西门子PLC常用通讯.ppt
西门子PLC常用通讯方式,2,通讯的基本概念,一,主要内容,3,通讯的基本概念,信息源,编码,调制,传输介质,解调,译码,接受者,发送设备,接受设备,通讯的组成部分,模拟信号源和离散信号源,信道编码和信源编码,有线和无线,噪声干扰,信道解码和信源解码,比特（bit）是数据信号中最小的单位。通讯系统中的字符或者字节一般由多个二进制位即多个比特来表示。在数字信道中，比特率是数字信号的传输速率，它用单位时间内传输的二进制代码的有效位(bit)数来表示，其单位为每秒比特数bit/s(bps)、每秒千比特数(Kbps)或每秒兆比特数(Mbps)来表示。此处K和M分别为1000(103)和1000000(106)，而不是涉及计算机存储器容量时的1024(210)和1048576(220)。,4,0,1,0,0,1,1,0,1,1S,比特率,通讯的基本概念,5,显然，在无调制的情况下,波特率精确等于比特率；四相调制(单个调制状态对应2个二进制位)的比特率为波特率的两倍；八相调制(单个调制状态对应3个二进制位)的比特率为波特率的三倍；依次类推。,波特（baud）是指信号大小方向变化的一个波形。把每秒传输信号的个数，即每秒传输信号波形的变化次数定义为波特率。其单位为波特（Baud）。每个信号波形可以包含一个或多个二进制位。若单比特信号的传输速率为9600bit/s，则其波特率为9600baud，意味着每秒可以传输9600个二进制脉冲。如果信号波形由2个二进制位组成，当传输速率为9600bit/s，波特率只有4800baud波特率与比特率的关系为：比特率波特率单个信号对应的二进制位数。,发送设备和接收设备必须工作在相同的波特率,否则会产生帧错误.,波特率,通讯的基本概念,6,主要内容,7,主要的通讯方式,二,目 录,二、通讯速率低,一、简单经济,MPI网络结构,MPI通讯,MPI（Multipoint Interface）特点,MPI（Multipoint Interface）特点,一、通讯速率低,二、简单经济,MPI通讯,一、PLC侧参数设置,MPI通讯,设置MPI参数,在通常的应用中不要改变MPI的通讯速率。注意：在整个MPI网络中通讯速率必须保持一致，且MPI站地址不能冲突。,二、CP5511/CP5512,一、PC Adapter(PC适配器),MPI通讯,PC侧的MPI通讯卡类型,三、CP5611/CP5613,一端连接PC，另一端连接CPU的MPI，没有网络诊断功能，通讯速率最高为1.5M/s,用于笔记本电脑和PLC的通讯，有网络诊断功能，通讯速率最高为12M/s,用于台式电脑和PLC的通讯，有网络诊断功能，通讯速率最高为12M/s,二、无组态连接通讯,一、全局数据包通讯,MPI通讯,PLC-PLC之间的MPI通讯,三、有组态连接通讯,这种通讯的特点：对于PLC之间的数据交换，只需要关心数据的发送区和接收区，全局数据包的通讯方式是在配置PLC硬件的过程中，组态所要通讯PLC站之间的发送区和接收区，不需要任何程序处理，只适合S7-300/400之间的相互通讯。,MPI通讯,通讯地址区最大长度：S7-300为22字节S7-400为54字节,二、无组态连接通讯,MPI通讯,PLC-PLC之间的MPI通讯,无组态的MPI通讯需要调用系统功能块SFC65-SFC69来实现，这种通讯方式适合于S7-300、S7-400和S7-200之间的通讯。通过调用SFC来实现的MPI通讯又分为两种方式：双边编程通讯方式和单边编程通讯方式。,二、无组态连接通讯,MPI通讯,PLC-PLC之间的MPI通讯,2、单边编程,1、双边编程,三、有组态连接通讯,MPI通讯,PLC-PLC之间的MPI通讯,在MPI网络中，对于这种通讯方式只适合于S7-300/400以及S7-400/400之间的通讯。S7-300只能做服务器，S7-400作为客户机对S7-300的数据进行读写。最大支持160字节,三、有组态连接通讯,MPI通讯,PLC-PLC之间的MPI通讯,编程：在S7-400占中调用系统功能块SFB14/SFB15，完成和S7-300的通讯。调用系统功能块SFB于系统功能SFC的通讯相比，每一包的数据量要大一些,MPI通讯,PLC与HMI产品之间的MPI通讯,S7-300/400与HMI通讯不需要STEP7软件组态，也不需要编写任何程序，只需在HMI组态软件上设置一下相关的通讯参数即可。,1、与触摸屏通讯,用Pro Tool 或者Wincc flexible组态软件设定通讯参数，通讯速率要一致。,MPI通讯,PLC与HMI产品之间的MPI通讯,2、与PC组态软件通讯,上位机插入CP5611通讯卡，设置PC/PG接口选择CP5611（MPI）,20,主要的通讯方式,二,目 录,PROFIBUS符合国际标准IEC61158，是目前国际上通用的现场总线标准之一，包括三个主要部分,PROFIBUS通讯,1、PROFIBUS介绍,1）PROFIBUS-DP,2）PROFIBUS-PA,3）PROFIBUS-FMS,PROFIBUS 总线传输是以半双工、异步为基础的，传输介质可以是光缆或屏蔽双绞线，每一个传输段为32个站点，在总线两端为终端电阻,如果需要扩展总线的长度或者PROFIBUS从站数大于32个时，就要加入RS485 中继器,PROFIBUS通讯,2、RS485 中继器,每一个PROFIBUS总线连接器都带有终端电阻，终端电阻放置在PROFIBUS总线的两端，通过站点向终端电阻供电使之生效。在一条PROFIBUS总线上，位于总线中间的站点掉电，不会影响整个网络通讯功能，如果是总线两端的站点掉电将会失去终端电阻的功能，使整个网络通讯中断。因此在一些需要经常断电的终端子站，需要增加一个有源终端电阻。,PROFIBUS通讯,3、总线终端,有源终端电阻,终端电阻,ET200系列是远程I/O站，为减少信号电缆的敷设，可以在设备附近根据不同的要求放置不同类型的I/O站，如ET200M、ET200S、ET200B等，ET200M适合在远程站点I/O点数量较多的情况下使用。,PROFIBUS通讯,4、PROFIBUS接口连接远程站ET200M,PROFIBUS通讯,4、PROFIBUS-DP接口连接远程站ET200M,酿造部大多数都是这种子站,PROFIBUS通讯,5、PROFIBUS-DP接口连接远程站ET200S,ET200SI/O点数较少，一个站可以安装模块数量大，灵活性好酿造过滤线就是这种子站,PROFIBUS通讯,6、DP/DP Coupler(耦合器),DP/DP Coupler用于连接两个Profibus-DP主站网络，以便在这两个主站网络之间进行数据通讯。数据通讯区最高可以达244字节输入和244字节的输出.,PROFIBUS通讯,6、DP/DP Coupler(耦合器),DP/DP Coupler连接的两个网段,通讯速率可以不同,因此DP/DP Coupler非常适用于不同通讯速率的两个Profibus-DP主站系统之间的数据通讯,但是对于通讯数据区，网络1的输入区必须和网络2的输出区完全对应，同样网络2的输入区必须和网络1的输出区完全对应,否则会造成通讯故障,下图显示了两个网络之间的数据通讯区的对应关系:,Prifibus通讯,7、通过Profibus-DP连接智能从站,PROFIBUS通讯,7、通过PROFIBUS-DP连接智能从站,通讯速率一致！,组态通讯地址,PROFIBUS通讯,8、通过Profibus-DP连接第三方设备,PROFIBUS-DP是一种通讯标准，符合其规约的第三方设备也可以加入PROFIBUS网络，支持PROFIBUS-DP的从站设备都会有GSD文件，GSD文件是对设备一般性的描述，将此GSD文件导入Step7软件就可以组态从站的通讯接口。,32,主要的通讯方式,二,目 录,现场总线的出现，对于实现面向设备的自动化系统起到了巨大的推动作用，但现场总线具有成本高、速度低和支持应用有限等缺陷，加上总线通信协议的多样性，使得不同总线产品互连复杂，因而其发展受到了极大的限制。以太网技术的发展，特别是高速以太网的出现,由于其提高了抗干扰能力，因而进入工业领域成为工业以太网，目前为发展的快速阶段。,以太网通讯,1、以太网的通信机制,以太网遵循IEEE802.3标准，可以在光缆和双绞线上传输。它最早出现在1972年，由Xerox、PARC所创建。当前以太网采用星型和总线型结构，传输速率为10Mb/s，100 Mb/s，1000 Mb/s或更高。以太网利用了CSMA/CD（带冲突检测的载波监听多路访问）技术。,以太网通讯,2、以太网的主要缺陷,非实时性,不确定性,低可靠性,改进措施：改善交换技术、提高以太网速度、采用IEEE1588对时机制。,以太网通讯,SIMATIC NET工业以太网,德国西门子公司研发的SIMATIC NET工业以太网。它提供了开放的、适用于工业环境下各种控制级别的通信系统，这些通信系统均基于国家和国际标准，符合ISO/OSI网络参考模型。SIMATIC NET工业以太网主要体系结构是由网络硬件、网络部件、拓扑结构、通行处理器和SIMATIC NET软件等部分组成。,以太网通讯,SIMATIC NET工业以太网基本类型和网络硬件,SIMATIC NET工业以太网有2种类型，分别为10Mbit/s工业以太网和100Mbit/s工业以太网。它是利用带传输技术，基于IEEE802.3利用CSMA/CD介质访问方法的单元级和控制级传输网络。在西门子工业以太网中，通常使用的的物理传输介质是屏蔽双绞线（TP），工业屏蔽双绞线（ITP）以及光纤。,以太网通讯,SIMATIC NET工业以太网网络部件,SIMATIC NET工业以太网网络部件包括工业以太网链路模板OLM，ELM和工业以太网交换机OSM/ESM和ELS以及工业以太网链路模块OMC。,以太网通讯,SIMATIC NET工业以太网的拓扑结构,SIMATIC NET工业以太网的拓扑结构包括（1）总线型拓扑结构；（2）环型拓扑结构；（3）环网冗余。,SIMATIC NET工业以太网通信处理器,常用的SIMATIC NET工业以太网通信处理器（CP），包括用在S7 PLC站上的处理器CP243-1系列、CP343-1系列、CP443-1系列以及用在PC上的网卡，并提供ITP、RJ45及AUI等以太网接口。,以太网通讯,多台S7-300PLC之间的IE通信,采用3台S7315-DP加CP343，通过建立S7连接来说明多台300PLC的工业以太网的组网技术。,以太网通讯,网络组建,首先创建一个新的项目，项目名称为“COM_ET_3300”在项目内依次插入3个300站点：“SIMATIC 300(1)”、“SIMATIC 300(2)”、“SIMATIC 300(3)”对3个站点进行组态。第一个站：IP地址“192.168.10.60”子网掩码“255.255.255.0”。,第一步：SIMATIC 300(1)站的硬件组态,以太网通讯,第二步：SIMATIC 300(2)站的硬件组态,第2站：IP地址改为“192.168.10.61”，子网掩码依然是“255.255.255.0”；编译保存。,第三步：SIMATIC 300(3)站的硬件组态,第3站：IP地址改为“192.168.10.62”，子网掩码依然是“255.255.255.0”；,以太网通讯,以太网通讯,第四步：建立S7 连接,以太网通讯,第四步：建立S7 连接,以太网通讯,第五步：编写程序,读取远程CPU数据,写入远程CPU数据,思考：“SMATIC 300(2)”和“SMATIC 300(3)”的通信以及“SMATIC 300(3)”和“SMATIC 300(1)”的通信程序 怎么编写？,以太网通讯,无锡一家企业研发了一款产品Scanet，可以直接通过MPI接口转成以太网通讯，不需要任何硬件组态，使用非常方便，可以取代CP343/CP443.,以太网通讯,S7-300与ET200S的PROFINET远程IO通信,以太网通讯,要求：一台S7315-2PN/DP 通过PROFINET 总线扩展两台IM151-3接口模块实现远程IO读写的方法。扩展的模块硬件上通过IM151-3连接了电源模块PM-E DC24V、2个2DI模块、2个2DO模块、1个电压模拟量输入（2AIU）模块和一个电压模拟量输出（2AOU）模块等。,S7-300与ET200S的PROFINET远程IO通信,以太网通讯,要求：一台S7315-2PN/DP 通过PROFINET 总线扩展两台IM151-3接口模块实现远程IO读写的方法。扩展的模块硬件上通过IM151-3连接了电源模块PM-E DC24V、2个2DI模块、2个2DO模块、1个电压模拟量输入（2AIU）模块和一个电压模拟量输出（2AOU）模块等。,PROFINET网络组建,第一步：硬件连接,使用工业以太网网线连接中心交换机和IM151-3模块；S7315-2PN/DP PLC和编程PC同样也连接到交换机上。,以太网通讯,第二步：网络组态,新建一个项目，项目名为“COM_PN_315-2ET200SPN”，在硬件组态对话框内依次插入机架0、CPU3152PN/DP等模块。在插入CPU的时候，跳出对话框如图所示。输入IP地址“192.168.10.80”。,以太网通讯,插入ET200S子站,以太网通讯,双击第1个IM151-3，在随后出现的对话框内设定设备名称为“S7315-ET200S-151-3PN-1”，设备号为1 IP地址为“192.168.10.81”双击第2个IM151-3，设定设备名称为“S7315-ET200S-151-3PN-2”设备号为默认2，IP地址为192.168.10.82”。,设置IP地址,以太网通讯,Thanks,
