電氣控制與PLC技術（S7-1200）課件 第6-8章 S7-1200PLC的編程指令、S7-1200PLC的編程及應用、S7-1200 PLC的通信及應用

第6章S7-1200PLC的編程指令6.1位邏輯指令6.2定時器與計數(shù)器指令6.3比較指令6.4程序控制指令6.5數(shù)據(jù)處理指令6.6算術運算指令與邏輯運算指令6.7移位和循環(huán)移位指令6.1

位邏輯指令6.1.1觸點和線圈等基本指令7常開觸點的激活取決于相關操作數(shù)的信號狀態(tài)。當操作數(shù)的信號狀態(tài)為“1”時，常開觸點將關閉，同時輸出的信號狀態(tài)置位為輸入的信號狀態(tài)。當操作數(shù)的信號狀態(tài)為“0”時，不會激活常開觸點，同時該指令輸出的信號狀態(tài)復位為“0”。兩個或多個常開觸點串聯(lián)時，將逐位進行“與”運算。串聯(lián)時，所有觸點都閉合后才產(chǎn)生信號流。常開觸點并聯(lián)時，將逐位進行“或”運算。并聯(lián)時，有一個觸點閉合就會產(chǎn)生信號流。--||--：常開觸點常閉觸點的激活取決于相關操作數(shù)的信號狀態(tài)。當操作數(shù)的信號狀態(tài)為“1”時，常閉觸點將打開，同時該指令輸出的信號狀態(tài)復位為“0”。當操作數(shù)的信號狀態(tài)為“0”時，不會啟用常閉觸點，同時將該輸入的信號狀態(tài)傳輸?shù)捷敵觥蓚€或多個常閉觸點串聯(lián)時，將逐位進行“與”運算。串聯(lián)時，所有觸點都閉合后才產(chǎn)生信號流。常閉觸點并聯(lián)時，將進行“或”運算。并聯(lián)時，有一個觸點閉合就會產(chǎn)生信號流。--|/|--：常閉觸點使用“取反RLO”指令，可對邏輯運算結果(RLO)的信號狀態(tài)進行取反。如果該指令輸入的信號狀態(tài)為“1”，則指令輸出的信號狀態(tài)為“0”。如果該指令輸入的信號狀態(tài)為“0”，則輸出的信號狀態(tài)為“1”。可以使用“賦值”指令來置位指定操作數(shù)的位。如果線圈輸入的邏輯運算結果(RLO)的信號狀態(tài)為“1”，則將指定操作數(shù)的信號狀態(tài)置位為“1”。如果線圈輸入的信號狀態(tài)為“0”，則指定操作數(shù)的位將復位為“0”。該指令不會影響RLO。線圈輸入的RLO將直接發(fā)送到輸出。--|NOT|--：取反RLO--()--:線圈啟保停控制程序使用“置位輸出”指令，可將指定操作數(shù)的信號狀態(tài)置位為“1”。僅當線圈輸入的邏輯運算結果(RLO)為“1”時，才執(zhí)行該指令。如果信號流通過線圈（RLO=“1”），則指定的操作數(shù)置位為“1”。如果線圈輸入的RLO為“0”（沒有信號流過線圈），則指定操作數(shù)的信號狀態(tài)將保持不變。6.1.2置位和復位指令---(S)--:置位輸出--(R)--:復位輸出定義可以使用“復位輸出”指令將指定操作數(shù)的信號狀態(tài)復位為“0”。僅當線圈輸入的邏輯運算結果(RLO)為“1”時，才執(zhí)行該指令。如果信號流通過線圈（RLO=“1”），則指定的操作數(shù)復位為“0”。如果線圈輸入的RLO為“0”（沒有信號流過線圈），則指定操作數(shù)的信號狀態(tài)將保持不變。

2.置位/復位位域指令SET_BF/RESET_BF置位位域指令用于對某個特定地址開始的多個連續(xù)位進行置位；復位位域指令用于對某個特定地址開始的多個連續(xù)位進行復位。置位/復位位域指令有兩個操作數(shù)，指令上方的操作數(shù)用于指定待置位/復位位域的首地址，指令下方的操作數(shù)用于指定待置位/復位的位數(shù)。3.RS/SR觸發(fā)器

SR指令RS指令SR1QS1RQ00保持前一狀態(tài)00保持前一狀態(tài)010010101101110111RS/SR觸發(fā)器指令邏輯狀態(tài)表6.1.3上升沿和下降沿指令--|P|--：掃描操作數(shù)的信號上升沿使用“掃描操作數(shù)的信號上升沿”指令，可以確定所指定操作數(shù)（<操作數(shù)1>）的信號狀態(tài)是否從“0”變?yōu)椤?”。該指令將比較<操作數(shù)1>的當前信號狀態(tài)與上一次掃描的信號狀態(tài)，上一次掃描的信號狀態(tài)保存在邊沿存儲位（<操作數(shù)2>）中。如果該指令檢測到邏輯運算結果(RLO)從“0”變?yōu)椤?”，則說明出現(xiàn)了一個上升沿。使用“掃描操作數(shù)的信號下降沿”指令，可以確定所指定操作數(shù)（<操作數(shù)1>）的信號狀態(tài)是否從“1”變?yōu)椤?”。該指令將比較<操作數(shù)1>的當前信號狀態(tài)與上一次掃描的信號狀態(tài)，上一次掃描的信號狀態(tài)保存在邊沿存儲器位<操作數(shù)2>中。如果該指令檢測到邏輯運算結果(RLO)從“1”變?yōu)椤?”，則說明出現(xiàn)了一個下降沿。--|N|--：掃描操作數(shù)的信號下降沿定時器符號定時器名稱定時器功能TP脈沖定時器生成具有預定寬度時間的脈沖TON接通延時定時器使輸出Q在預設的延時過后設置為ONTOF關斷延時定時器使輸出Q在預設的延時過后置為OFFTONR保持型接通延時定時器使輸出Q在累計時間達到預設的時間后設置為ON，使用R復位S7-1200定時器符號、名稱及功能6.2

定時器與計數(shù)器指令6.2.1定時器指令

S7-1200PLC常用指令使用參數(shù)數(shù)據(jù)類型說明INBool啟用定時器輸入RBool將TONR復位QBool定時器輸出PTTime定時器預設時間ETTime已計時的時間（當前值）定時器數(shù)據(jù)塊DB指定要使用的定時器

S7-1200定時器指令參數(shù)說明PT和ET的值以表示毫秒時間的有符號雙精度整數(shù)形式存儲在存儲器中。Time數(shù)據(jù)使用T＃標志符，數(shù)據(jù)長度為32位，可以采用簡單時間單元（如T＃10s）或復合時間單元（如T＃2h_2s_50m）的形式輸入。1.脈沖定時器（TP）TP指令可用于生成具有預定寬度時間的脈沖。2.接通延時定時器（TON）接通延時定時器的功能是使輸出Q在預設的延時過后設置為ON。示例1：設計一電動機自動停機控制程序。按下啟動按鈕SB1（I0.0），電動機M（Q0.0）立即啟動并連續(xù)運轉，經(jīng)過10分鐘后電動機自動停止；運行過程中，任意時刻按下停止按鈕SB2（I0.1），電動機M立即停止。使用脈沖定時器TP指令編制的控制程序示例如圖。示例2：設計一個周期為3s，脈沖寬度為2s的方波發(fā)生器。使用接通延時定時器TON指令編寫的方波發(fā)生示例程序如圖。6.2.2

計數(shù)器指令計數(shù)器指令類型計數(shù)器指令主要用于對內部程序事件和外部過程事件進行計數(shù)。S7-1200PLC計數(shù)器指令有三種類型，分別是加計數(shù)器（CTU）、減計數(shù)器（CTD）、加/減計數(shù)器（CTUD）。根據(jù)所選擇的計數(shù)器指令的數(shù)據(jù)類型不同，計數(shù)器指令分別占用3個字節(jié)（SInt、USInt）、6個字節(jié)（Int、UInt）或12字節(jié)（DInt、UDInt）的存儲器空間。計數(shù)值的計數(shù)范圍取決于所選的數(shù)據(jù)類型，如果計數(shù)值是無符號整型數(shù)，則可以減計數(shù)到零或加計數(shù)到范圍限值。如果計數(shù)值是有符號整數(shù)，則可以減計數(shù)到負整數(shù)限值或加計數(shù)到正整數(shù)限值。參數(shù)數(shù)據(jù)類型說明CU、CDBool加、減計數(shù)輸入端R（CTU、CTUD)Bool計數(shù)器復位輸入端LOAD（CTD、CTUD)Bool預置值裝載輸入端Q、QUBoolCV≧PV時為ONQDBoolCV≦0時為ONPVSInt、USInt、Int、UInt、DInt、UDInt預設計數(shù)值CVSInt、USInt、Int、UInt、DInt、UDInt當前計數(shù)值計數(shù)器指令參數(shù)說明2.加計數(shù)器（CTU）3.減計數(shù)器（CTD）6.3

比較指令6.3.1比較運算指令比較運算指令CMP用于比較兩個相同的數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)大小。如果比較結果為“真”，則指令的RLO為“1”，否則為“0”。1.比較運算符對于數(shù)值比較，運算符有：等于（==）、大于（>）、小于（<）、不等于（<>）、大于等于（>=）、小于等于（<=）共六種；而字符串的比較指令只有等于（==）和不等于（<>）兩種。2.比較數(shù)據(jù)類型可參與比較的數(shù)據(jù)有12種類型：Int、DInt、Real、USInt、UInt、UDInt、SInt、String、Char、Time、DTL、LReal?？梢允褂谩暗扔凇敝噶钆袛嗟谝粋€比較值（<操作數(shù)1>）是否等于第二個比較值（<操作數(shù)2>）。如果滿足比較條件，則指令返回邏輯運算結果(RLO)“1”。如果不滿足比較條件，則指令返回RLO“0”。該指令的RLO通過以下方式與整個程序段中的RLO進行邏輯運算：串聯(lián)比較指令時，將執(zhí)行“與”運算。并聯(lián)比較指令時，將進行“或”運算。在指令上方的操作數(shù)占位符中指定第一個比較值（<操作數(shù)1>）。在指令下方的操作數(shù)占位符中指定第二個比較值（<操作數(shù)2>）。CMP==：等于

定義

可以使用“大于”指令確定第一個比較值（<操作數(shù)1>）是否大于第二個比較值（<操作數(shù)2>）。要比較的兩個值必須為相同的數(shù)據(jù)類型。如果滿足比較條件，則指令返回邏輯運算結果(RLO)“1”。如果不滿足比較條件，則指令返回RLO“0”。CMP>：大于指令名稱功能JMP若RLO=1則跳轉JMPN若RLO=0則跳轉LABEL跳轉標簽JMP_LIST定義跳轉列表SWITCH跳轉分配器RET返回6.4

程序控制指令程序控制指令用于編寫結構化程序、優(yōu)化控制程序結構，以便減少程序執(zhí)行時間，主要包含用于改變程序執(zhí)行順序的跳轉指令和在程序運行過程中用于控制的指令。跳轉與標簽指令使用跳轉指令可以改變程序的執(zhí)行順序。當未執(zhí)行跳轉指令時，各個程序段按從上往下的順序先后執(zhí)行；當跳轉條件滿足時，執(zhí)行跳轉指令，中止程序的順序執(zhí)行，跳轉到標簽指令處程序開始執(zhí)行，跳轉時跳轉指令與標簽指令之間的程序CPU不再掃描執(zhí)行。6.5數(shù)據(jù)處理指令6.5.1移動指令

1.移動值指令MOVE移動值指令MOVE是將IN輸入操作數(shù)的源數(shù)據(jù)傳送給OUT1輸出的目的地址中；初始狀態(tài)中，指令框中只包含一個輸出OUT1，如果要傳送給多個輸出，可單擊指令框中的插入輸出符號擴展輸出數(shù)量?？梢允褂谩耙苿又怠敝噶顚N輸入操作數(shù)中的內容傳送給OUT1輸出的操作數(shù)中。始終沿地址升序方向進行傳送。如果滿足下列條件之一，使能輸出ENO將返回信號狀態(tài)“0”：使能輸入EN的信號狀態(tài)為“0”。IN參數(shù)的數(shù)據(jù)類型與OUT1參數(shù)的指定數(shù)據(jù)類型不對應。MOVE：移動值2.塊移動指令MOVE_BLK塊移動指令又稱為存儲區(qū)移動指令，用于將源存儲區(qū)的數(shù)據(jù)移動到目標存儲區(qū)，IN和OUT是待復制的源區(qū)域和目標區(qū)域的起始地址，COUNT指定需要復制的元素個數(shù)，僅當源區(qū)和目標區(qū)域的數(shù)據(jù)類型相同時，才能執(zhí)行該指令。3.塊填充指令FILL_BLK使用塊填充指令FILL_BLK可以使用指定數(shù)據(jù)元素的副本填充數(shù)組中連續(xù)的元素。指令操作數(shù)IN表示需要填入的數(shù)據(jù)，可以為常數(shù)；COUNT表示需要填入的數(shù)組元素的個數(shù)；OUT指定需要填入的第一個元素地址。。6.5.2

轉換指令1.轉換指令CONVERT轉換指令CONVERT用于將數(shù)據(jù)元素從一種數(shù)據(jù)類型轉換為另一種數(shù)據(jù)類型。轉換指令支持的數(shù)據(jù)類型包括：SInt，Int，DInt，USInt，UInt，UDInt，Byte，Word，DWord，Real，LReal，BCD16，BCD32。6.6數(shù)學運算指令與邏輯運算指令6.6.1

數(shù)學運算指令數(shù)學運算指令主要用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)的運算功能，可完成整數(shù)、長整數(shù)及實數(shù)的加、減、乘、除、求余、求絕對值等基本運算，以及浮點數(shù)的平方、平方根、自然對數(shù)、基于e的指數(shù)運算及三角函數(shù)等擴展運算。指令功能ADD加法運算指令：IN1+IN2=OUTSUB減法運算指令：IN1-IN2=OUTMUL乘法運算指令：IN1×IN2=OUTDIV除法運算指令：IN1÷IN2=OUTMOD取余數(shù)指令（返回除法的余數(shù)）1.四則運算指令

6.7移位和循環(huán)移位指令6.7.1移位指令移位指令包括右移SHR指令和左移SHL指令。

6.7.2循環(huán)移位指令循環(huán)移位指令包括循環(huán)右移ROR指令和循環(huán)左移ROL指令。循環(huán)移位指令特點在于從目標值一側循環(huán)移出的位數(shù)據(jù)將循環(huán)移位到目標值的另一側，因此原始位的值不會丟失。

第7章S7-1200PLC的編程及應用7.1S7-1200PLC的程序結構7.2梯形圖的編程規(guī)則7.3S7-1200PLC典型控制程序7.4PLC應用程序舉例

7.1S7-1200PLC的程序結構7.1.1塊的概念S7-1200的程序結構7.1S7-1200PLC的程序結構7.1.1塊的概念程序塊功能描述組織塊(OB)由操作系統(tǒng)調用，決定用戶程序的結構函數(shù)(FC)用戶編寫的子程序，不帶背景數(shù)據(jù)塊函數(shù)塊(FB)用戶編寫的子程序，帶有專用的背景數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)塊(DB)背景DB：用于保存相關FB的輸入、輸出、輸入/輸出和靜態(tài)變量，其數(shù)據(jù)在編譯時自動生成。全局DB：用于存儲程序數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)格式由用戶自行定義。程序塊的類型及功能描述7.1.2組織塊OB1．循環(huán)執(zhí)行組織塊2．啟動組織塊3．中斷組織塊主程序OB1屬于循環(huán)組織塊，CPU在“RUN”模式時循環(huán)執(zhí)行OB1，可以在OB1中調用函數(shù)FC和函數(shù)塊FB。啟動組織塊一般用于初始化程序，如賦初值。在CPU從“STOP”模式切換到“RUN”模式時，執(zhí)行一次啟動組織塊，執(zhí)行完后讀取過程映像輸入?yún)^(qū)，開始執(zhí)行OB1。中斷組織塊包括循環(huán)中斷、時間中斷、延時中斷及硬件中斷組織塊等。數(shù)據(jù)塊DB用于存儲程序數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)塊占用CPU的裝載存儲器和工作存儲器。與M存儲區(qū)相比，使用功能類似，都是全局變量。數(shù)據(jù)塊DB可以分為：分為全局數(shù)據(jù)塊、背景數(shù)據(jù)塊和基于數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)塊。7.1.3數(shù)據(jù)塊DB全局數(shù)據(jù)塊必須在創(chuàng)建后才能在程序中使用。在TIA博途的項目樹中，點擊已添加的設備“PLC_1”→“程序塊”→“添加新塊”，選擇“數(shù)據(jù)塊”創(chuàng)建全局數(shù)據(jù)塊，DB塊編號范圍1～59999。在數(shù)據(jù)塊的“常規(guī)＞屬性”里設置DB塊的訪問方式。1．全局數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)塊的訪問設置背景數(shù)據(jù)塊與函數(shù)塊相關聯(lián)，存儲FB的輸入、輸出、輸入/輸出參數(shù)及靜態(tài)變量，其變量只能在FB中定義，不能在背景數(shù)據(jù)塊中直接創(chuàng)建。程序中調用FB時，可以為其分配一個背景DB，也可以直接定義一個新的DB塊，該DB塊將自動生成并作為這個FB的背景數(shù)據(jù)塊。2．背景數(shù)據(jù)塊7.1.3數(shù)據(jù)塊DB函數(shù)FC是不帶存儲器的代碼塊。其臨時變量存儲在局部數(shù)據(jù)堆棧中，F(xiàn)C執(zhí)行結束后，這些數(shù)據(jù)就丟失?？梢怨蚕頂?shù)據(jù)區(qū)來存儲那些在FC執(zhí)行結束后需要保存的數(shù)據(jù)，不能為FC的局部數(shù)據(jù)分配初始值。函數(shù)FC相當于子程序，當程序員希望重復執(zhí)行某項功能時，可將其寫成FC，在OB1或其他FC/FB中調用。這樣不僅可以簡化代碼，縮短掃描周期，而且有利于程序調試，增強程序的可讀性和移植性。7.1.4函數(shù)FCFC在使用時可選擇不帶參數(shù)的FC和帶參數(shù)的FC。函數(shù)FC的應用【例7-1】用不帶參數(shù)的函數(shù)FC實現(xiàn)電動機的啟保?？刂?。函數(shù)FC1中的程序在OB1中調用函數(shù)FC17.1.4函數(shù)FC【例7-2】用帶參數(shù)的函數(shù)FC實現(xiàn)電動機的啟保?？刂啤Ｔ贔C1的接口區(qū)新建參數(shù)7.1.4函數(shù)FC【例7-2】用帶參數(shù)的函數(shù)FC實現(xiàn)電動機的啟保?？刂?。函數(shù)FC1中的程序在OB1中調用函數(shù)FC17.1.4函數(shù)FC函數(shù)塊FB是用戶編寫的代碼塊，擁有自己的存儲區(qū)，即背景數(shù)據(jù)塊。與函數(shù)FC相比，函數(shù)塊FB的輸入?yún)?shù)、輸出參數(shù)、輸入/輸出參數(shù)和靜態(tài)變量都存儲在指定的背景數(shù)據(jù)塊中。函數(shù)塊FB執(zhí)行完后，背景數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)不會丟失。函數(shù)塊FB在使用時可以使用帶參數(shù)的FB和不帶參數(shù)的FB，帶參數(shù)的FB與帶參數(shù)的FC的區(qū)別在于帶參數(shù)的FC調用后需要賦予實參后才可運行，而帶參數(shù)的FB可以不用賦予實參也可運行。函數(shù)塊FB在調用時會提示生成相應的背景數(shù)據(jù)塊，其結構與對應的FB的接口區(qū)相同，選擇背景數(shù)據(jù)塊時有三種選擇，分別為單一的背景數(shù)據(jù)塊，多重背景數(shù)據(jù)塊和參數(shù)實例。7.1.5函數(shù)塊FB7.2梯形圖的編程規(guī)則PLC編程應該遵循以下基本原則：（1）每一邏輯行總是起于左母線，最后終止于線圈或右母線（右母線可以不畫出）（a）錯誤（b）正確7.2梯形圖的編程規(guī)則（2）無論選用哪種機型的PLC,所用元件的編號必須在該機型的有效范圍內。例如CPU1511-1PN最大I/O范圍是32KB。（3）觸點的使用次數(shù)不受限制。例如，輔助繼電器M0.0可以在梯形圖中出現(xiàn)無限制的次數(shù)，而實物繼電器的觸點一般少于8對，只能用有限次。7.2梯形圖的編程規(guī)則（4）在梯形圖中同一線圈只能出現(xiàn)一次。如果在程序中，同一線圈使用了兩次或多次，稱為“雙線圈輸出”。對于“雙線圈輸出”，有些PLC將其視為語法錯誤，絕對不允許；有些PLC則將前面的輸出視為無效，只有最后一次輸出有效(如西門子PLC)；而有些PLC在含有跳轉指令或步進指令的梯形圖中允許雙線圈輸出。7.2梯形圖的編程規(guī)則（5）對于不可編程的梯形圖必須經(jīng)過等效變換，變成可編程梯形圖。（a）橋式電路（b）等效變換電路7.2梯形圖的編程規(guī)則（a）不合理（b）合理（6）多上串左。7.2梯形圖的編程規(guī)則（a）不合理（b）合理（7）為了安全考慮，PLC輸入端子接入的停止按鈕和急停按鈕應使用常閉觸點，而不應使用常開觸點。（6）多上串左。7.3S7-1200PLC典型控制程序7.3.1自鎖/互鎖控制（1）自鎖控制（2）互鎖控制（連鎖控制）（2）互鎖控制（連鎖控制）7.3.2時間控制1．分頻電路二分頻電路2．閃爍電路（1）使用時鐘存儲器字節(jié)2．閃爍電路（2）使用定時器7.3.3順序控制7.4PLC應用程序舉例7.4.1液體混合攪拌器控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

液體混合攪拌器7.4.1液體混合攪拌器控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)PLC的I/O點地址連接的外部設備在控制系統(tǒng)中的作用I0.0SQ1上液位測量I0.1SQ2中液位測量I0.2SQ3下液位測量I0.3SB1系統(tǒng)啟動命令I0.4SB2系統(tǒng)停止命令Q0.0YV1控制閥AQ0.1YV2控制閥BQ0.2YV3控制閥CQ0.3YV4控制電動機M（1）分配I/O地址（2）PLC外部接線（3）PLC控制程序設計7.4.1液體混合攪拌器控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)1．設計要求小車自動運料示意圖7.4.2運料小車控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)2.PLC選型及接線本例采用西門子公司的S7-1200系列CPU1212CAC/DC/Rly型號PLC。該模塊輸入電源為交流85~264V，提供8點數(shù)字量輸入，6點數(shù)字量輸出符號名稱地址

符號名稱地址起動按鈕SB1I0.0

裝料電磁閥YV1Q0.0停止按鈕SB2I0.1

右行線圈KM2Q0.1左側行程開關ST1I0.2

卸料電磁閥YV2Q0.2右側行程開關ST2I0.3

左行線圈KM1Q0.3手動/檢修選擇開關SAI0.4

手動前進I0.5

手動后退I0.6

7.4.2運料小車控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)2.PLC選型及接線3．PLC控制程序設計7.4.2運料小車控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)第8章S7-1200PLC的通信及應用8.1西門子通信網(wǎng)絡基礎知識8.2S7-1200PLC的以太網(wǎng)通信8.3S7-1200PLC的S7通信8.4S7-1200PLC與HMI的通信

8.1西門子通信網(wǎng)絡基礎知識8.1.1OSI參考模型PLC的通信包括PLC與PLC之間的通信、PLC與上位計算機之間的通信以及和其他聯(lián)智能設備之間的通信。PLC與PLC之間通信的實質就是計算機的通信，使得眾多外獨立的控制任務構成一個控制工程整體，形成模塊控制體系。PLC與計算機連接組成網(wǎng)絡，將PLC用于控制工業(yè)現(xiàn)場，計算機用于編程、顯示和管理等任務，構成“集中管理、分散控制”的分布式控制系（DCS）。通信網(wǎng)絡的核心是OSI（OpenSystemInterconnection，開放式系統(tǒng)互聯(lián)）參考模型。1984年，國際標準化組織(ISO)，提出了開放式系統(tǒng)互聯(lián)的7層模型，即OSI的模型。該模型自下而上分為:物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。OSI的上3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4層負責定義數(shù)據(jù)的物理傳輸介質和網(wǎng)絡設備。（1）物理層(PhysicalLayer):定義了傳輸介質、連接器和信號發(fā)生器的類型，規(guī)定了物理連接的電氣、機械功能特性，如電壓、傳輸速率和傳輸距離等特性。建立、維護和斷開物理連接。典型的物理層設備有集線器(HUB)和中繼器等。（2）數(shù)據(jù)鏈路層(DataLinkLayer):確定傳輸站點物理地址以及將消息傳送到協(xié)議棧，提供順序控制和數(shù)據(jù)流向控制。建立邏輯連接、進行硬件地址尋址和差錯校驗等功能（由底層網(wǎng)絡定義協(xié)議)。典型的數(shù)據(jù)鏈路層的設備有交換機和網(wǎng)橋等。（3）網(wǎng)絡層(NetworkLayer):進行邏輯地址尋址，實現(xiàn)不同網(wǎng)絡之間的路徑選擇。協(xié)議有：ICMP，IGMPIP(IPv4.IPv6)、ARP和RARP。典型的網(wǎng)絡層設備是路由器。（4）傳輸層(TransportLayer):定義傳輸數(shù)據(jù)的協(xié)議端口號，以及流控和差錯校驗。協(xié)議有：TCP、UDP。網(wǎng)關是互聯(lián)網(wǎng)設備中最復雜的，它是傳輸層及以上層的設備。（5）會話層(SessionLayer):建立、管理和終止會話。（6）表示層(PresentationLayer):數(shù)據(jù)的表示、安全和壓縮。（7）應用層(Application):網(wǎng)絡服務與最終用戶的一個接口。協(xié)議有:HTTP、FTP、TFTP、SMTP、SNMP和DNS等。8.1.2S7-1200PLC的以太網(wǎng)通信技術（1）S7-1200PLC系統(tǒng)以太網(wǎng)接口S7-1200PLC的CPU僅集成一個X1接口，S7-1200PLC以太網(wǎng)接口支持的通信方式按照實時性和非實時性進行劃分，支持的通信服務如下表所示。接口類型實時通信非實時通信PROFINETIOI-DeviceOUC通信S7通信Web服務器CPU集成接口X1有有有有有（2）西門子工業(yè)以太網(wǎng)通信方式工業(yè)以太網(wǎng)通信主要利用第2層（ISO）和第4層（TCP）的協(xié)議。S7-1200PLC系統(tǒng)以太網(wǎng)接口支持的非實時性分為兩種OpenUserCommunication（OUC）通信和S7通信，而實時性通信只有PROFINETIO通信。OUC（開放式用戶通信）適用于SIMATICS7-1200/1500/300/400PLC之間的通信、S7PLC與S5PLC之間的通信、PLC與個人計算機或第三方設備之間的通信，OUC通信包含以下通信連接。①ISOTransport（ISO傳輸協(xié)議支持）ISO傳輸協(xié)議支持基于ISO的發(fā)送和接收，使得設備(例如SIMATICS5或PC)在以大網(wǎng)上的通信非常容易，該服務支持大數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)傳輸(最大64KB)。ISO數(shù)據(jù)接收由通信方確認。通過功能塊可以看到確認信息。用于SIMATICS5和SIMATICS7的工業(yè)以太網(wǎng)連接。

②ISO-on-TCPISO-on-TCP支持第4層TCP/IP協(xié)議的開放數(shù)據(jù)通信。用于支持SIMATICsS7和PC以及非西門子支持的TCP/IP以太網(wǎng)系統(tǒng)。ISO-on-TCP符合TCP/IP.但相對于標準的TCP/IP.還附加了RFC1006協(xié)議，RFC1006是一個標準協(xié)議，該協(xié)議描述了如何將IS0映射到TCP上去。③UDPUDP(UserDatagramProtocol，用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議)，屬于第4層協(xié)議，提供了S5兼容通信協(xié)議，適用于簡單的交叉網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸，沒有數(shù)據(jù)確認報文，不檢測數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性。UDP支持基于UDP的發(fā)送和接收，使得設備(例如PC或非西門子公司設備)在工業(yè)以太網(wǎng)上的通信非常容易。該協(xié)議支持較大數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)傳輸(最大1472字節(jié))，數(shù)據(jù)可以通過工業(yè)以太網(wǎng)或TCP/IP網(wǎng)絡(撥號網(wǎng)絡或因特網(wǎng))傳輸。SIMATICS7通過建立UDP連接，提供了發(fā)送/接收通信功能，與TCP不同，UDP實際上并沒有在通信雙方建立一個固定的連接。④TCP/IPTCP/IP中傳輸控制協(xié)議，支持第4層TCP/IP協(xié)議的開放數(shù)據(jù)通信。提供了數(shù)據(jù)流通信，但并不將數(shù)據(jù)封裝成消息塊，因而用戶并不接收到每一個任務的確認信號，TCP支持面向TCP/IP的Socket。S7-1200PLC系統(tǒng)以太網(wǎng)接口支持的通信連接類型如下表所示。接口類型連接類型ISOISO-on-TCPTCP/IPUDPS7-1200CPU集成接口X1無有有有8.1.3S7-1200PLC的S7通信技術S7通信（S7Communication）集成在每一個SIMATICS7/M7和C7的系統(tǒng)中，屬于OSI參考模型第7層應用層的協(xié)議，它獨立于各個網(wǎng)絡，可以應用于多種網(wǎng)絡（MPI、PROFIBUS、工業(yè)以太網(wǎng)）。S7通信通過不斷地重復接收數(shù)據(jù)來保證網(wǎng)絡報文的正確。在SIMATICS7中，通過組態(tài)建立S7連接來實現(xiàn)S7通信。8.2S7-1200PLC的以太網(wǎng)通信8.2.1通信指令介紹（1）TSEND_C指令TCP和ISO-on-TCP通信均可調用此指令，TSEND_C指令可與伙伴站建立TCP和ISO-on-TCP通信連接、發(fā)送數(shù)據(jù)，并且可以終止該連接。設置并建立連接后，CPU會自動保持和監(jiān)視該連接。LAD輸入/輸出說明

EN使能REQ在上升沿是，啟動相應作業(yè)以建立ID所指定的連接CONT控制通信連接：0：數(shù)據(jù)發(fā)送完成后斷開通信連接1：建立并保持通信連接LEN通過作業(yè)發(fā)送的最大字節(jié)數(shù)CONNECT指向連接描述的指針DATA指向發(fā)送區(qū)的指針BUSY狀態(tài)參數(shù)，可具有以下值：0：發(fā)送作業(yè)尚未開始或已完成1：發(fā)送作業(yè)尚未完成，無法啟動新的發(fā)送作業(yè)DONE上一請求已完成且沒有出錯后，DONE位將保持為TURE一個掃描時間STATUS故障代碼ERROR是否出錯：0：無錯誤；1:有錯誤（2）TRCV_C指令TCP和ISO-on-TCP通信均可調用此指令，TRCV_C指令可與伙伴站建立TCP和ISO-on-TCP通信連接，可接收數(shù)據(jù)，并且可以終止該連接。設置并建立連接后，CPU會自動保持和監(jiān)視該連接。LAD輸入/輸出說明

EN使能EN_R啟用接收CONT控制通信連接：0：數(shù)據(jù)發(fā)送完成后斷開通信連接1：建立并保持通信連接LEN通過作業(yè)發(fā)送的最大字節(jié)數(shù)CONNECT指向連接描述的指針DATA指向接收區(qū)的指針BUSY狀態(tài)參數(shù)，可具有以下值：0：發(fā)送作業(yè)尚未開始或已完成1：發(fā)送作業(yè)尚未完成，無法啟動新的發(fā)送作業(yè)DONE上一請求已完成且沒有出錯后，DONE位將保持為TURE一個掃描時間STATUS故障代碼RCVD_LEN實際接受到的數(shù)據(jù)量（字節(jié)）ERROR是否出錯：0：無錯誤；1:有錯誤8.2.2以太網(wǎng)通信應用實例1：利用以太網(wǎng)通信，實現(xiàn)兩臺S7-1200PLC的數(shù)據(jù)傳輸。S7-1200與S7-1200之間的以太網(wǎng)通信可以通過TCP或ISO-on-TCP協(xié)議來實現(xiàn)，使用的通信指令是在雙方CPU通用T-block(TSEND_C,TRCV_C,TCON,TDISCON,TSEN,TRCV)指令來實現(xiàn)，通信方式為雙邊通信，因此通信指令必須成對出現(xiàn)。本案例采用TCP協(xié)議和TSEND_C和TRCV_C指令來實現(xiàn)通信功能。（1）新建項目打開博途軟件，創(chuàng)建新項目，命名為：2個S7-1200之間通信。（2）硬件配置在TIA博途軟件項目視圖的項目樹中，雙擊“添加新設備”按鈕，添加新設備，命名為PLC1，這里選擇的是CPU1214C，版本V4.1。（3）CPU屬性設置選中CPU模塊的“系統(tǒng)和時鐘存儲器”，啟用系統(tǒng)存儲器字節(jié)和時鐘存儲器字節(jié)。（4）IP地址設置選中CPU模塊的“以太網(wǎng)地址”，設置IP地址設為：。（5）新建數(shù)據(jù)塊新建全局數(shù)據(jù)塊DB1，命名為Data，用來發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。（6）新建數(shù)組在數(shù)據(jù)塊DB1中，新建數(shù)組send,用來發(fā)送數(shù)據(jù)到對方通信PLC，數(shù)據(jù)類型為Array[0..9]ofByte,共計10個字節(jié)；新建數(shù)組receive,用來接收對方通信PLC發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)類型為Array[0..9]ofByte,共計10個字節(jié)。（7）數(shù)據(jù)塊屬性設置在全局數(shù)據(jù)塊DB1點擊右鍵，選擇“屬性”，將“優(yōu)化的塊訪問”復選框的鉤去掉，因為使用絕對尋址，需要禁用這個選項。（8）PLC2硬件配置在PLC1上點擊右鍵，復制并粘貼，命名為PLC2，修改IP地址：。（9）連接PLC1和PLC2點擊項目根目錄下的“設備和網(wǎng)絡”，并用鼠標連線PLC1與PLC2的通信網(wǎng)口。（10）調用TSEND_C和TRCV_C指令在PLC1的Main(OB1)中編程，選擇通信指令中的開放式用戶通信指令：TSEND_C，TRCV_C。（11）TSEND_C指令參數(shù)設置選中TSEND_C指令,右鍵屬性，選擇組態(tài)，并設置各項參數(shù)如圖所示。（12）TRCV_C指令指令參數(shù)設置選中TRCV_C指令,右鍵屬性，選擇組態(tài)，并設置各項參數(shù)如圖所示。（13）編寫程序在PLC1Main(OB1)中編寫的如下程序。在PLC2Main(OB1)的編程和PLC1類同。8.3S7-1200PLC的S7通信8.3.1通信指令介紹（1）PUT指令PUT指令主要用于發(fā)送數(shù)據(jù)，并且可以終止該連接。設置并建立連接后，CPU會自動保持和監(jiān)視該連接。LAD輸入/輸出說明

EN使能REQ啟用發(fā)送，上升沿觸發(fā)ID創(chuàng)建本地連接時的S7連接號ADDR_1發(fā)送到通信伙伴數(shù)據(jù)區(qū)的地址SD_1本地發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)地址DONE為1時，發(fā)送完成ERROR為1時，有故障發(fā)生STATUS故障代碼（2）GET指令GET指令主要用于接收數(shù)據(jù)，并且可以終止該連接。設置并建立連接后，CPU會自動保持和監(jiān)視該連接。LAD輸入/輸出說明

EN使能REQ啟動接收，上升沿觸發(fā)ID創(chuàng)建本地連接時的S7連接號ADDR_1待讀取通信伙伴數(shù)據(jù)區(qū)的地址RD_1本地存儲數(shù)據(jù)區(qū)地址DONE為1時，讀取完成ERROR為1時，有故障發(fā)生STATUS故障代碼8.3.2S7通信應用實例1：利用S7通信，實現(xiàn)兩臺S7-1200PLC的數(shù)據(jù)傳輸。S7-1200與S7-1200之間可以通過PROFINET通信口作為S7通信的服務器和客戶端，通信使用PUT和GET指令來實現(xiàn)，通信方式為單邊通信。（1）新建項目打開博途軟件，創(chuàng)建新項目，命名為：S7-1200的S7通信，并在“項目樹”里雙擊“添加新設備”，添加兩臺PLC，這里以CPU1214CDC/DC/DC（6ES7214-1AG40-0XB0）為例。其中，PLC_1為客戶端（主站），PLC_2為服務器（從站）。（2）設置IP地址選中PLC_1主站CPU模塊的“以太網(wǎng)地址”，設置IP地址設為：。同理，將PLC_2服務器（從站）的IP地址設為。（3）CPU屬性設置選中PLC_1主站CPU模塊的“系統(tǒng)和時鐘存儲器”，啟用系統(tǒng)存儲器字節(jié)和時鐘存儲器字節(jié)。同理，對將PLC_2服務器進行相同設置。（4）建立S7連接在“設備組態(tài)”中?，選擇“網(wǎng)絡視圖”欄進行配置網(wǎng)絡，點中左上角的“連接”圖標，連接框中選擇“S7連接”，并用鼠標連線PLC_1與PLC_2的通信網(wǎng)口。連線成功后，如圖所示，兩個PLC之間的S7通信連接完成。（5）CPU通信設置回到項目樹，雙擊PLC_2中的“設備組態(tài)”，右擊PLC，點“屬性”，在“常規(guī)-保護與安全-連接機制”中勾選“允許來自遠程對象的PUT/GET通信訪問”。（6）新建數(shù)據(jù)塊在?PLC_1中，分別創(chuàng)建發(fā)送和接收數(shù)據(jù)塊?DB1?和?DB2，定義成?10?個字節(jié)的數(shù)組。同理，在PLC_2中，也分別創(chuàng)建發(fā)送和接收數(shù)據(jù)塊?DB1?和?DB2，定義成?10個字節(jié)的數(shù)組。（7）數(shù)據(jù)塊屬性設置在全局數(shù)據(jù)塊，點擊右鍵，選擇“屬性”，將“優(yōu)化的塊訪問”復選框的鉤去掉，因為使用絕對尋址，需要禁用這個選項。（8）調用PUT和GET指令在PLC_1的Main(OB1)中編程，選擇通信指令中的S7通信指令：PUT，GET。（9）PUT指令參數(shù)設置選中PUT指令,右鍵屬性，選擇組態(tài)，并設置各項參數(shù)如圖所示。（10）GET指令指令參數(shù)設置選中GET指令,右鍵屬性，選擇組態(tài)，并設置各項參數(shù)如圖所示。（11）編寫程序在PLC_1Main(OB1)中編寫如下程序。在PLC_2Main(OB1)的編程和P