第8章 可編程序控制器的應用系統(tǒng)設計

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第8章PLC應用系統(tǒng)設計及網絡通信8.1PLC應用系統(tǒng)的設計8.2PLC的網絡通信8.3S7-200系列CPU與計算機設備的通信8.4

S7-200系列PLC自由口通信8.5

S7-200CPU的PROFIBUS-DP通信12/18/20249:39PM8.1

PLC應用系統(tǒng)的設計8.1.1PLC應用系統(tǒng)設計的內容和步驟①充分發(fā)揮PLC功能，最大限度地滿足被控對象的控制要求；②在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡單、經濟、使用及維修方便；③保證控制系統(tǒng)安全可靠；④應考慮生產的發(fā)展和工藝的改進，在選擇PLC的型號、I/O點數和存儲器容量等內容時，應留有適當的余量，以利于系統(tǒng)的調整和擴充。1.PLC應用系統(tǒng)設計的基本原則12/18/20249:39PM2.PLC應用系統(tǒng)設計的一般步驟PLC控制系統(tǒng)設計流程圖如圖8-1所示。圖8-1

PLC控制系統(tǒng)設計流程圖.12/18/20249:39PM8.1.2

PLC的選擇1.PLC的機型選擇(1)結構合理(2)安裝方式(3)功能合理(4)系統(tǒng)的可靠性(5)機型統(tǒng)一12/18/20249:39PM8.1.3PLC的容量選擇1.I/O點數

通常I/O點數是根據被控對象的輸入、輸出信號的實際需要，再加上10%~15%的備用量來確定。2.用戶存儲容量

一般可按下式估算，再按實際需要留適當的余量（20％～30％）來選擇。存儲容量＝開關量I/O點總數×10+模擬量通道數×10012/18/20249:39PM3.I/O模塊的選擇(1)開關量輸入模塊的選擇1)輸入信號的類型及電壓等級的選擇2)輸入接線方式選擇按輸入電路接線方式的不同，開關量輸入模塊可分為匯點式輸入和分組式輸入兩種1MI0.0I0.1I0.2┊In.n1MI0.0I0.1I0.22MI0.3I0.4圖8-2輸入的接線方式(a)匯點式輸入(b)分組式輸入(a)(b)12/18/20249:39PM3)注意同時接通的輸入點數量

對于選用高密度的輸入模塊（如32點、48點等），應考慮該模塊同時接通的點數一般不要超過輸入點數的60％。(2)開關量輸出模塊的選擇1)輸出方式的選擇

開關量輸出模塊有三種輸出方式：繼電器輸出、晶閘管輸出和晶體管輸出。2)輸出接線方式的選擇

按PLC的輸出接線方式的不同，一般有分組式輸出和分隔式輸出兩種。12/18/20249:39PM圖8-3輸出的接線方式(a)分組式輸出(b)分隔式輸出12/18/20249:39PM3)輸出電流的選擇4)注意同時接通的輸出點數量

選擇輸出模塊時，還應考慮能同時接通的輸出點數量。一般來說，同時接通的點數不要超出同一公共端輸出點數的60％。5)輸出的最大負載電流與負載類型、環(huán)境溫度等因素有關(3)電源模塊編程器的選擇1）電源模塊的選擇2）編程器的選擇12/18/20249:39PM8.1.4節(jié)省PLC輸入/輸出點數的方法1.減少輸入點數的方法(1)分時分組輸入圖8-4分時分組輸入

圖8-4所示為系統(tǒng)有自動和手動兩種工作方式?！白詣印陛斎胄盘朣1~S8”、“手動”輸入信號B1~B8,兩組輸入信號共用PLC輸入點I0.0~I0.7,用“工作方式”選擇開關SA來切換“自動”和“手動”信號輸入電路。SAB8B2B1S1+24VI1.0I0.0I0.1┋I0.7S2S8┋12/18/20249:39PM(2)輸入觸點的合并例如某負載可在多處起動和停止，可以將三個起動信號并聯(lián)，將三個停止信號串聯(lián)，分別送給PLC的兩個輸入點SB3SB2SB1I0.1I0.2PLC+24VSB4SB5SB6圖8-5輸入觸點合并12/18/20249:39PM(3)將信號設置在PLC之外系統(tǒng)中的某些輸入信號功能簡單、涉及面很窄，如手動操作按鈕、電動機過載保護的熱繼電器觸點等，有時就沒有必要作為PLC輸入。將它們放在外部電路中,同樣可以滿足控制要求。如圖8-6所示。圖8-6輸入信號設在PLC外部KM3KM2KM1自動手動FR2FR1FR3SB3SB2O0.0O0.1PLCO0.2

1LSB1~12/18/20249:39PM1.分組輸出

當兩組負載不會同時工作，可通過外部轉換開關或通過受PLC控制的電器觸點進行切換，這樣PLC的每個輸出點可以控制兩個不同時工作的負載。KM6KM5電源21L1Q0.0Q0.1Q0.2KM2KM1KM4KM3SA圖8-7分組輸出8.1.5減少輸出點數的方法12/18/20249:39PM2.矩陣輸出KM1Q0.0

Q0.1Q0.2Q0.3PLCL1Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7L2電源圖8-8矩陣輸出采用8個輸出組成4×4矩陣，可接16個輸出設備。要使某個負載接通工作，只要控制它所在的行與列對應的輸出繼電器接通即可。這樣用8個輸出點就可控制16個不同控制要求的負載。12/18/20249:39PM3.并聯(lián)輸出

當兩個通斷狀態(tài)完全相同的負載，可并聯(lián)后共用PLC的一個輸出點。4.負載多功能化一個負載實現(xiàn)多種用途。5.某些輸出設備可不進PLC

系統(tǒng)中某些相對獨立、比較簡單的部分可考慮直接用繼電器電路控制。12/18/20249:39PM8.1.6PLC應用中的若干問題1.對PLC的某些輸入信號的處理(1)如果PLC輸入設備采用兩線式傳感器（如接近開關等）時，它們的漏電流較大，可能會出現(xiàn)錯誤的輸入信號。為了避免這種現(xiàn)象，可在輸入端并聯(lián)旁路電阻R，如圖8-9所示。兩線式傳感器PLC輸入圖8-9

兩線式傳感器輸入的處理(2)如果PLC輸入信號由晶體管提供，則要求晶體管的截止電阻應大于10KΩ，導通電阻應小于800Ω。12/18/20249:39PM2.PLC的安全保護(1)短路保護當PLC輸出控制的負載短路時，為了避免PLC內部的輸出元件損壞，應該在PLC輸出的負載回路中加裝熔斷器，進行短路保護。(2)感性輸入/輸出的處理

PLC的輸入端和輸出端常常接有感性元件。如果是直流感性元件，應在其兩端并聯(lián)續(xù)流二極管；如果是交流元件，應在其兩端并聯(lián)阻容電路，從而抑制電路斷開時產生的電弧對PLC內部輸入、輸出元件的影響。12/18/20249:39PM圖8-10

感性輸入/輸出的處理12/18/20249:39PM(3)PLC系統(tǒng)的接地要求

良好的接地是PLC安全可靠運行的重要條件。PLC一般最好單獨接地，與其它設備分別使用各自的接地裝置。也可以采用公共接地，但禁止使用串聯(lián)接地方式。另外，PLC的接地線應盡量短，使接地點盡量靠近PLC。同時，接地線的截面應大于2mm2。圖8-11

PLC接地PLC其它設備其它設備PLCPLC其它設備a)分別接地b)公共接地c)串聯(lián)接地12/18/20249:39PM8.2

PLC網絡及通信8.2.1網絡概述1.聯(lián)網目的2.網絡結構和通信協(xié)議(1)鏈接結構(2)聯(lián)網結構

圖8-12聯(lián)網結構示意圖20134(a)星形結構1342（b）總線結構4132（c）環(huán)形結構12/18/20249:39PM（1）星形結構

只有一個中心節(jié)點，網絡上其他各節(jié)點都分別與中心節(jié)點相連，通信功能由中心節(jié)點進行管理，并通過中心節(jié)點實現(xiàn)數據交換。（2）總線結構

這種結構的所有節(jié)點都通過相應硬件連接到一條無源公共總線上，任何一個節(jié)點發(fā)出的信息都可沿著總線傳輸，并被總線上其他任意節(jié)點接收。它的傳輸方向是從發(fā)送節(jié)點向兩端擴散傳送。（3）環(huán)形結構

環(huán)形結構中的各節(jié)點通過有源接口連接在一條閉合的環(huán)形通信線路中，是點對點式結構，即一個節(jié)點只能把數據傳送到下一個節(jié)點。若下一個節(jié)點不是數據發(fā)送的目的節(jié)點，則再向下傳送直到目的節(jié)點接收為止。12/18/20249:39PM3．網絡通信協(xié)議在通信網絡中，各網絡節(jié)點，各用戶主機為了進行通信，就必須共同遵守一套事先制定的規(guī)則，稱為協(xié)議。8.2.2

通信方式

1．串行數據傳送與并行數據傳送（1）并行數據傳送（2）串行數據傳送2．異步方式與同步方式串行通信數據的傳送是一位一位分時進行的。根據串行通信數據傳輸方式的不同可以分為異步方式和同步方式。12/18/20249:39PM（1）異步方式

異步方式又稱為起止方式。它在發(fā)送字符時，要先發(fā)送起始位，然后才是字符本身，最后是停止位。字符之后還可以加入奇偶校驗位。異步傳送較為簡單，但要增加傳送位，將影響傳輸速率。異步傳送是靠起始位和波特率來保持同步的。PLC網絡多采用異步方式傳送數據。（2）同步方式

同步方式要在傳送數據的同時，也傳遞時鐘同步信號，并始終按照給定的時刻采集數據。同步方式傳遞數據雖提高了數據的傳輸速率，但對通信系統(tǒng)要求較高。12/18/20249:39PM8.2.3網絡配置

網絡配置與建立網絡的目的、網絡結構以及通訊方式有關，但任何網絡，其結構配置都包括硬件、軟件兩個方面。1．硬件配置

（1）通信接口

（2）通信介質

2．軟件配置

要實現(xiàn)PLC的聯(lián)網控制，就必須遵循一些網絡協(xié)議。不同公司的機型，通信軟件各不相同。軟件一般分為兩類，一類是系統(tǒng)編程軟件，用以實現(xiàn)計算機編程，并把程序下載到PLC，且監(jiān)控PLC工作狀態(tài)。12/18/20249:39PM1．SIEMENS公司的網絡層次結構管理層計算機集合工業(yè)以太網（Ethernet）S7－300S7－200及遠程I/OS7－200及遠程I/O智能模塊AS－1總線現(xiàn)場設備現(xiàn)場設備S7－300S7－200S7－200現(xiàn)場總線多點MPI網圖8-13

SIEMENS公司S7系列PLC網絡層次結構8.3

S7-200系列CPU與計算機設備的通信8.3.1S7-200系列CPU的通信性能12/18/20249:39PM2．S7系列的通信協(xié)議（1）PPI協(xié)議PPI(Point-to-point-Interface)協(xié)議，即點對點接口，是一個主/從協(xié)議。協(xié)議規(guī)定主站向從站發(fā)出申請，從站進行響應。從站不能初始化信息。但當主站發(fā)出申請或查詢時，從站才對其響應。（2）MPI協(xié)議MPI（Multi-PointInterface）即多點接口，可以是主/主協(xié)議或主/從協(xié)議，協(xié)議如何操作有賴于設備的類型。12/18/20249:39PMPROFIBUS協(xié)議用于分布式I/O設備（遠程I/O）的高速通信。該協(xié)議的網絡使用RS－485標準雙絞線，適合多段、遠距離通信。PROFIBUS網絡常有一個主站和幾個I/O從站。主站初始化網絡并核對網絡上的從站設備和配置中的匹配情況。如果網絡中有第三個主站，則它只能訪問第一個主站的從站。（3）PROFIBUS協(xié)議（4）自由口協(xié)議在自由口模式下，主機只有在RUN方式時，用戶才可以用相關的通信指令編寫用戶控制通信口的程序。當主機處于STOP方式時，自由口通信被禁止，通信口自動切換到正常的PPI協(xié)議操作。12/18/20249:39PM3．通信設備

（1）通信口S7－200CPU主機上的通信口是符合歐洲標準EN50170中的PRO-FIBUS標準的RS－485兼容9針D型連接器。（2）網絡連接器

網絡連接器可以用來把多個設備連接到網絡中。網絡連接器有兩種類型：一種僅提供連接到主機的接口；另一種則增加了一個編程接口。兩種連接器都有兩組螺絲端子，可以連接網絡的輸入和輸出。（3）通信電纜通信電纜主要有網絡電纜和PC/PPI電纜。12/18/20249:39PM5個DIP開關與PC/PPI通信方式如圖8-14所示。圖8-14PPI方式的CPU通信

12/18/20249:39PM（4）網絡中繼器

網絡中繼器在PROFIBUS網絡中，可以用來延長網絡的距離，允許給網絡加入設備，并且提供一個隔離不同網絡段的方法。每個網絡中最多有9個中繼器，每個中繼器最多可再增加32個設備。（5）其他設備

除了以上設備之外，常用的還有通信處理器CP、多機接口卡（MPI卡）和EM277通信模塊等。12/18/20249:39PM8.3.2PC與S7－200CPU之間的聯(lián)網通信1.鏈接圖8-15利用PC/PPI電纜和幾個S7－200CPU通信2.PC/PPI網絡12/18/20249:39PM3．多主機網絡（MPI網絡）

圖8-16

利用MPI或CP卡和S7－200CPU通信（1）STEP7-Micro/WIN32(在0號站)可以監(jiān)視2號站的狀態(tài)，同時TD200(5號和1號站)和CPU224模塊（3號站和4號站）可以實現(xiàn)通信。12/18/20249:39PM（2）兩個CPU224模塊可以通過網絡指令NETR和NETW相互發(fā)送信息。（3）3號站可以從2號站（CPU222）和4號站（CPU224）讀寫數據。（4）4號站可以從2號站（CPU222）和3號站（CPU224）讀寫數據。12/18/20249:39PM8.4S7－200系列PLC自由口通信自由口模式通信是指用戶程序在自定義的協(xié)議下，通過端口0控制PLC主機與其他的帶編程口的智能設備（如打印機、條形碼閱讀器、顯示器等）進行通信。8.4.1相關的特殊功能寄存器1．自由端口的初始化SMB30控制和設置通信端口0，如果PLC主機上有通信端口1，則用SMB130來進行控制和設置。SMB30和SMB130的對應數據位功能相同，每位的含義如下：PPDBBBMM12/18/20249:39PM（1）PP位：奇偶選擇00和10表示無奇偶校驗；01表示奇校驗；11表示偶校驗。（2）D位：有效位數0表示每個字符有效數據位為8位；1表示每個字符有效數據位為7位。（3）BBB位：自由口波特率000表示38.4kb/s；001表示19.2kb/s；010表示9.6kb/s；011表示4.8kb/s；100表示2.4kb/s；101表示1.2kb/s；110表示600b/s；111表示300b/s。（4）MM位：協(xié)議選擇00表示點到點接口PPI協(xié)議從站模式；01表示自由口協(xié)議；10表示點到點接口PPI協(xié)議主站模式；11表示保留（默認設置為PPI從站模式）。12/18/20249:39PM2．特殊標志位及中斷事件（1）特殊標志位SM4.5和SM4.6分別表示口0和口1處于發(fā)送空閑狀態(tài)。（2）中斷事件

字符接收中斷：中斷事件8（端口0）和25（端口1）；發(fā)送完成中斷：中斷事件9（端口0）和26（端口1）；接收完成中斷：中斷事件23（端口0）和24（端口1）。3．特殊存儲器字節(jié)

接收信息時用到一系列特殊功能存儲器。端口0用SMB86到SMB94；端口1用SMB186到SMB194。

12/18/20249:39PM（1）接收信息狀態(tài)字節(jié)狀態(tài)字節(jié)SMB86和SMB186的位數據含義：NRE00TCPN=1表示用戶通過禁止命令結束接收信息操作。R=1表示因輸入參數錯誤或缺少起始結束條件引起的接收信息結束。E=1表示接收到字符。T=1表示超時，接收信息結束。C=1表示字符數超長，接收信息結束。P=1表示奇偶校驗錯誤，接收信息結束。12/18/20249:39PM（2）接收信息控制字節(jié)接收信息控制字節(jié)SMB97和SMB187主要用于定義和識別信息的判據，各數據位的含義：ENSCECILC/MTMRBK0EN表示接收允許。＝0，禁止接收信息；＝1，允許接收信息。SC表示是否使用SMB88或SMB188的值檢測起始信息。＝0忽略；＝1，使用。EC表示是否使用SMB89或SMB189的值檢測結束信息。＝0忽略；＝1，使用。IL表示是否使用SMB90或SMB190的值檢測空閑信息。＝0忽略；＝1，使用。12/18/20249:39PMC/M表示定時器定時性質。＝0，內部字符定時器；＝1，信息定時器。TMR表示是否使用SMB92或SMB192的值終止接收。＝0忽略；＝1，使用。BK表示是否使用中斷條件來檢測起始信息。＝0忽略；＝1，使用。

通過對接收控制字節(jié)各個位的設置，可以實現(xiàn)多種形式的自由口接收通信。12/18/20249:39PM8.4.2自由口發(fā)送接收指令

LABSTL功能描述XMTTABLE，PORT發(fā)送指令XMT，輸入使能端有效時，激活發(fā)送的數據緩沖區(qū)（TABLE）中的數據。通過通信端口PORT將緩沖區(qū)（TABLE）的數據發(fā)送出去RCVTABLE，PORT接收指令RCV，輸入使能端有效時，激活初始化或結束接受信息服務。通過指定端口（PORT）接受從遠程設備上傳送來的數據，并放到緩沖區(qū)（TABLE）????????XMTENENOTBLPORT????????RVCENENOTBLPORT表8-2自由口發(fā)送接收指令的指令格式12/18/20249:39PM自由口發(fā)送接收指令說明如下:①XMT、RCV指令只有在CPU處于RUN模式時,才允許進行自由端口通信。②操作數類型。TABLE:VB,IB,QB,MB,SMB,*VD,*AC,SBPODRT:0,1③數據緩沖區(qū)TABLE的第1個數據指明了要發(fā)送/接收的字節(jié)數,從第2個數據開始是要發(fā)送/接收的內容.④XMT指令可以發(fā)送1個或多個字符,最多有255個字符緩沖區(qū).通過向SMB30(端口0)或SMB130(端口1)的協(xié)議選擇區(qū)置1,可以允許自由端口模式。當處于自由端口模式,不能與可編程設備通信。當CPU處于停止模式時,自由端口模式被禁止,通信端口恢復正常PPI模式，此時可以與可編程設備通信。⑤RCV指令可以接收1個或多個字符，最多有255個字符。在接收任務完成后產生中斷事件23（對端口0）或事件24（對端口1）。如果有1個中斷服務程序連接到接收完成事件上，則可實現(xiàn)相應的操作。12/18/20249:39PM8.4.3自由口發(fā)送與接收應用舉例1.控制要求

在自由端口通信模式下，實現(xiàn)1臺本地PLC（CPU226）與1臺遠程PLC（CPU226）之間的數據通信。本地PLC接收遠程PLC20個字節(jié)數據，接收完成后，信息再次發(fā)回對方。2.硬件要求2臺CPU226；網絡連接器2個，其中1個帶編程口；網絡線2根，其中1根PPI電纜。3.參數設置

CPU226通信口設置為自由端口通信模式。通信協(xié)議為比特率為9.6

kbit/s，無奇偶校驗，每字符8位。接收和發(fā)送用1個數據緩沖區(qū)，首地址為VB200。12/18/20249:39PM4.程序

程序包括主程序、中斷程序，主程序如圖8-17（a）所示。實現(xiàn)的功能是初始化通信口為自由口端模式，建立數據緩沖區(qū)，建立中斷聯(lián)系，并允許全局中斷。

中斷程序INT-0，當接收完成后，啟動發(fā)送命令，將信息發(fā)回對方，梯形圖如圖8-17（b）所示。

中斷程序INT-1，當發(fā)回對方的信息結束時，顯示任務完成，通信結束，梯形圖如圖8-17（c）所示。12/18/20249:39PM圖8-17

自由口通信的主程序、中斷程序12/18/20249:39PM8.4.4網絡通信運行1.

控制寄存器和傳送數據表(1)控制寄存器

將特殊標志寄存器中的SMB30和SMB130中的內容設置為(2)16，則可將S7－200CPU設置為點到點接口PPI協(xié)議主站模式。(2)傳遞數據表的格式及定義

執(zhí)行網絡讀寫指令時，PPI主站與從站之間的數據以數據表的格式傳送。數據表的格式如圖8-18所示。12/18/20249:39PM圖8-18

網絡讀寫數據表12/18/20249:39PM2.

網絡運行指令

西門子公司S7-200系列CPU的網絡指令有2條，分別是網絡讀（NETR指令和網絡寫（NETW）指令，網絡運行指令的格式如表8-4所示。表8-4

網絡運行的指令格式LABSTL功能描述NETRTABLE，PORT網絡讀?。∟ETR）指令，在使能端輸入有效時，指令初始化操作，并通過端口PORT從遠程設備接收數據，形成數據表NETWTABLE，PORT網絡寫入（NETW）指令，在使能端輸入有效時，指令初始化通信操作，并通過指定端口PORT將數據表中的數據發(fā)送到遠程設備12/18/20249:39PM3.

網絡讀/寫指令舉例(1)系統(tǒng)功能描述

如圖8-19所示，某產品自動裝箱生產線將產品送到4臺包裝機中的某一臺上，包裝機把每10個產品裝到1個紙箱中，1個分流機控制著產品流向各個包裝機（4個）。CPU221模塊用于控制打包機。1個CPU222模塊安裝了TD200文本顯示器，用來控制分流機。圖8-19

某產品自動裝箱生產線控制結構圖12/18/20249:39PM(2)操作控制要求

網絡站6要讀寫4個遠程站（站2、站3、站4、站5）的狀態(tài)字和計數值。CPU222通信端口號為0。從VB200開始設置接收和發(fā)送緩沖區(qū)。接收緩沖區(qū)從VB200開始，發(fā)送緩沖區(qū)從VB300開始，具體分區(qū)如表8-5所示。表8-5

接收、發(fā)送數據緩沖區(qū)劃分表VB200接收緩沖區(qū)（站2）VB300發(fā)送緩沖區(qū)（站2）VB210接收緩沖區(qū)（站3）VB310發(fā)送緩沖區(qū)（站3）VB221接收緩沖區(qū)（站4）VB320發(fā)送緩沖區(qū)（站4）VB230接收緩沖區(qū)（站5）VB330發(fā)送緩沖區(qū)（站5）12/18/20249:39PM

CPU222用NETR指令連續(xù)地讀取每個打包機的控制和狀態(tài)信息。每當某個打包機裝完100箱，分流機（CPU222）會注意到這個事件，并用NETW指令發(fā)送1條信息清除狀態(tài)字。

下面以站2打包機為例，編制其對單個打包機需要讀取的控制字節(jié)、包裝完的箱數和復位包裝完的箱數的管理程序。分流機CPU222與站2打包機進行通信的接收/發(fā)送緩沖區(qū)劃分如表8-6所示。12/18/20249:39PM4.

程序程序包括主程序、中斷程序，主程序如圖8-17（a）所示。

實現(xiàn)的功能是初始化通信口為自由口端模式，建立數據緩沖區(qū)，建立中斷聯(lián)系，并允許全局中斷。

中斷程序INT-0，當接收完成后，啟動發(fā)送命令，將信息發(fā)回對方，梯形圖如圖8-17（b）所示。

中斷程序INT-1，當發(fā)回對方的信息結束時，顯示任務完成，通信結束，梯形圖如圖8-17（c）所示12/18/20249:39PM圖8-17

自由口通信的主程序、中斷程序12/18/20249:39PM8.4.4網絡通信運行1.控制寄存器和傳送數據表(1)控制寄存器將特殊標志寄存器中的SMB30和SMB130中的內容設置為（2）16，則可將S7－200CPU設置為點到點接口PPI協(xié)議主站模式。(2)傳遞數據表的格式及定義執(zhí)行網絡讀寫指令時，PPI主站與從站之間的數據以數據表的格式傳送。12/18/20249:39PM圖8-18網絡讀寫數據表D表示操作是否完成，D=1表示完成，D=0表示末完成；A表示操作是否排隊，A=1表示排隊有效，A=0表示排隊無效；E表示操作返回是否有錯誤，E=1表示有錯誤，E=0表示無誤。E1、E2、E3、E4錯誤編碼，執(zhí)行指令后E=1時，則由這4位返回一個錯誤碼。12/18/20249:39PM2.

網絡運行指令12/18/20249:39PM3.

網絡讀/寫指令舉例(1)系統(tǒng)功能描述

如圖8-19所示，某產品自動裝箱生產線將產品送到4臺包裝機中的某一臺上，包裝機把每10個產品裝到1個紙箱中，1個分流機控制著產品流向各個包裝機（4個）。CPU221模塊用于控制打包機。1個CPU222模塊安裝了TD200文本顯示器，用來控制分流機。圖8-19

某產品自動裝箱生產線控制結構圖12/18/20249:39PM(2)操作控制要求

網絡站6要讀寫4個遠程站（站2、站3、站4、站5）的狀態(tài)字和計數值。CPU222通信端口號為0。從VB200開始設置接收和發(fā)送緩沖區(qū)。接收緩沖區(qū)從VB200開始，發(fā)送緩沖區(qū)從VB300開始，具體分區(qū)如表8-5所示。表8-5

接收、發(fā)送數據緩沖區(qū)劃分表VB200接收緩沖區(qū)（站2）VB300發(fā)送緩沖區(qū)（站2）VB210接收緩沖區(qū)（站3）VB310發(fā)送緩沖區(qū)（站3）VB221接收緩沖區(qū)（站4）VB320發(fā)送緩沖區(qū)（站4）VB230接收緩沖區(qū)（站5）VB330發(fā)送緩沖區(qū)（站5）12/18/20249:39PM

CPU222用NETR指令連續(xù)地讀取每個打包機的控制和狀態(tài)信息。每當某個打包機裝完100箱，分流機（CPU222）會注意到這個事件，并用NETW指令發(fā)送1條信息清除狀態(tài)字。

下面以站2打包機為例，編制其對單個打包機需要讀取的控制字節(jié)、包裝完的箱數和復位包裝完的箱數的管理程序。分流機CPU222與站2打包機進行通信的接收/發(fā)送緩沖區(qū)劃分如表8-6所示。12/18/20249:39PM表8-6

站2打包機通信用數據緩沖區(qū)劃分VB200狀態(tài)字VB305VB300狀態(tài)字VB201遠程站地址VB301遠程站地址VB202指向遠程站（＆VB100）的數據區(qū)指針VB302指向遠程站（＆VB100）的數據區(qū)指針VB203VB204VB205VB206數據長度=3BVB306數據長度=2BVB207控制字節(jié)VB3070VB208狀態(tài)（最高有效字節(jié)）VB3080VB209狀態(tài)（最低有效字節(jié)）12/18/20249:39PM網絡站6通過網絡讀寫指令管理站2的程序及其注釋，如圖8-20所示。(3)程序清單及注釋12/18/20249:39PM8.5S7-200CPU的PROFIBUS-DP通信8.5.1PROFIBUS組成

PROFIBUS是目前最通用的現(xiàn)場總線之一。它依靠生產廠家開放式的現(xiàn)場總線，使各種自動化設備均可通過同樣的接口交換信息，因此得到了廣泛的應用。PROFIBUS已成為德國國家標準DIN19245和歐洲標準EN50170。

PROFIBUS協(xié)議定義了各種數據設備連接的串行現(xiàn)場總線技術各功能特性，這些數據設備可以從底層（如傳感器、執(zhí)行電器）到中間層（車間）廣泛分布。

PROFIBUS連接的系統(tǒng)由主站和從站組成，主站能控制總線，當主站得到總線控制權時可以主動發(fā)送信息。從站為簡單的外圍設備，典型的從站為傳感器、執(zhí)行電器、變頻器等。它們沒有總線控制權，僅對接收到的信息給予回答。12/18/20249:39PM8.5.2PROFIBUS-DP的標準通信協(xié)議

PROFIBUS-DP是歐洲EN50170和國家標準IEC61158定義的一種遠程I/O通信協(xié)議。該協(xié)議的網絡使用用RS-485標準雙絞線進行遠距離高速通信。PROFIBUS網絡通常有1個主站和幾個I/O從站。1個DP主站組態(tài)應包含地址，從站類型以及從站所需要的任何參數賦值信息，還應告訴主站由從站讀入的數據應放置在何處，以及從何處獲得寫入從站的數據。DP主站通過網絡，初始化其他DP從站。主站從從站那里讀出有關診斷信息，并驗證DP從站已經接收參數和I/O配置。然后主站開始與從站交換I/O數據。每次對從站的事務處理為寫輸出和讀輸入。這種數據交換方式無限期地繼續(xù)下去。如果有1個例外事件，從站會通知主站，然后主站從從站那里讀出診斷信息。12/18/20249:39