級終端顯示與S7-200CPU通信的內容。（1）PLC編程規(guī)定緩沖區(qū)為VB100到VB114，使用數(shù)據(jù)塊進行緩沖區(qū)定義，如圖10-7所示，16#0D和16#0A用于計算機的超級終端顯示需要。圖10-7組態(tài)數(shù)據(jù)塊主程序如圖10-8所示，根據(jù)I0.3狀態(tài)初始化端口1為自由口通信。SBR_0程序如圖10-9所示，定義端口0為自由口，初始化定時中斷。圖10-8自由口通信主程序圖10-9SBR_0子程序SBR_1子程序如圖10-10所示，用于定義端口0為普通PPI從站通信口。 圖10-10SBR_1子程序 INT_0程序如圖10-11所示，對定時中斷計數(shù)并從端口0發(fā)送計數(shù)值圖10-11INT_0子程序 圖10-10SBR_1子程序圖10-11INT_0子程序（2）超級終端設置超級終端（HyperTerminal）是Windows操作系統(tǒng)提供的通信測試程序，本例用來監(jiān)測計算機和S7-200CPU之間的串口通信。超級終端組態(tài)步驟如下：1）執(zhí)行Windows菜單命令“開始”>“附件”>“通信”>“超級終端”，為要新建的連接輸入連接名稱。2）選擇連接時要使用的串口。3）設置串口通信參數(shù)并保存連接，注意此處設置要與PLC程序中對應。4）使用超級終端接收S7-200CPU發(fā)送的信息。圖10-12超級終端接受顯示2．自由口接收實例要求S7-200CPU從端口0接收計算機發(fā)送的字符串，并在信息接收中斷服務程序中把接收到的第一個字節(jié)傳送到CPU輸出字節(jié)QB0上顯示。（1）PLC編程主程序如圖10-13所示，根據(jù)I0.3狀態(tài)初始化端口1為自由口通信。圖10-13自由口通信主程序SBR_0子程序如圖10-14所示，用于定義端口0為自由口，初始化接收指令。圖10-14SBR_0程序SBR_1子程序如圖10-15所示，定義端口0為普通PPI從站通信口。INT_0中斷子程序如圖10-16所示，在QB0輸出接收到的第一個字節(jié)。（2）配置超級終端打開前面建立的超級終端鏈接，進入屬性窗口，點擊“ASCII碼設置”按鈕，在彈出的ASCII碼設置窗口中，勾選“以換行符作為發(fā)送行末尾”和“本地回顯鍵入的字符”兩項。10.3MODBUS通信Modbus通信協(xié)議是Modicon公司提出的一種報文傳輸協(xié)議，它廣泛應用于工業(yè)控制領域，并已經成為一種通用的行業(yè)標準。不同廠商提供的控制設備可通過Modbus協(xié)議連成通信網絡，從而實現(xiàn)集中控制。10.3.1Modbus報文格式Modbus地址通常是包含數(shù)據(jù)類型和偏移量的5個或6個字符值。第一個或前兩個字符決定數(shù)據(jù)類型，最后的四個字符是符合數(shù)據(jù)類型的一個適當?shù)闹怠?/p>

（1）Modbus主站尋址

Modbus主設備指令支持下列Modbus地址：

00001至09999是離散輸出（線圈）；

10001至19999是離散輸入（觸點）；

30001至39999是輸入寄存器（通常是模擬量輸入）；

40001至49999是保持寄存器。（2）Modbus從站尋址Modbus

地址與S7-200地址對應關系如表10-7所示。000001Q0.0000002Q0.1000003Q0.2……000127Q15.6000128Q15.7010001I0.0010002I0.1010003I0.2……010127I15.6010128I15.7030001AIW0030002AIW2030003AIW4……030032AIW62040001HoldStart040002HoldStart+2040003HoldStart+4……04xxxxHoldStart+2x（xxxx-1）Modbus通信協(xié)議有ASCII和RTU（遠程傳輸單元）兩種報文傳輸模式。（1）ASCII模式ASCII模式采用LRC（縱向冗余校驗）方式進行校驗，其報文格式如表10-8所示。表10-8ASCII模式的報文格式（2）RTU模式RTU模式的報文格式如表10-9所示。 地址功能碼：Modbus功能代碼，1個字節(jié)；Modbus協(xié)議支持的功能碼共16條（1~16），其中西門子ModbusRTU協(xié)議庫支持最常用的8條，如表10-10所示；信息數(shù)據(jù)CRC：循環(huán)冗余校驗，兩個字節(jié)。功能碼描述1讀取單個/多個線圈的實際輸出狀態(tài)。功能1返回任意數(shù)量輸出點的接通/斷開狀態(tài)（Q）。2讀取單個/多個線圈的實際輸入狀態(tài)。功能2返回任意數(shù)量的輸入點的接通/斷開狀態(tài)（I）。3多個保持寄存器。功能3返回V存儲器的內容。保持寄存器在Modbus下是字類型，在一個請求中最多可讀120個字。4讀單個/多個輸入寄存器，返回模擬輸入值。5寫單個線圈（實際輸出）。功能5將實際輸出點設置為指定值。該輸出點不是被強制，用戶程序可以重寫由Modbus的請求而寫入的值。6寫單個保持寄存器。功能6寫一個單個保持寄存器的值到S7-200的V存儲區(qū)。15寫多個線圈（實際輸出）。功能15寫多個實際輸出值到S7-200的Q映像區(qū)。起始輸出點必須是一個字節(jié)的開始（如Q0.0或Q2.0），并且要寫得輸出的數(shù)量是8的倍數(shù)。這是Modbus從站協(xié)議指令的限定。這些點不是被強制，用戶程序可以重寫由Modbus的請求而寫入的值。16寫多個保持寄存器。功能16寫多個保持寄存器到S7-200的V區(qū)。在一個請求中最多可寫120字。表10-10西門子ModbusRTU協(xié)議庫支持最常用的8條功能碼表10-9RTU模式的報文格式RTU模式下，報文中的每個8位字節(jié)被轉化為兩個16進制字符，然后以字節(jié)為單位進行傳輸，并采用CRC（循環(huán)冗余校驗）方式進行校驗。目前支持Modbus通信的DCS系統(tǒng)和過程儀表大都采用基于串行接口的ModbusRTU模式，西門子提供了針對西門子PLCModbusRTU通信的協(xié)議庫。如果要在西門子PLC上實現(xiàn)ModbusASCII模式通信，可根據(jù)相關協(xié)議規(guī)定利用自由口通信模式自主編程實現(xiàn)。10.3.2Modbus通訊協(xié)議指令西門子專門為ModbusRTU通信開發(fā)了指令庫，極大地簡化了ModbusRTU通信的開發(fā)，以便于快速實現(xiàn)相關應用。要使用Modbus指令庫必須注意以下四點：（1）使用Modbus指令庫前，需要將其安裝到Step7-Micro/Win中，STEP7-Micro/WIN必須為V3.2或以上版本。（2）S7-200CPU必須是固化程序修訂版2.00或最好支持Modbus主設備協(xié)議庫(CPUMLFB21x-2xx23-0XB0)。（3）由于目前已經推出了針對端口0和端口1的ModbusRTU主站指令庫ModbusMasterPort0和ModbusMasterPort1、以及針對端口0的ModbusRTU從站指令庫，故可利用指令庫實現(xiàn)端口0的ModbusRTU主/從站通信。（4）一旦CPU端口被用于ModbusRTU主/從站協(xié)議通信時，該端口就無法用于任何其它用途，包括與STEP7-Micro/WIN通訊。1．Modbus主站協(xié)議指令西門子Modbus主站協(xié)議庫包括兩條主站協(xié)議指令：MBUS_CTRL指令和MBUS_MSG指令。MBUS_CTRL指令用于初始化主站通信，MBUS_MSG指令(或用于端口1的MBUS_MSG_P1)用于啟動對Modbus從站的請求并處理應答。1）MBUS_CTRL指令MBUS_CTRL指令如圖10-17所示。圖10-17MBUS_CTRL指令塊2）MBUS_MSG指令MBUS_MSG指令(或用于端口1的MBUS_MSG_P1)用于啟動對Modbus從站的請求并處理應答。MBUS_MSG指令如圖10-18所示圖10-18MBUS_MSG指令Count：“計數(shù)”參數(shù)；“計數(shù)”參數(shù)指定在該請求中讀取或寫入的數(shù)據(jù)元素的數(shù)目。根據(jù)Modbus協(xié)議，“計數(shù)”參數(shù)與Modbus地址存在表10-11對應關系。地址計數(shù)0xxxx“計數(shù)”是要讀取或寫入的位數(shù)1xxxx“計數(shù)”是要讀取的位數(shù)3xxxx“計數(shù)”是要讀取的輸入寄存器的字數(shù)4xxxx“計數(shù)”是要讀取或寫入的保持寄存器的字數(shù)表10-11“計數(shù)”參數(shù)與Modbus地址的對應關系MBUS_MSG錯誤代碼說明0無錯誤1應答時奇偶校驗錯誤：僅當使用偶校驗或奇校驗時才發(fā)生。傳輸被干擾，可能會收到不正確的數(shù)據(jù)。該錯誤通常是由電氣故障（例如錯誤接線或影響通訊的電噪聲）引起的。2保留位3接收超時：在“超時”時間內，沒有來自從站的應答。可能有以下一些原因：與從站的電氣連接有問題、主設備和從站設置為不同的波特率/奇偶校驗設置以及錯誤的從站地址4請求參數(shù)出錯：一個或多個輸入參數(shù)（從站、讀寫、地址或計數(shù)）被設置為非法值。檢查輸入參數(shù)的允許值。5Modbus主設備未啟用：在調用MBUS_MSG前，每次掃描時都調用MBUS_MSG。6Modbus忙于處理另一個請求：一次只能激活一條MBUS_MSG指令。7應答時出錯：收到的應答與請求不相關。這表示從站中出現(xiàn)了某些錯誤或者錯誤從站應答了請求。8應答時CRC錯誤：傳輸被干擾，可能會收到不正確的數(shù)據(jù)。該錯誤通常是由電氣故障（例如錯誤接線或影響通訊的電噪聲）引起的。101從站不支持在該地址處所請求的功能。102從站不支持數(shù)據(jù)地址：“地址”加上“計數(shù)”所要求的地址范圍超出了從站所允許的地址范圍。103從站不支持數(shù)據(jù)類型：該“地址”類型不被從站支持。104從站故障。105從站已接收消息但應答延遲：這是MBUS_MSG的錯誤。用戶程序應在稍后重新發(fā)送請求。106從站忙，因此拒絕消息：可以在此嘗試相同的請求，以獲得應答。107從站因未知原因拒絕消息。108從站存儲器奇偶校驗錯誤：從站中有錯誤。表10-12MBUS_MSG指令錯誤代碼含義2．Modbus從站協(xié)議指令西門子Modbus從站協(xié)議庫包括兩條從站指令：MBUS_INIT指令和MBUS_SLAVE指令。1）MBUS_INIT指令MBUS_INIT指令用于啟用和初始化或禁止Modbus從站通訊。在使用MBUS_SLAVE指令之前，必須正確執(zhí)行MBUS_INIT指令。指令完成后立即設定“完成”位，才能繼續(xù)執(zhí)行下一條指令。MBUS_INIT指令如圖10-19所示圖10-19MBUS_INIT指令錯誤代碼說明0無錯誤1內存范圍錯誤2非法波特率或奇偶校驗3非法從站地址4非法Modbus參數(shù)值5保持寄存器與Modbus從站符號重疊6收到奇偶校驗錯誤7收到CRC錯誤8非法功能請求/功能不受支持9請求中的非法內存地址10從站功能未啟用表10-13MBUS_INIT指令錯誤代碼的含義2）MBUS_SLAVE指令MBUS_SLAVE指令被用于為Modbus主設備發(fā)出的請求服務，并且必須在每次掃描時執(zhí)行，以便允許該指令檢查和回答Modbus請求。MBUS_SLAVE指令無輸入參數(shù)，在每次掃描且EN輸入開啟時執(zhí)行。錯誤代碼說明0無錯誤1內存范圍錯誤2非法波特率或奇偶校驗3非法從站地址4非法Modbus參數(shù)值5保持寄存器與Modbus從站符號重疊6收到奇偶校驗錯誤7收到CRC錯誤8非法功能請求/功能不受支持9請求中的非法內存地址10從站功能未啟用圖10-20MBUS_SLAVE指令表10-14MBUS_SLAVE指令錯誤代碼的含義10.3.3編程實例兩臺S7-200CPU224XP進行通信。利用指令庫編程前首先應為其分配存儲區(qū)，否則Step7-Micro/Win編譯時會報錯。執(zhí)行Step7Micro/Win菜單命令“文件”>“庫存儲區(qū)”，打開“庫存儲區(qū)分配”對話框，輸入庫存儲區(qū)的起始地址，注意避免該地址和程序中已經采用或準備采用的其它地址重合，點擊“建議地址”按鈕，系統(tǒng)將自動計算存儲區(qū)的地址范圍。（1）從站編程根據(jù)要求，從站要響應主站報文，故只需編寫主程序，如圖10-21所示。圖10-21從站主程序（2）主站編程Modbus主站也只需編寫主程序，如圖10-22所示。運行測試即可。圖10-22主站主程序10.4MODEM通信

通過EM241擴展模塊可以將S7-200連接到模擬電話線上，實現(xiàn)與遠程設備的通訊。這里，我們給出一個例子，即通過小型交換機電話網實現(xiàn)對PLC的編程診斷及兩臺PLC之間的數(shù)據(jù)交換。10.4.1配置主叫貓和被叫貓啟動STEP7Micro/Win軟件，選擇項目樹中的“向導>EM241調制解調器”進入EM241配置向導。單擊圖10-23所示的“電話號碼”標簽，設置遠程設備電話號碼，點擊“新電話號碼”按鈕進入電話號碼屬性設置窗口，設置電話號碼為3，并將其添加到右邊的窗口，如圖10-24所示。圖10-23配置數(shù)據(jù)傳輸圖10-24遠程設備電話號碼設置對話框圖10-25回撥配置窗口10.4.2編程輸入/輸出數(shù)據(jù)類型注釋ENBOOLEN位必須開啟，才能啟用發(fā)至模塊的命令，并且EN位必須保持開啟，直至“完成”位被設置，表示程序完成。當START（開始）輸入開啟且模塊目前不繁忙時，每次掃描均會向調制解調器模塊發(fā)送一則XFR命令STARTBOOLSTART（開始）輸入可以通過一個邊緣檢測元素以脈沖方式開啟，該程序僅允許發(fā)送一則命令PhoneBYTE遠程EM241模塊的電話號碼，使用在向導中配置的符號名DataBYTE"數(shù)據(jù)"指一個已經定義的數(shù)據(jù)傳送，使用在向導中定義的符號名DoneBOOL"完成"是當調制解調器模塊完成數(shù)據(jù)傳送時開啟的位表10-15MODx_XFR指令含義主叫“貓”對應的PLC中的主程序及注釋如圖10-26所示。被叫“貓”對應的PLC中的主程序及注釋如圖10-27所示。通過前面的設置，現(xiàn)在編程計算機和兩臺PLC共處于一個小型的電話網絡中，注意要實現(xiàn)遠程的編程診斷必須保證兩臺PLC處于“STOP”運行模式。圖10-26主叫“貓”對應的主程序圖10-26主叫“貓”對應的主程序10.4.3遠程診斷通過Modem模塊可以實現(xiàn)S7-200的遠程編程與診斷圖10-28“選擇一個遠程站連接”對話框10.5USS通信USS

通信總是由主站發(fā)起，USS主站不斷循環(huán)輪詢各個從站，從站根據(jù)收到的指令，決定是否以及如何響應。從站永遠不會主動發(fā)送數(shù)據(jù)。從站在以下條件滿足時應答：（1）接收到的主站報文沒有錯誤。（2）本從站在接收到主站報文中被尋址。USS協(xié)議的特點為：（1）支持多點通信（因而可以應用在RS485等網絡上）。（2）采用單主站的“主—從”訪問機制。（3）一個網絡上最多可以有32個節(jié)點（最多31個從站）。（4）簡單可靠的報文格式，使數(shù)據(jù)傳輸靈活高效。（5）容易實現(xiàn)，成本較低。10.5.1USS通信報文格式（1）字符幀格式：USS的字符傳輸格式符合UART規(guī)范，即使用串行異步傳輸方式。USS在串行數(shù)據(jù)總線上的字符傳輸幀為11位長度，如表10-16所示。連續(xù)的字符幀組成USS報文。在一條報文中，字符幀之間的間隔延時要小于兩個字符幀的傳輸時間（當然這個時間取決于傳輸速率）。S7-200CPU的自由口通信模式正好能夠支持上述字符幀格式。表10-16字符幀格式（2）報文幀格式:協(xié)議的報文簡潔可靠，高效靈活。報文由一連串的字符組成，協(xié)議中定義了它們的特定功能，如表10-17所示。 在

ADR和BCC之間的數(shù)據(jù)字節(jié)，稱為USS的凈數(shù)據(jù)。主站和從站交換的數(shù)據(jù)都包括在每條報文的凈數(shù)據(jù)區(qū)域內。凈數(shù)據(jù)區(qū)由PKW區(qū)和PZD區(qū)組成，如表10-18所示。10.5.2USS指令STEP7-Micro/WINUSS指令庫提供14個子程序、3個中斷例行程序和8條指令，極大地簡化了USS通信的開發(fā)和實現(xiàn)。使用USS指令庫必須滿足以下需求：（1）將端口0指定用于USS通訊。（2）在使用USS協(xié)議通訊的程序開發(fā)過程中，應該使用帶兩個通訊端口的S7-200CPU（3）USS指令影響與端口0上自由接口通訊相關的所有SM位置。（4）USS指令的變量要求一個400個字節(jié)V內存塊。（5）某些USS指令也要求有一個16個字節(jié)的通訊緩沖區(qū)。1．USS_INIT指令使用USS庫指令前必須使用USS_INIT指令初始化USS通信參數(shù)，如圖10-29所示。圖10-29初始化USS通信指令表10-19Active參數(shù)設置2．USS_CTRL指令USS_CTRL指令用于對單個驅動裝置進行運行控制，利用了USS協(xié)議中的PZD數(shù)據(jù)傳輸，控制和反饋信號更新較快，如圖10-30所示。

圖10-30USS_CTRL指令塊3．USS讀/寫參數(shù)指令USS指令庫中共有6種參數(shù)讀寫功能塊，分別用于讀寫驅動裝置中不同規(guī)格的參數(shù)，如表10-20所示。USS參數(shù)讀寫指令采用與USS_CTRL功能塊不同的數(shù)據(jù)傳輸方式。表10-20USS讀/寫功能塊（1）讀參數(shù)指令圖10-31所示的程序段讀取實際的電動機電流值（參數(shù)r0068）。由于此參數(shù)是一個實數(shù)，因此選用實型參數(shù)讀功能塊。參數(shù)讀寫指令必須與參數(shù)的類型配合。圖10-31讀參數(shù)指令（2）寫參數(shù)指令寫參數(shù)指令的用法與讀參數(shù)指令類似，與讀參數(shù)指令的區(qū)別是參數(shù)是功能塊的輸入。（3）讀寫多個參數(shù)在任一時刻USS主站內只能有一個參數(shù)讀寫功能塊有效，否則會出錯。因此如果需要讀寫多個參數(shù)（來自一個或多個驅動裝置），必須在編程時進行讀寫指令之間的輪替處理。10.5.3MM440變頻器的參數(shù)設置以下只涉及與S7-200控制器連接相關的參數(shù)。MM440的參數(shù)分為幾個訪問級別，以便于過濾不需要查看的部分。（1）控制源參數(shù)設置控制源由參數(shù)P0700設置，如表10-21所示：表10-21控制源參數(shù)設置（2）設定源控制參數(shù)設置設定值控制驅動裝置的轉速/頻率等功能。設置源由參數(shù)P1000設置，如表10-22所示。

表10-22設定源控制參數(shù)設置（3）USS通信控制的參數(shù)設置控制源和設定源之間可以自由組合，根據(jù)工藝要求可以靈活選用。我們以控制源和設定源都來自COMLink上的USS通信為例，簡介USS通信的參數(shù)設置。主要參數(shù)有：P0700P1000P2009P2010P2011P2012P2013P2014P097110.6S7-200PLC與S7-300PLC的MPI通信MPI(MultiPointInterface)通信是當通信速率要求不高、通信數(shù)據(jù)量不大時，可以采用的一種簡單經濟的通信方式。MPISTEP7S7-22xPG/PC19.2或187.5KbS7-400M7-400S7-300M7-300S7-115U/H,S5-135US5-155U/H,SIMATIC505S5-95UOP圖10-32MPI網絡結構配置通過MPI實現(xiàn)PLC之間的通信有三種方式：（1）全局數(shù)據(jù)包通信方式（2）組態(tài)連接通信方式（3）無組態(tài)連接通信方式

S7-300與S7-200的MPI通信，只能采用單邊編程方式，即S7-200作為服務器，無需任何編程。S7-200與S7-300的MPI通信的硬件包括：（1）S7-300PLC（2）S7-200PLC（3）PCAdapter或CP5611。（4）Profibus總線連接器及電纜。軟件要求包括：（1）STEP7V5.2或以上。（2）Step7-Micro/WinSP4或以上。步驟如下：（1）在STEP7中新建S7-300項目，按硬件安裝順序和訂貨號依次插入機架、電源、CPU進行硬件組態(tài)。（2）在Step7-Micro/Win的系統(tǒng)塊中，設定S7-200的站地址為4，通信波特率187.5kbps。（3）將組態(tài)設置下載到S7-200PLC中。（4）使用Profibus電纜連接CPU314-2DP的X1DP口和CPU224XP的DP0口。為實現(xiàn)S7-300作為客戶機，對服務器S7-200的數(shù)據(jù)讀寫，需要在STEP7中編寫兩個網絡如圖10-33和圖10-34所示。圖10-33X_PUT網絡圖10-34所示網絡2中，當M1.5為1時，S7-300會將S7-200的IB0的數(shù)值讀取到S7-300的MB7中。將S7-300項目下載，運行測試即可。圖10-34X_GET網絡10.7Profibus-DP通信

Profibus符合國際標準IEC61158，是目前國際上通用的現(xiàn)場總線標準之一，并憑借其領先的技術特點、嚴格的認證規(guī)范、眾多廠商的支持，逐漸發(fā)展為業(yè)界優(yōu)良的現(xiàn)場級通信網絡解決方案。Profibus已成為機械制造行業(yè)的標準。PROFIBUS協(xié)議采用ISO/OSI模型的第一層、第二層和第七層。從用戶角度看，PROFIBUS提供了三種通信協(xié)議類型：DP、FMS和PA。另外，對于西門子PLC系統(tǒng)，PROFIBUS提供了兩種更為優(yōu)化的通信方式：S7通信和S5兼容通信。（1）PROFIBUS-S7（PG/OP通信）（2）PROFIBUS-FDL（與s5兼容通信）PROFIBUS是一個令牌網絡結構，采用主從協(xié)議，一個網絡中有若干個被動節(jié)點(從站)，而它的邏輯令牌只含有一個主動節(jié)點(主站)，這樣的網絡為純主一從系統(tǒng)。Profibus-DP網絡配置示意圖如圖10-35所示。 圖10-35Profibus-DP網絡配置示意圖圖10-36S7-200&S7-300PROFIBUS-DP通信網絡S7-300與S7-200通過EM277進行PROFIBUSDP通訊，只需在STEP7中組態(tài)S7-300和EM277，S7-200端只需對應存放將要進行通訊的數(shù)據(jù)，無需組態(tài)和編程。圖10-37插入EM277從站10.8工業(yè)以太網通信10.8.1工業(yè)以太網概述1．OSI參考模型

圖10-38OSI參考模型OSI參考模型的上三層通常稱為應用層，用來處理用戶接口、數(shù)據(jù)格式和應用程序的訪問；下四層負責定義數(shù)據(jù)的物理傳輸介質和網絡設備。如圖10-39和10-40所示。圖10-39對等層通信結圖10-39對等層通信結2．以太網技術底層網絡由物理層和MAC層（介質訪問子層）構成。IEEE802.3以“以太網”為技術原形，在MAC層上采用CSMA/CD（帶沖突檢測的載波偵聽多路存取控制協(xié)議）的介質訪問控制技術來處理通信中的沖突。在以太網模型的網絡層和傳輸層上常采用TCP/IP協(xié)議組。其中IP（InternetProtocol)稱為網際通信協(xié)議，對應網絡層；TCP(TransmissionControlProtocol)稱為傳輸控制協(xié)議，對應傳輸層，保證數(shù)據(jù)被可靠地傳送。3.工業(yè)以太網將以太網高速傳輸技術引入到工業(yè)控制領域，使得企業(yè)內部互聯(lián)網(如Intrunet)，外部互聯(lián)網(Extrunet)和國際互聯(lián)網(Internet)提供的技術和廣泛應用已經進入生產和過程自動化。工業(yè)以大網和傳統(tǒng)以太網的比較如表10-23所示。功能工業(yè)以太網設備普通商用以太網設備元器件和設計工業(yè)級商用級工作電壓24VDC220VAC電源冗余雙電源一般沒有安裝方式DIN導軌安裝桌面，機架工作溫度0-60度5-40度冷卻方式無風扇有風扇電磁兼容性標準EN50081-2(EMC,工業(yè))EN50082-2(EMC,工業(yè))EN50081-1(EMC,辦公室)EN50082-1(EMC,辦公室)

冗余環(huán)網切換時間小于500ms30-90sMTFB（可靠性）至少10年3-5年要求備件供貨時間10年3-5年表10-23工業(yè)以大網和傳統(tǒng)以太網的比較工業(yè)以太網的技術優(yōu)勢如下：1．可以滿足控制系統(tǒng)各個層次的要求，使企業(yè)信息網絡與控制網絡得以統(tǒng)一；2．設備成本下降；3．用戶擁有成本下降；4．以太網易與Internet集成；5．軟硬件開發(fā)方便；6．避免工業(yè)總線技術游離于計算機網絡技術的發(fā)展主流之外，相互促進。工業(yè)以太網中的關鍵問題包括：1．通信實時性；2．對環(huán)境的適應性和可靠性；3．總線供電；4．本質安全性。4．西門子工業(yè)以太網（SIMATICNET）西門子公司通過SIMATICNET提供了開放的、適用于工業(yè)環(huán)境下各種控制級別的不同的通信