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西门子PLC常用通讯方式 通讯的基本概念 一 主要内容 2 通讯的基本概念 3 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 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 5 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 主要内容 6 主要的通讯方式 二 目录 7 二 通讯速率低 一 简单经济 MPI网络结构 MPI通讯 MPI MultipointInterface 特点 MPI MultipointInterface 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 PCAdapter 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ProTool或者Winccflexible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 主要的通讯方式 二 目录 20 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 DPCoupler 耦合器 DP DPCoupler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 DPCoupler 耦合器 DP DPCoupler连接的两个网段 通讯速率可以不同 因此DP DPCoupler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 主要的通讯方式 二 目录 32 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 100Mb s 1000Mb 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 SIMATICNET工业以太网 德国西门子公司研发的SIMATICNET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 SIMATICNET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SIMATICNET软件等部分组成 以太网通讯 SIMATICNET工业以太网基本类型和网络硬件 SIMATICNET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 SIMATICNET工业以太网网络部件 SIMATICNET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 SIMATICNET工业以太网的拓扑结构 SIMATICNET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 SIMATICNET工业以太网通信处理器 常用的SIMATICNET工业以太网通信处理器 CP 包括用在S7PLC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 SIMATIC300 1 SIMATIC300 2 SIMATIC300 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 SIMATIC300 1 站的硬件组态 以太网通讯 第二步 SIMATIC300 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 SIMATIC300 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 SMATIC300 2 和 SMATIC300 3 的通信以及 SMATIC300 3 和 SMATIC300 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 EDC24V 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 EDC24V 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 DPPLC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 P