项目五PLC特殊功能模块应用任务一配置PPI网络通信.ppt

江西工业职业技术学院机电分院 任务一配置PPI网络通信 项目五PLC特殊功能模块应用 车载台 1 掌握PLC的通信与网络的概念2 了解TD200使用3 掌握配置PPI网络通信学时 4习题 5 15 2 教学目的和要求 目录一 任务导入和分析二 相关知识S7 200PLC的通信与网络三 任务实施四 知识拓展TD200使用 一 任务导入与分析 某条灌装黄油桶的生产线 要求将黄油桶送到四台包装机 打包机 上包装 打包机把8个黄油桶包装到一个纸箱中 用一个分流机控制着黄油桶流向各个打包机 4个CPU221用于控制打包机 一个CPU222安装了TD 200操作器人机界面 用于控制分流机 分流机对打包机的控制主要是负责将纸箱 粘结剂和黄油桶分配给不同的打包机 而分配的依据就是各个打包机的工作状态 因此分流机要实时地知道各个打包机的工作状态 另外 为了统计的方便 各个打包机打包完成的数量应上传到分流机 以便记录和通过TD 200查阅 二 相关知识S7 200PLC的通信与网络 S7 200系列PLC内部集成的串行通信口 PPI接口 编程口 为用户提供了强大的通信功能 PPI口的物理特性为RS 485 CPU221 CPU222 CPU224有一个RS 485口 定义为PORT0 CPU224XP CPU226 CPU226XM有2个RS 485口 定义为PORT0及PORT1 使用不同的协议通过串行通信口与不同的设备进行通信或组成网络 网络通信通过RS 485标准的双绞线实现 1 字符数据格式 S7 200PLC采用异步串行通信方式 传送字符数据的格式分10位数据和11位数据 10位数据格式 由1个起始位 8个数据位 1个停止位组成 传送速率一般为9600波特 11位数据格式 由1个起始位 8个数据位 1个偶校验位 1个停止位组成 传送速率一般为9600波特或19200波特 西门子公司S7系列的生产金字塔由4级构成 从上到下依次为 公司管理级 工厂与过程管理级 过程监控级 过程测量与控制级 西门子生产金字塔的4级子网由3级总线复合而成 最低一级为AS I级总线 负责与现场传感器和执行器的通信 也可以是远程I O总线 负责PLC与分布式I O模块之间的通信 中间一级是Profibus级总线 它采用令牌控制方式与主从轮询相结合的存取方式 可实现现场 控制和监控3级的通信 中间级也可用主从轮询存取方式的主从多点链路 最高一级为工业以太网Ethernet使用通信协议 负责传送生产管理信息 2 网络层次结构 在对网络中的设备进行配置时 必须对设备的类型 在网络中的地址和通信的波特率进行设置 在网络中的设备分两类 主站和从站 主站设备 如编程设备STEP7 中文文本显示器TD200等操作面板产品和S7 300PLC S7 400PLC 向从站设备发送要求 也可对网络上的其它主站设备的请求作出响应 从站设备只是等待主站发送的要求并作出相应的响应 网络上所有S7 200CPU都默认为从站 但在点对点通信时也可定义为主站 以便从另外的S7 200读取信息 在网络中的设备必须有惟一的地址 S7 200支持的网络地址为0 126 S7 200的缺省地址是2 编程软件的缺省地址是0 操作面板的缺省地址是1 在同一网络中所有设备必须被设置成相同的波特率 数据通过网络传输的速度 S7 200波特率的配置在编程软件的系统块中完成 3 网络通信协议 西门子公司S7系列的生产金字塔中的通信协议分两大类 通用协议和公司专用协议 通用协议采用工业以太网 Ethernet 协议 用于管理级的信息交换 公司专用协议有 PPI协议 MPI协议 Profibus 开放式现场总线标准 协议 自由口协议和USS协议 PPI MPI Profibus协议都是异步 基于字符传输的协议 带有起始位 8位数据 偶校验和一个停止位 如果使用相同的波特率 这些协议可以在一个网络中同时运行而不相互影响 点对点接口PPI Point to PointInterface 协议是一种主 从协议 在这个协议中 主站 其它CPU SIMATIC编程器 TD200中文文本显示器 设备向从站设备发送要求 从站设备响应 从站不主动发信息 只是等待主站发送的要求并作出相应的响应 网络上所有S7 200CPU都默认为从站 如果在用户程序中允许PPI主站模式 一些S7 200CPU在RUN模式下可以作为主站 一旦允许PPI主站模式 就可以利用网络的有关通信指令来读写其它CPU 并且还可以作为从站响应来自其它主站的申请和查询 任何一个从站可以与多个主站通信 但是在网络中最多只能有32个主站 1 PPI协议 2 MPI协议 多点接口MPI Multi PointInterface 协议是主 主协议或主 从协议 协议如何操作依赖于设备类型 如果是S7 300CPU 就建立主 主连接 因为所有S7 300都是网络主站 如果是S7 200CPU 就建立主 从连接 因为S7 200CPU是从站 3 Profibus协议Profibus协议用于分布式I O设备 远程I O 的高速通信 Profibus是世界上第一个开放式现场总线标准 于1995年成为欧洲工业标准 EN50170 1999年成为国际标准 1EC61158 3 采用Profibus协议的系统 对于不同厂家所生产的设备不需要对接口进行特别的处理和转换 就可以通信 最高传输速率可达12Mbit s 4 自由口协议 用户定义协议 自由口协议指通过用户程序控制S7 200CPU通信口的操作模式来进行通信 利用自由口模式 可以实现用户定义的通信协议连接多种智能设备 5 USS协议USS协议是西门子传动产品 如变频器等 通信的一种协议 S7 200提供USS协议的指令 用户使用这些指令可方便实现对变频器的控制 4 网络通信类型 SIMATIC网络的通信类型分为单主站和多主站 单主站 一个主站与一个或多个从站连接的网络 如图5 2是一个单主站网络结构示意图 图中一台计算机作为主站 4台S7 200CPU作为从站 多主站 一个主站与最少一个从站及一个主站连接的网络 图5 3是一个多主站网络结构示意图 图中一台计算机作为主站 一台TD200中文文本显示器也是主站 另外4台S7 200CPU作为从站 5 S7 200PLC通信指令 当S7 200PLC被定义为PPI主站模式时 可以应用网络读写指令对另外的S7 200PLC进行读写操作 NETWTBL PORTNETRTBL PORT网络写 发送 网络读 接收 图5 4网络读 网络写指令的格式 TBL 缓冲区首址 操作数为字节 PORT 操作端口 CPU224XP及CPU226为0或1 其他型号只能为0 网络读NETR指令是通过端口 PORT 接收远程设备的数据并保存在表 TBL 中 可从远方站点最多读取16字节的信息 网络写NETW指令是通过端口 PORT 向远程设备写入在表 TBL 中的数据 可向远方站点最多写入16字节的信息 在程序中可以有任意多NETR NETW指令 但在任意时刻最多只能有8个NETR及NETW指令有效 TBL表的参数定义见表5 1所示 使用网络读写指令对另外的S7 200PLC进行读写操作时 首先要将使用网络读写指令的S7 200PLC定义为PPI模式 即通信初始化 与PPI和自由口通信均有密切关系的特殊寄存器SMB30 PORT0 及SMB130 PORT1 中规定了PPI通信的方式 如后面补充表所示 自由口控制寄存器SMB30和SMB130 首字节第2字节第3字节第4字节第5字节第6字节第7字节第8字节第9字节第10字节 5 1TBL表的参数含义 设VB100为首字节 表中VB100首字节的含义 D 操作是否完成 0 未完成 1 功能完成 A 是否激活 操作已排队 0 未激活 1 激活 E 是否有错误 0 无错误 1 有错误 后4位错误代码的说明 0 0000 无错误 1 0001 超时错误 远程站点无响应 2 0010 接收错误 有奇偶错误等 3 0011 离线错误 重复的站地址或无效的硬件引起冲突 4 0100 排队溢出错误 多于8条NETR NETW指令被激活 5 0101 违反通信协议 没有在SMB30中允许PPI 就试图使用NETR NETW指令 6 0110 非法参数 7 0111 没有资源 远程站点忙 正在进行上载或下载 8 1000 第七层错误 违反应用协议 9 1001 信息错误 错误的数据地址或错误的数据长度 补充只能使用变量存储器 V 局部变量存储器 L 和累加器 AC 作为指针 指针为双字值 是需被访问的存储器的物理地址 为了生成指针 必须使用双字传送指令 MOVD 将所要访问的存储器区地址放入用来作为指针的存储器或寄存器中 如 MOVD VB100 VD201MOVD MB11 AC2MOVD C6 LD6 是取地址符号 VB100表示VB100单元的32位物理地址 而VB100本身是一个直接地址编号 注意区别 指令中的第二个操作数是用来存放物理地址 三 任务实施 1 地址设置四个打包机 CPU221 的站地址分别选择2 3 4 5 分流机 CPU222 站地址为6 TD200的站地址为1 将各个站地址在系统块中设定好 随程序一起下载到PLC中 TD 200的地址在TD 200中直接设定 在网络连接中 6 站所用的网络连接器是带编程口 以便连接TD 200和其它站 其它站则用不带编程口的网络连接器 2 编制PLC程序 6 站分流机的程序包括 控制程序 与TD 200的通信程序 与其它站的通信程序 而其它站只有控制程序 假设各个打包机的工作状态存储在各自CPU的VB100中 其中 V100 7为打包机检测到错误 V100 6 V100 4为打包机错误代码 V100 2为粘结剂缺少的标志 应增加粘结剂 V100 1为纸箱缺少的标志 应增加纸箱 V100 0为没有可包装黄油桶的标志 各个打包机已经完成的打包箱数分别存储在各自CPU的VW101中 定义6 站分流机对各打包机接收 读 的缓冲区的起始地址分别为 VB200 VB210 VB220 VB230 对各打包机发送 写 的缓冲区的起始地址分别为 VB300 VB310 VB320 VB330 分流机读 写1 打包机 2 站 的工作状态和完成打包数量的梯形图程序如图5 5所示 语句表程序如图5 6所示 对其它站的读写操作程序只需要将站地址号与缓冲区指针作相应的改变即可 设置允许PPI 主站模式 SMB30 00000010 清空接收和发送缓冲区 装载1 打包机 2 站 地址 参考表5 1 远程站的数据指针 VB101是取VB101的 32位物理地址即指向 远程站点2 站的数据指针 待发送的数据长度 待发送的数据 将VW307中的0发到VW101 复位1 打包机包装的箱数 图5 5分流机读 写1 打包机的工作状态和完成打包数量的梯形图程序 装载1 打包机的站地址 远程站的数据指针 打包机的工作状态在VB100 VB100即为 取VB100单元的32位的地址 待读的数据长度3字节 即VB100及VW101 读1 打包机的控制VB100 放于VB207和 数据状态VW101放VW208 图5 6分流机读 写1 打包机的工作状态和完成打包数量的语句表程序 四 知识拓展TD200使用说明 1 TD200概述TD200 TextDisplay200 是专用于S7 200系列PLC的文本显示和操作界面 TD200支持中文操作和文本显示 TD200包装中提供了专用电缆 TD CPU电缆 用以与S7 200CPU连接 电缆能从CPU通讯口上取得所需的24VDC电源 TD200作为主站在PPI网络上工作 网络上的TD200都有唯一的地址 一个S7 200CPU最多可以连接4个TD200 一个TD200只能与一个S7 200CPU建立连接 连接到同一个S7 200CPU的多个TD200可以访问同一个参数块 也可设置不同的数据块偏移地址按不同的参数块工作 不同的参数块可以分多次调用TD200向导定义 TD200具有牢固的塑料壳 前面板具有IP65防护等级 27mm的安装深度 无须附件即可安装在箱内或面板内 TD200采用了背光LCD液晶显示器 即使在逆光情况下也很容易看清楚 人体工学设计的输入键位于可编程的功能键上部 便于操作 TD200中文版内置国标汉字库 可方便 清晰地显示中文文本 内置连接电缆接口 可方便地进行功能扩