第8章网络通信

null本章内容 本章内容 工业网络结构 工业通信网络基础知识 S7-200 PLC的网络通信 S7-200 PLC的通信与网络配置 S7-200 PLC的通信指令及应用 通信网络设计注意事项 ● S7-200 PLC网络通信技术及应用 8.1 工业网络结构 8.1 工业网络结构 什么是工业网络 工业网络是在一个企业范围内将信号检测、数据传输、处理、存储、计算、控制等设备或系统连接在一起，以实现企业内部的资源共享、信息管理、过程控制、经营决策，并能够访问企业外部资源和提供有限的外部访问，使得企业的生产、管理和经营能够高效率地协调运作，从而实行企业集成管理和控制的一种网络环境。 ● S7-200 PLC网络通信技术及应用 8.1 工业网络结构 8.1 工业网络结构 工业网络结构 ● S7-200 PLC网络通信技术及应用 8.2 工业通信网络基础知识 8.2 工业通信网络基础知识 数据编码 为什么要进行数据编码？ 常用的数据编码 NRZ MANCHESTER 数据通信方式（传输方向） 单工 双工 半双工 ● S7-200 PLC网络通信技术及应用 8.2 工业通信网络基础知识 8.2 工业通信网络基础知识 数据传输方式 并行通信 串行通信 异步传输 同步传输 差错控制 什么是差错控制？ 纠错码和检错码 常用的检错码 奇偶校验 循环冗余校验● S7-200 PLC网络通信技术及应用 8.2 工业通信网络基础知识 8.2 工业通信网络基础知识 传送介质 主要拓扑结构 常用的是总线型结构 注意传输速率、距离和信号反射的影响 ● S7-200 PLC网络通信技术及应用 8.2 工业通信网络基础知识 8.2 工业通信网络基础知识 串行通信接口 RS-232 单端发送、单端接收，所以数据传送速率低，抗干扰能力差，传送波特率（bit/s）为300、600、1 200、4 800、9 600、19 200等。在通信距离近、传送速率和环境要求不高的场合应用较广泛。 ● S7-200 PLC网络通信技术及应用 8.2 工业通信网络基础知识 8.2 工业通信网络基础知识 串行通信接口 RS-485 RS-485接口采用二线差分平衡传输，有较高的通信速率（波特率可达10 Mbit/s上）和较强的抑制共模干扰能力。这种接口适合远距离传输，是工业设备的通信中应用最多的一种接口。 ● S7-200 PLC网络通信技术及应用 8.2 工业通信网络基础知识 8.2 工业通信网络基础知识 串行通信接口 RS-422 RS-422与RS-485的区别在于RS-485采用的是半双工传送方式，RS-422采用的是全双工传送方式；RS-422用两对差分信号线，RS-485只用一对差分信号线。 ● S7-200 PLC网络通信技术及应用 8.2 工业通信网络基础知识 8.2 工业通信网络基础知识 通信 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 基本概念 通信双方就如何交换信息所建立的一些规定和过程 种类 通用协议 公司专用协议 应用场合● S7-200 PLC网络通信技术及应用 8.3 S7-200 PLC 通信网络概述 8.3 S7-200 PLC 通信网络概述 SIEMENS工业网络结构 ● S7-200 PLC网络通信技术及应用 8.3 S7-200 PLC 通信网络概述 8.3 S7-200 PLC 通信网络概述 S7-200 PLC支持的通信协议 通信协议及几个基本概念 通信协议 PPI MPI 自由口通信协议 USS协议 Modbus PROFIBUS AS-i IT ● S7-200 PLC网络通信技术及应用 8.3 S7-200 PLC 通信网络概述 8.3 S7-200 PLC 通信网络概述 S7-200 PLC支持的通信协议 通信协议及几个基本概念 主站和从站 单主站网络和多主站网络 服务器和客户端 编程通信和数据通信 ● S7-200 PLC网络通信技术及应用 8.3 S7-200 PLC 通信网络概述 8.3 S7-200 PLC 通信网络概述 S7-200 PLC支持的通信协议 编程通信 几种编程通信方式 Micro/WIN 缺省的编程通信方式是使用 PC/PPI 电缆连接PC和PLC进行通信，这也是最常用的编程通信方式。 数据通信 S7-200 PLC之间通信 S7-200 PLC与S7-300/400 PLC之间的通信 S7-200 PLC与西门子变频器间的通信 S7-200 PLC与其他上位机软件间的通信 S7-200 PLC与第三方PLC之间的通信 S7-200 PLC与第三方HMI之间的通信 S7-200 PLC与第三方变频器之间的通信 S7-200 PLC与其他串行通信设备之间的通信 ● S7-200 PLC网络通信技术及应用 8.3 S7-200 PLC 通信网络概述 8.3 S7-200 PLC 通信网络概述 S7-200 PLC的通信接口及网络部件 通信口 S7-200 CPU上的通信口是符合国际标准IEC61158-3和欧洲标准EN 50170中PROFIBUS标准的RS-485兼容9针D型连接器。 S7-200 CPU上的通信口是非隔离型的，最高通信速率187.5K波特数据通信 S7-200 CPU上的通信口支持的通信协议有： PPI协议 MPI协议：不完全支持，只能作从站 自由口模式：● S7-200 PLC网络通信技术及应用 8.3 S7-200 PLC 通信网络概述 8.3 S7-200 PLC 通信网络概述 S7-200 PLC的通信接口及网络部件 网络连接器 标准9针连接器 带编程口 不带编程口● S7-200 PLC网络通信技术及应用 8.3 S7-200 PLC 通信网络概述 8.3 S7-200 PLC 通信网络概述 S7-200 PLC的通信接口及网络部件 中继器 电缆● S7-200 PLC网络通信技术及应用 8.4 S7-200 PLC的 通信与网络配置 8.4 S7-200 PLC的 通信与网络配置 PPI通信（Point to Point Interface，PPI） 单主站PPI网络● S7-200 PLC网络通信技术及应用 8.4 S7-200 PLC的 通信与网络配置 8.4 S7-200 PLC的 通信与网络配置 PPI通信（Point to Point Interface，PPI） 多主站PPI网络 PPI协议是一种主从通信协议，在网络中的多个主站之间不能相互通信 ● S7-200 PLC网络通信技术及应用 8.4 S7-200 PLC的 通信与网络配置 8.4 S7-200 PLC的 通信与网络配置 PPI通信（Point to Point Interface，PPI） 复杂PPI网络● S7-200 PLC网络通信技术及应用 8.4 S7-200 PLC的 通信与网络配置 8.4 S7-200 PLC的 通信与网络配置 自由通信口（Freeport Mode）模式 一个很有特色的功能● S7-200 PLC网络通信技术及应用 8.4 S7-200 PLC的 通信与网络配置 8.4 S7-200 PLC的 通信与网络配置 MPI （Multi-Point Interface） SIEMENS公司S7系列产品之间的一种专用通信协议。MPI协议可以是主/主协议或主/从协议，协议如何操作有赖于通信设备的类型。 ● S7-200 PLC网络通信技术及应用 8.4 S7-200 PLC的 通信与网络配置 8.4 S7-200 PLC的 通信与网络配置 PROFIBUS 什么是PROFIBUS? EM277 举例 ● S7-200 PLC网络通信技术及应用 8.4 S7-200 PLC的 通信与网络配置 8.4 S7-200 PLC的 通信与网络配置 AS-i 什么是AS-i? CP243-2 举例 ● S7-200 PLC网络通信技术及应用 8.4 S7-200 PLC的 通信与网络配置 8.4 S7-200 PLC的 通信与网络配置 工业以太网 什么是工业以太网? CP243-1和CP243-1 IT 举例 ● S7-200 PLC网络通信技术及应用 8.4 S7-200 PLC的 通信与网络配置 8.4 S7-200 PLC的 通信与网络配置 Modbus Modbus是Modicon公司在1979年开发出来的一种通信协议。它被用于在智能设备间建立主——从或客户端——服务器方式的通信。 Modbus 是一种单主站的主/从通信模式。 通过 S7-200 CPU 通信口的自由口模式实现 Modbus 通信协议， S7-200 PLC可使用STEP 7-Micro/WIN提供的Modbus库，使用用户程序模仿一个Modbus从站。从而完成数据通信。 ● S7-200 PLC网络通信技术及应用 8.4 S7-200 PLC的 通信与网络配置 8.4 S7-200 PLC的 通信与网络配置 电话线通信 Modem（MOdulator/DEModulator ） EM241 举例● S7-200 PLC网络通信技术及应用 8.4 S7-200 PLC的 通信与网络配置 8.4 S7-200 PLC的 通信与网络配置 USS协议 S7-200 PLC和变频器的连接 通过数字量（DI/DO）信号控制驱动装置的运行状态和速度； 通过数字量信号控制驱动装置的运行状态，通过模拟量（AI/AO）信号控制转速等参数； 通过串行通信控制驱动装置的运行和各种参数。 USS(Universal Serial Interface) 是西门子专为驱动装置开发的通信协议， USS 因其协议简单、硬件要求较低，越来越多地用于和控制器（如 PLC）的通信，实现一般水平的通信控制。 通过串行USS总线最多可接30台变频器（从站），然后用一个主站（PLC）进行控制，包括变频器的启/停、频率设定、参数修改等操作。 S7200 PLC提供USS协议库指令，用户使用这些指令可以方便地实现对变频器的控制。 ● S7-200 PLC网络通信技术及应用 8.4 S7-200 PLC的 通信与网络配置 8.4 S7-200 PLC的 通信与网络配置 OPC 什么是OPC技术？ OPC是OLE for Process Control的缩写，这里的OLE（Object Linking and Embedding）是微软的对象链接与嵌入技术，所以OPC就是应用于过程控制中的对象链接与嵌入技术。它是一套组件对象模型标准接口，用于在基于Windows操作平台的工业应用程序之间提供高效的信息集成和数据交换功能。 PC Access● S7-200 PLC网络通信技术及应用 8.4 S7-200 PLC的 通信与网络配置 8.4 S7-200 PLC的 通信与网络配置 SINAUT MICRO无线通信 SINAUT MICRO基于S7-200 PLC和WinCC flexible，是一种简单的远程控制系统，它使用移动无线通信（GPRS）方式对分布式工厂进行监视和控制，在传输少量数据，利用无线技术对远程站点进行监视和控制时，SINAUT MICRO是最好的选择。 基于S7-200的SINAUT MICRO包含MD720-3 GSM/GPRS调制解调器和SINAUT MICRO SC软件包。 ● S7-200 PLC网络通信技术及应用 8.5 S7-200 PLC的 通信指令与应用举例 8.5 S7-200 PLC的 通信指令与应用举例 网络读、网络写指令 用途 当S7-200 PLC被定义为PPI主站模式时，就可以应用网络读写指令对另外的S7-200 PLC进行读写操作。 指令 ● S7-200 PLC网络通信技术及应用 8.5 S7-200 PLC的 通信指令与应用举例 8.5 S7-200 PLC的 通信指令与应用举例 网络读、网络写指令 举例 ● S7-200 PLC网络通信技术及应用 8.5 S7-200 PLC的 通信指令与应用举例 8.5 S7-200 PLC的 通信指令与应用举例 发送与接收指令 用途 用于当S7-200 PLC被定义为自由端口通信模式时，由通信端口发送或接收数据。 指令 ● S7-200 PLC网络通信技术及应用 8.5 S7-200 PLC的 通信指令与应用举例 8.5 S7-200 PLC的 通信指令与应用举例 发送与接收指令 自由口模式 CPU的串行通信口可由用户程序控制，这种操作模式称为自由端口模式。 当选择了自由端口模式时，用户程序可以使用接收中断、发送中断、发送指令（XMT）和接收指令（RCV）来进行通信操作。 SMB30（用于端口0）和SMB130（如果CPU有两个端口，则用于端口1）用于选择波特率、奇偶校验、数据位数和通信协议。 数据接收 使用RCV指令 用RCV接收指令可以方便地接收一个或多个字节缓冲区的内容，最多为255个字节， 使用许多特殊字节。 字符中断控制的方式来接收数据 ● S7-200 PLC网络通信技术及应用 8.5 S7-200 PLC的 通信指令与应用举例 8.5 S7-200 PLC的 通信指令与应用举例 发送与接收指令 举例● S7-200 PLC网络通信技术及应用 8.5 S7-200 PLC的 通信指令与应用举例 8.5 S7-200 PLC的 通信指令与应用举例 USS指令 Modbus指令 ● S7-200 PLC网络通信技术及应用 8.6 通信网络设计 注意事项 8.6 通信网络设计 注意事项 使用符合要求的电缆、连接器，并按规范操作 保持通信端口（驱动电路）之间的共模电压差在一定范围内 电磁干扰 如何防止干扰？ 各种安装规范 屏蔽端的接地 软件设计 电缆上的信号切换时间考虑 可靠的出口● S7-200 PLC网络通信技术及应用 8.6 通信网络设计 注意事项 8.6 通信网络设计 注意事项 电磁干扰 如何防止干扰？ 各种安装规范 电缆的分类● S7-200 PLC网络通信技术及应用 8.6 通信网络设计 注意事项 8.6 通信网络设计 注意事项 屏蔽端的接地 屏蔽层两端必须保证可靠接地 接入电气柜时的方法● S7-200 PLC网络通信技术及应用 8.6 通信网络设计 注意事项 8.6 通信网络设计 注意事项 软件设计 电缆上的信号切换时间考虑 可靠的出口● S7-200 PLC网络通信技术及应用 ● S7-200 PLC网络通信技术及应用 本章小结 习题：全部● S7-200 PLC网络通信技术及应用