SIEMENSS7PLC通讯(1)

1、SIEMENS S7 PLC通信主讲：王 兵E_Mail:通信方式 并行通信与串行通信 并行通信是以字（16位）或字节（8位）为单位的数据传输方式。 串行通信是以二进制的位（Bit 即1位） 为单位的数据传输方式。 在控制中一般采用串行通信方式。 单工与双工通信单工通信：只能沿单一方向传送数据。双工通信：可以沿两个方向传送数据。双工方式又可以分为全双工和半双工方式。 传输速率（波特率）30038400 Bit /S串行通信接口 RS-232C广泛地用于计算机与终端或外设之间的近距离通信。RS-232C采用共地传送方式，容易引起共模干扰。 RS-422全双工操作，两对平衡差分信号线分别用于发送和

2、接收。最大传输速率10M Bit /S。最大距离1200M。一台驱动器可以连接10台接收器。广泛地用于计算机与终端或外设之间的远距离通信。 RS-485RS-485是RS-422的变形。 RS-485的逻辑“1”以两线间的电压差为+（26）V表示，逻辑“0”以两线间的电压差为-（26）V表示。半双工四线操作，一对平衡差分信号线不能同时发送和接收。使用RS-485接口和双绞线可以组成串行通信网络，构成分布式系统。系统中可以有32个站。新的接口器件已允许连接多达128个站。开放系统互连模型国际化标准组织ISO提出的开放系统互连模型OSI。作为通信网络国际标准化的参考模型。它详细描述了软件功能的7个

3、层次。一类为面向用户的第57层，另一类为面向网络的第14层。应用层应用层作为OSI的最高层，定义用户及应用程序接口与协议对网络访问的切入点，为用户的应用服务提供信息交换，为应用接口提供操作标准。表示层表示层提供多种编码用于应用层的数据转化服务例如数据的加密/解密，信息的压缩/解压和数据兼容。把应用层提供的信息变成能够共同理解的形式。会话层负责建立、管理和终止表示层的实体间通信会话，处理不同设备应用程序间的服务请求和响应。注意：不是所有的通信协议都需要OSI参考模型中的全部7层。例如有的现场总线通信协议只采用了7层协议中的第1，第2和第7层。传送层建立会话连接。分配服务访问点（SAP-Servi

4、ce Access Point，服务器访问点）。允许数据进行可靠（TCP-Transmission Control Protocol，传输控制协议）或不可靠（UDP-User Datagram Protocol，用户数据报协议）的传输。网络层网络层的功能是报文包的分段 报文包的阻塞处理和通信子网络的选择。定义设备间通过逻辑地址（IP-Internal Protocol , 因特网协议）传输数据，连接位于不同广播域的设备，常用来组织路由。数据链路层确定传输站点物理地址以及将消息传送到协议栈，提供顺序控制和数据流控制。 物理层为用户提供建立 保持和断开物理连接的功能。定义了传输介质、连接器和发生器

5、的类型。规定了物理连接的电气、机械功能特性如电压、传输速率、传输距离等特性。（如RS-232C RS-422 RS-485）。星形拓扑：每个节点都通过点-点连接到中央节点，任意两站之间通信都要通过中央节点进行，所有通信均由中央节点控制，属于集中式通信控制。其缺点是对中央节点依赖性过强。星形拓扑主要适用于低数据率设备。 几种网络结构 总线拓扑：在总线拓扑中，传输介质是一条总线，所有节点都连接到总线上。利用中继器可延长总线的长度。一个站发送数据，所有其他站都能接收，因此所有节点共享一条传输链路。PLC网络较多采用总线结构形式。树形拓扑：树形拓扑是总线拓扑的扩展形式。它适应性强，非常适合于分主次、分

6、等级的层次型管理系统。 环形拓扑：环形拓扑指网络中的中继器进行点-点链路连接，构成一个封闭的环路，该链路是单向的，数据沿一个方向(顺时针或逆时针)在网上环行。其特点是：网络设备只是简单的中继器，工作站提供复杂拆包和存取控制功能。与其他网络拓扑相比，环形拓扑能提供更大的吞吐量，可适用于工业环境。通信连接 通信连接是通信双方为了执行通信服务而进行的逻辑资源的分配。通信连接直接与通信服务相连，例如通信的地址、SAP (Service Access Point)等。连接可以是直接建立也可以是在运行是建立。连接的类型1：需要组态的连接2：不需要组态的连接需要组态的连接：在通信之前使用配置软件如：STEP

7、 7中的Netpro, ProTool等进行组态的的连接。在CPU或CP启动的时候建立连接并永久保持，称为静态连接。优点：在操作中不可能中断连接，保证通信的快速性。缺点：在没有连接资源时不可以在和其他的设备通信。建立的通信建立的通信连接连接不需要组态的连接：通过用户触发建立的通信连接，通信的地址在通信块中指定。称为动态连接。优点：在考虑同时使用最大连接数量以外，可以分批次建立更多的连接。缺点：在连接更多设备时，需要考虑通信的性能。通信方地址通信方地址通信连接连接的类型连接的类型通信服务通信服务需要组态的连接需要组态的连接GD communicationS7 communicationISO c

8、ommunicationISO on TCP communicationTCP/IP communicationFDL communicationIT communication:FTP, SMTP, HTTPPROFInetOP communicationPROFIBUS DPUDP communication不需要组态的连接不需要组态的连接PG communicationS7 basic communicationComm. Conf. StandardsSIMATIC 通信服务ProfibusEthernetFMSDPMAP 3.0Open Communic.MPIS7 基本通信全局数据

9、S7 扩展通信SIMATIC S7通信ISO 传输TCP/ISO-on-TCPFDLPG 和 HMI 功能UDP全局数据GD（网络中的全局数据）用于少量的数据交换（在 S7-400中附加事件驱动）。S7 通信在 SIMATIC S7 连接中，这些通信工具都面向 S7 PLC、PG/PC 和 OP/TD 通信进行了最优化。 PG 功能；无需组态连接便可连接一个 PG。HMI 功能；无需组态连接便可连接一个 OP。 基本的通信由包含在 CPU 的操作系统中的 SFC 执行。（SFC 通信的运行无需组态连接）。借助于 SFB ，可由已组态的连接实现扩展的通信。（S7-400可作为 客户机/服务器；S

10、7-300只作为服务器）。FDL（SDA） 用于在 SIMATIC S7 和 S5 之间安全地传输中等数量的数据。对应于 Profibus 第 2 层的 Fieldbus Data Link（FDL）。ISO-传输、TCP, ISO-on-TCP 、 UDP 用于工业以太网上从 SIMATIC S7 向 PC 或者非西门子系统安全地传输中等数量 和大量的数据。使用功能 AG-SEND/RECV 或 AG-LSEND/LRECV 可在 CPU 上实现 FDL、ISO、TCP、ISO-on-TCP 和 UDP 应用。 FMS Fieldbus Message Specification（FMS）使

11、得智能伙伴之间面向对象的通信以及现场设备之间的通信成为可能。有关 FMS（变量、域服务等）支持的应用请参照EN 50170 Vol. 2 。MAP该协议最初由美国汽车公司通用汽车开发，用于 PLC 系统之间面向对象的通信（MAP= Manufacturer Automation Protocol）。DP DP（分布式 I/O）协议最适合于对时间要求严格的、面向数据的、从智能控制单元（DP 主站）到现场设备（EN 50170 Vol. 3）的通信。程序控制使用MPI, K-Bus,Profibus 或 工业以太网程序控制使用MPI 或K-Bus面向 S7-300/400 的 S7 通信服务全局数据基本通信无需组态连接扩展通信使用组态连接CPU的 操作系统CPU的 操作系统 循环或/和程序控制使用 MPI 或者 K-Bus总线SFCSFCSFBSFBPG 和 HMI 功能CPU的 操作系统由操作系统控制使用 MPI, K-Bus, Profibus 和工业以太网PG 720SIMATIC 中的网络-SINUMERIK, RCM-TI 505-Other PLC