機(jī)電一體化技術(shù) -課件 項(xiàng)目九

機(jī)電一體化技術(shù)主編

張奇良

魯佳

王紅錦PARTONE項(xiàng)目九PLC的通信與組網(wǎng)目錄/CONTENTS任務(wù)一計(jì)算機(jī)通信概述任務(wù)二S7-200的網(wǎng)絡(luò)通信行業(yè)PPT模板/hangye/PARTONE任務(wù)一計(jì)算機(jī)通信概述

近年來,計(jì)算機(jī)控制已被迅速地推廣和普及,很多企業(yè)已經(jīng)在大量地使用各式各樣的可編程設(shè)備。例如,工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、PLC、變頻器、機(jī)器人、柔性制造系統(tǒng)等。將不同廠家生產(chǎn)的這些設(shè)備連在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中,相互之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,實(shí)現(xiàn)分散控制和集中管理,是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展的大趨勢(shì)。因此,了解有關(guān)工廠自動(dòng)化通信網(wǎng)絡(luò)和PLC通信方面的知識(shí)是必要的。3.傳輸速率1.全雙工通信方式2.半雙工通信方式

全雙工通信方式數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收分別使用兩根或兩組不同的數(shù)據(jù)線,通信的雙方都能在同一時(shí)刻接收和發(fā)送信息,全雙工通信方式如圖9-1所示。

半雙工通信方式用同一組線(如雙絞線)接收和發(fā)送數(shù)據(jù),通信的某一方在同一時(shí)刻只能發(fā)送數(shù)據(jù)或接收數(shù)據(jù),半雙工通信方式如圖9-2所示。

在串行通信中,用“波特率”來描述數(shù)據(jù)的傳輸速率。波特率即每秒傳送的二進(jìn)制位數(shù),英文縮略語為bps(bitspersecond),單位符號(hào)為bit/s,可簡(jiǎn)寫為b/s。常用的標(biāo)準(zhǔn)傳輸速率為300~38400bit/s等。

一、單工與雙工通信方式

單工通信方式只能沿單一方向發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。雙工通信方式的信息可以沿兩個(gè)方向傳送,每一個(gè)站既可以發(fā)送數(shù)據(jù),也可以接收數(shù)據(jù)。雙工通信方式又分為全雙工和半雙工兩種通信方式。1.RS-232C2.RS-422A

RS-232C網(wǎng)絡(luò)如圖9-3所示(GND為信號(hào)地)。RS-232C使用單端驅(qū)動(dòng)、單端接收的電路,容易受到公共地線上的電位差和外部引入的干擾信號(hào)的影響。

RS-422A在最大傳輸速率(10Mbit/s)時(shí),允許的最大通信距離為12m。傳輸速率為100bit/s時(shí),最大通信距離為1200m。一臺(tái)驅(qū)動(dòng)器可以連接10臺(tái)接收器。二、串行通信的接口標(biāo)準(zhǔn)3.RS-485

RS-485網(wǎng)絡(luò)如圖9-4所示,構(gòu)成分布式系統(tǒng),在系統(tǒng)中最多可以有32個(gè)站,新的接口器件已允許連接128個(gè)站,而且輸出阻抗低,無接地回路,所以抗干擾性好,傳輸速率可以達(dá)到10Mbit/s。PARTTWO任務(wù)二S7-200的網(wǎng)絡(luò)通信添加標(biāo)題1.點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接口協(xié)議

PPI(Point-to-PointInterface)是主/從協(xié)議,網(wǎng)絡(luò)中的S7-200CPU均為從站,其他CPU、SIMATIC編程器或文本顯示器TD200為主站。4.TCP/IP協(xié)議

S7-200配備了以太網(wǎng)模塊CP-243-1或互聯(lián)網(wǎng)模塊CP-243-1IT后,支持TCP/IP以太網(wǎng)通信協(xié)議,計(jì)算機(jī)應(yīng)安裝以太網(wǎng)網(wǎng)卡。2.多點(diǎn)接口協(xié)議

MPI是集成在西門子公司的PLC、操作界面和編程器上的集成通信接口,用于建立小型的通信網(wǎng)絡(luò),最多可以接32個(gè)節(jié)點(diǎn),典型數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為64個(gè)字節(jié),最大距離為100m。5.用戶定義的協(xié)議(自由端口模式)

通過使用接收中斷、發(fā)送中斷、字符中斷、發(fā)送指令(XMT)和接收指令(RCV),自由端口通信可以控制S7-200CPU通信口的操作模式。一、S7-200的串行通信協(xié)議3.PROFIBUS協(xié)議

PROFIBUS協(xié)議通常用于分布式I/O設(shè)備(遠(yuǎn)程I/O)的高速通信。許多廠家生產(chǎn)類型眾多的PROFIBUS設(shè)備,如I/O模塊、電機(jī)控制器和PLC。1.多主站PPI(點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接口)電纜

S7-200的通信接口為RS-485,計(jì)算機(jī)可以使用RS-232C或USB通信接口,多主站PPI電纜用于計(jì)算機(jī)與S7-200之間的通信,有RS-232C/PPI和USB/PPI兩種電纜。2.CP通信卡

在運(yùn)行Windows操作系統(tǒng)的個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)上安裝STEP7-Micro/WIN編程軟件后,PC可以作為網(wǎng)絡(luò)中的主站。3.單主站PPI網(wǎng)絡(luò)

一臺(tái)編程站(主站)通過PPI電纜或編程站上的CP通信卡與S7-200CPU(主站)通信。人機(jī)界面(HMI,如TD200和觸摸屏)也可以作為主站。4.多主站PPI網(wǎng)絡(luò)

多主站通信系統(tǒng)如圖9-5所示,編程站和HMI是通信網(wǎng)絡(luò)中的主站,如果使用PPI多主站電纜,則該電纜作為主站,并且使用STEP7-Micro/WIN提供給它的地址,S7-200CPU作為從站。二、PPI網(wǎng)絡(luò)的硬件接口與網(wǎng)絡(luò)配置三、PPI多主站電纜1.PPI多主站電纜上DIP開關(guān)的設(shè)置

如圖9-6所示的PPI多主站電纜,其護(hù)套上有8個(gè)DIP開關(guān),通信的波特率和DIP開關(guān)的1~3位設(shè)置如表9-1所示;(1)RS-232C/PPI多主站電纜用于STEP7-Micro/WIN或自由口操作

如果用PPI電纜將S7-200直接連接到計(jì)算機(jī),則DIP開關(guān)的第5位為0(PPI/自由口模式),第6位為0(本地模式),第7位為0(11位模式)。

如果S7-200連接到調(diào)制解調(diào)器,則DIP開關(guān)的第5位為0,第6位為1(遠(yuǎn)程模式),根據(jù)調(diào)制解調(diào)器每個(gè)字符是10位還是11位來設(shè)置第7位開關(guān)。(2)RS-232C/PPI多主站電纜用于STEP7-Micro/WINV3.2.4或更高版本

如果用PPI電纜將S7-200直接連接到計(jì)算機(jī),則DIP開關(guān)的第5位設(shè)為1(PPI模式),第6位設(shè)為0(本地模式)。

如果S7-200連接到調(diào)制解調(diào)器,則DIP開關(guān)的第5位為1,第6位為1(遠(yuǎn)程模式)?！癟X”和“RX”LED分別指示RS-232C或USB發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)?！癙PI”LED用來指示RS-485發(fā)送數(shù)據(jù)。3.切換時(shí)間當(dāng)數(shù)據(jù)從RS-232C傳遞到RS-485口時(shí),PPI電纜是發(fā)送模式。當(dāng)數(shù)據(jù)從RS-485傳遞到RS-232C口時(shí),電纜是接收模式。4.S7-200USB/PPI多主站電纜必須安裝STEP7-Micro/WINServicePack4或更高的版本,才能使用USB/PPI多主站電纜,最好配合S7-200CPU22X或更新型的CPU來使用。USB電纜不支持自由口通信。2.PPI多主站電纜上的LED5.PC/PPI電纜PC/PPI電纜是S7-200舊型號(hào)的編程電纜,可以與新版的編程軟件配合使用。國內(nèi)有的公司生產(chǎn)與它兼容的產(chǎn)品,取消了DIP開關(guān)。(1)S7-200CPU響應(yīng)RS-232C設(shè)備發(fā)送給它的報(bào)文(massage)在接收到RS-232C設(shè)備的請(qǐng)求報(bào)文后,S7-200CPU發(fā)送響應(yīng)報(bào)文的延遲時(shí)間必須大于或等于電纜的切換時(shí)間。(2)RS-232C設(shè)備響應(yīng)S7-200CPU發(fā)送給它的報(bào)文

在接收到RS-232C設(shè)備的響應(yīng)報(bào)文后,S7-200CPU發(fā)出下一次請(qǐng)求報(bào)文的延遲時(shí)間必須大于或等于電纜的切換時(shí)間。

在兩種情況下,延遲使PPI多主站電纜有足夠的時(shí)間從發(fā)送模式切換到接收模式,使數(shù)據(jù)從RS-485口傳到RS-232C口。

如果在使用自由端口模式的系統(tǒng)中使用PPI電纜,則對(duì)于下面的情況,必須在S7-200CPU的用戶程序中考慮電纜的切換時(shí)間。四、在編程軟件中設(shè)置通信接口的參數(shù)

在STEP7-Micro/WIN中執(zhí)行“查看”→“組件”→“設(shè)置PG/PC接口”菜單命令,或者用鼠標(biāo)左鍵雙擊指令樹中的“設(shè)置PG/PC接口”圖標(biāo),可以打開“設(shè)置PG/PC接口”(SetPG/PCInterface)對(duì)話框,如圖9-7所示。在“通信”對(duì)話框中單擊“設(shè)置PG/PC接口”,也可以進(jìn)入“設(shè)置PG/PC接口”對(duì)話框。1.選擇通信硬件

打開圖9-7所示的對(duì)話框,在“已使用的接口參數(shù)分配(P)”列表框中選擇“PC/PPIcable(PPI)”選項(xiàng)。2.設(shè)置PC/PPI電纜的PPI參數(shù)

在“設(shè)置PG/PC接口”對(duì)話框中單擊“屬性(R)”按鈕,將打開“屬性-PC/