西门子PLC与人机界面通讯

S7 200 通信最经济的方式就是采用 PPI 协议和自由口通信协议 对于 S7 200 之间进行通信 PPI 协议又更适合 它比自由口通信的编程更简单 下面就 对这个 PPI 通信进行说明 以 2 台 S7 200 通信为例 做一个实例 设备配置 1 台 S7 200 CPU 226CN 的 PLC 1 台 S7 200 CPU 224XP 的 PLC 硬件连接 原则上需要配备 1 条紫色的 Profibus 电缆 2 个黑色的 Profibus DP 接头 如果需要在 PLC 通信时对所有在线的 PLC 进行监控 编程 操作而不占用另外的通信口 也就是说 假如所有 PLC 用端口 PROT1 进行 PPI 通信 而现在要对所有 PLC 依次编程 监控 但又不想占用这些 PLC 的端 口 PROT0 端口 PROT0 可能已作它用 那么必须在其中 1 台 PLC 采用 带编程口的 Profibus DP 接头 所以说 带编程口的 Profibus DP 接头在整个 网络中只需要一个就可以了 这样 也就可以在某一台 PLC 处对在网的其它 PLC 进行编程 监控 引脚分配 S7 200 CPU 上的通讯端口是符合欧洲标准 EN 50170 中 PROFIBUS 标准的 RS 485 兼容 9 针 D 型连接器 下表列出了为通讯端口 提供物理连接的连接器 并描述了通讯端口的针脚分配 下面是 S7 200 的通 信接口 D 型 9 孔母头的引脚定义 网络电缆的偏压电阻和终端电阻 为了能够把多个设备很容易地连接到网络中 西门子公司提供两种网络连 接器 一种标准网络连接器 引脚分配如表 7 7 所示 和一种带编程接口的连 接器 后者允许您在不影响现有网络连接的情况下 再连接一个编程站或者一 个 HMI 设备到网络中 带编程接口的连接器将 S7 200 的所有信号 包括 电源引脚 传到编程接口 这种连接器对于那些从 S7 200 取电源的设备 例如 TD200 尤为有用 两种连接器都有两组螺钉连接端子 可以用来连接 输入连接电缆和输出连接电缆 两种连接器也都有网络偏置和终端匹配的选择 开关 典型的网络连接器偏置和终端如图所示 处于中间节点的从站在不工作时可以断电 PROFIBUS 电缆的接法 PROFIBUS 电缆 紫色 只有两根线在里面 一根红的一根绿的 然 后外面有屏蔽层 接线的时候 要把屏蔽层接好 不能和里面的电线接触到 要分清楚进去的和出去的线分别是哪个 假如是一串的 就是一根总线下去 中间不断地接入分站 这个是很常用的方法 在总线的两头的两个接头 线都 要接在进去的那个孔里 不能是出的那个孔 然后这两个两头的接头 要把它 们的开关置为 ON 状态 这时候就只有进去的那个接线是通的 而出去的那个 接线是断的 其余中间的接头 都置为 OFF 它们的进出两个接线都是通的 我觉得德国人真的是和我们的思维不同 我觉得应该是 OFF 表示关闭吧 他 偏设置 ON 为关闭 搞不懂 这就是线的接法 接好了线以后呢 还要用万 用表量一量 看这个线是不是通的 假如你这根线上只有一个接头 你量它的 收发两个针上面的电阻值 假如是 220 欧姆 那么就是对的 假如你这根线已 经做好了 连了一串的接口 你就要从一端开始逐个检查了 第一个单独接线 的接口 是 ON 状态 然后你把邻近的第一个接口的开关也置为 ON 那么这 个接口以后的部分就断了 出口的线已经被关掉了啊 现在测最边上 就是单 线接的那个接口 之后的东西一直都是测这个接口 测它的收发两个针 和刚 才一样 假如电阻是 110 欧姆 被并联了 那么这段线路就是通的 然后把 中间刚才那个改动为 ON 的接口改回到 OFF 然后是下一个接口改为 ON 就这么测下去 哪个的电阻不是 110 欧姆了 就是那一段 的线路出问题了 PROFIBUS 网络电缆 西门子产品号 6XV1 830 0EH10 波特率 为 100Kbps 以下时也可使用普通双绞线 截面积不小 0 22 平方毫米 原则 上绿色接 RS485 信号负 对应 Profibus 接头的 A1 红色接 RS485 信号正 对应 Profibus 接头的 B1 当然 统一反着接也可以 绿色接 RS485 信 号正 对应 Profibus 接头的 B1 红色接 RS485 信号负 对应 Profibus 接头 的 A1 不要交叉就行 Profibus DP 现场总线电缆电缆 用于 Siemens 公司支持的 Profibus DP 总线系统 能够对应 12Mbps 的高速传送 充分发挥 PROFIBUS DP 的功能 铝箔 PET 带和高密度编织的双层屏蔽使抗干扰性能出色 通信的传送质 量稳定 护套使用了柔软性和耐油 耐热性能良好的无铅聚氯乙烯混合物 护套的颜色以紫色 RAL001 为标准色 德国 LAPP UNITRONICO BUS L2 FIP 实心裸铜丝导体 2 芯绞合 成对 芯线颜色为红 绿 铝箔屏蔽后加裸铜丝编织 PVC 外护套 阻燃 符 合 VDE 0472 第 804 部份 B 类试验 IEC 332 1 紫色 RAL4001 传输速率决定允许的总线电缆最大长度如下 PROFIBUS DP 1 5MBit s 最长 200m SIMATIC 网 12 0MBit s 最长 100m 工厂通讯处理层 1 0MBit s 最长 200m 2 5MBit s 最长 200m 上述参数适用于 PROFIBUS DP 及 PROFIBUS FMS 总线电缆 国产普通屏蔽电缆也可以替代 PROFIBUS 电缆 没有问题 实践证 明是可以用的 这样说吧 使用是没有问题的 但是是要有些请提条件的 比 如西门子给出的多大速率下对应多大的通讯距离 西门子 DP 电缆没有问题 但是国产屏蔽电缆就有可能不能用到这么长的通讯距离 要选用质量好的国产 屏蔽电缆 为了保证信号的稳定要在 DP 网络的两端接电阻 3 和 8 脚接 220 电阻 3 和 VP 引脚接 390 电阻 8 脚和 DGND 脚接 390 电阻 如果有 RS485 连接器 就不用自己加终端电阻 RS485 连接器中已经自带终端电阻了 国产屏蔽电缆抗干扰的能力应该要若一些 如果是电磁环境很差的地 方 例如有交交变频系统等 建议使用 profibus dp 电缆 比较重要的系统中 对通讯安全非常严格的话 建议还是使用西门子的 profibus dp 电缆 上面是官方提到的硬件连接方式 在实际中 我们可能因为使用情 况不同 临时使用 实验使用 同一个电控柜内使用等 手边没有现成的 Profibus 电缆和 Profibus DP 接头 那么 在这种情况下就需要自己制作了 下面就简单说一下制作方法 1 不带编程口的通信线制作 有多少个 PLC 就买多少个 D 型 9 针公头 然后买需要长度的 Profibus 电缆 实在没有 买屏蔽双绞线也可以 不过抗干扰性没那么好哟 近距离的话 随便用什么线连接都可以 哪怕是 2 根单股导线 也没问题 通过电缆 把这些 D 型 9 针公头的 3 脚依次连接在一起 把这些 D 型 9 针公 头的 8 脚也依次连接在一起 接线的时候注意点 不要接错了 笔者就因为 疏忽大意接错线 导致查了几个小时的故障才发现接线错了 首先怀疑线错了 用万用表打 没发现问题 晕哟 可能是遇见鬼了 最后把线全拆了 重新焊 接即恢复正常 如果通信存在问题 那么建议把这些 D 型 9 针公头的 5 脚也接在一起 强制低电位相等 如果有屏蔽线的话 就接上屏蔽线 屏蔽层接到每台设备的 外壳并最后接大地 至于终端电阻和偏置电阻 距离短的话 就可以不接了 不过 虽然 不接 也得了解其原理 终端电阻和偏置电阻如 17 楼图示 因为 PROFIBUS 的连接电缆通常采用 TYPE A 标准 其中的电缆阻抗值最大为 165 欧 390 220 390 的等效电阻是 170 是为了实现阻抗匹配 当没有通讯进行 时 终端电阻可以保证信号线间的电压差 通常加载在终端的电压为 5V 390 220 390 使得两信号线点的电压值分别为 1 95 和 3 05V 是理想的静 态电压 差分 官方的 PROFIBUS 接头有进线和出线 2 个口 采用官方的 PROFIBUS 接头接线时需要注意 首站 和 末站 都接进线 其实 首站 和 末站 接出也能通信的 但是为了保证通讯的稳定 首 站 和 末站 都要把终端电阻置为 ON 这时如果还把 首站 和 末站 接出线 那 么 首站 和 末站 都被终端掉了 所以西门子规定 首站 和 末站 都接进线 2 带编程口的通信线制作 先制作不带编程口的通信线 然后再找一个 D 型 9 孔母头 与其中一 台 PLC 的 D 型 9 针公头一对一连接 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 PLC 编程电缆 多主站电缆 连接那个 D 型 9 孔母头 这样 电脑就可以监控那台 PLC 了 同时 因为同时也连接到了网内所有 PLC 所 以也可以监控网内所有 PLC 注意 无论是否采用西门子原装的总线电缆和接头 如果是不带编程 口 那么就只能监控到 1 台 PLC 而监控不到在网的其它 PLC 例如 1 台 PLC 采用端口 PORT1 与其他 PLC 进行通信 而编程电缆连接到了这台 PLC 的端口 PORT0 那么在电脑上是无法监控到在网的其它 PLC 的 因为 电脑的编程电缆的通信线 3 8 脚和在网的其它 PLC 都不存在物理连接嘛 采用了不带编程口的通信线 PLC 插在不是联网那个通信口上监控 只能 看到 1 台 PLC 采用了带编程口的通信线 PLC 插在联网那个通信口上监控 能看到在网 的所有 PLC 不过 最好只搜索设定的波特率就可以了 不要搜索所有波特率 否则可 能出现问题 要监控在网的哪台 PLC 需要打开相应的 PLC 程序 然后搜索出所有的 PLC 再把光标置于相应的 PLC 上 点击 确定 然后可以下载和监控那台 PLC 如果电脑上当前 PLC 程序和 通信 的当前地址的 PLC 的程序不同 是无法 监控该 PLC 的 如果电脑上当前 PLC 程序 系统块 中的地址和 通信 的当前地址不同 那 么将无法下载 下面就来针对 dingqw1234 网友的要求做一个实例 1 台 CPU 226CN 作 为主站 1 台 CPU 224XP 作为从站 要把 CPU 224XP 的输入点数据全部传到 CPU 226CN 里面 一 硬件连接 按照上面所说的方法 用到编程口的通信电缆把 CPU 226CN 和 CPU 224XP 的端口 PORT1 连接起来 当然 这个连接口可以随意组合 不过 根 据不同的情况 可能会影响到程序的编制 如果同一台 PLC 的 2 个编程口的 地址不同 要连接多个通信设备或不同的用途 就需要把 2 个通信口设置为不 同的地址 那么就可能会影响到程序的编制 二 PLC 地址分配 编程软件 TEP 7 MicroWIN 分配的地址固定是 0 程序中 PLC 的默认 地址为 2 这个我们要修改 因为该系统中没有其它设备 例如人机界面 触摸 屏 这里就把 CPU 226CN 的 PROT0 口的地址设为 1 把 CPU 226CN 的 PROT1 口的地址设为 2 把 CPU 224XP 的 PROT0 口的地址设为 3 把 CPU 224XP 的 PROT1 口的地址设为 4 当然 每个 PLC 的 2 个端口可以设置为相同的地址 这样的好处是 当一个通信口坏掉时 可以插到另外一个通信口 而不用更改主站 PLC 的程序 把每个 PLC 的 2 个端口设置为不相同的地址 笔者认为这样做没有 什么好处 如果你知道 请告诉笔者 多谢 只有坏处 当一个通信口坏 掉时 插到另外一个通信口 需要更改与这台 PLC 通信的主站 PLC 的程序 不过这个例子中笔者这样分配地址 是做个实验而已 三 编程 针对上面的控制要求 从站 CPU 224XP 就不需要编程了 只需要把 CPU 224XP 的 PROT0 口的地址设为 3 把 CPU 224XP 的 PROT1 口的地址 设为 4 并下载系统块就可以了 这个步骤就不赘述了 地址设置方法请参阅对 CPU 226CN 的设置 下面是对主站 CPU 226CN 进行编程和系统块地址设置的步骤 该例 中 采用 PPI 协议进行通信 比自由口通信要简单得多 而且采用指令向导 来编程 比直接设置特殊存储器 SMB 调用 NETR 和 NETW 指令要简单得多 点 设置 PG PC 接口 选中 PC PPI Cable PPI 点 属性 在 本 地连接 中选择你的编程程电缆的类型 COM1 COM2 或是 USB 在 PPI 中勾选 高级 PPI 非西门子官方电缆就不要选了 即使选了也不支持 点击 确定 确定 把编程电缆插到每个 PLC 对每个 PLC 设置指定的地址和设置统一 的波特率 如果电缆质量不好 非原装电缆 波特率设置不要过高 先点 通 信 然后双击 双击刷新 搜索到 PLC 地址后 设置好当前 PLC 地址 然后 修改系统块中的 PLC 端口 按照预设的地址进行修改 最后下载系统块 把 PLC 相应端口设置为预设的地址 这个操作比较简单 我就不在贴图赘述了 把编程电缆插回到