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西门子PLC通讯方式详解

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:西门子PLC串行通讯方式主要有:RS485串口通信、PPI通信、MPI通信、PROFIBUS-DP通信、以太网通信。西门子PLC与PLC之间的MPI通信一般有3种通信方式:全局数据包通信方式、无组态连接通信方式和组态连接通信方式。在这一层,中央控制器之间需要比现场层更大量的数据传送,但通信的实时性要求低于现场。

西门子PLC通讯方式详解

西门子PLC串行通讯方式主要有:RS485串口通信、PPI通信、MPI通信、PROFIBUS-DP通信、以太网通信。

1.RS485串口通讯

第三方设备大部分支持,西门子S7 PLC可以通过选择自由口通信模式控制串口通信。最简单的情况是只用发送指令(XMT)向打印机或者变频器等第三方设备发送信息。不管任何情况,都必须通过S7 PLC编写程序实现。 

当选择了自由口模式,用户可以通过发送指令(XMT)、接收指令(RCV)、发送中断、接收中断来控制通信口的操作。 

2.PPI通讯 

PPI协议是S7-200CPU最基本的通信方式,通过原来自身的端口(PORT0或PORT1)就可以实现通信,是S7-200 CPU默认的通信方式。 

PPI是一种主-从协议通信,主-从站在一个令牌环网中。在CPU内用户网络读写指令即可,也就是说网络读写指令是运行在PPI协议上的。因此PPI只在主站侧编写程序就可以了,从站的网络读写指令没有什么意义。

3.MPI通讯 

MPI通信是一种比较简单的通信方式,MPI网络通信的速率是19.2Kbit/s~12Mbit/s,MPI网络最多支持连接32个节点,最大通信距离为50M。通信距离远,还可以通过中继器扩展通信距离,但中继器也占用节点。MPI网络节点通常可以挂S7-200、人机界面、编程设备、智能型ET200S及RS485中继器等网络元器件。西门子PLC与PLC之间的MPI通信一般有3种通信方式:全局数据包通信方式、无组态连接通信方式和组态连接通信方式。

(1)全局数据包通信方式

配置PLC硬件过程中,组态所要通讯的PLC站之间的发送和接收区,不需要任何程序处理。这种方式只适合S7-300/400之间相互通讯

(2)无组态连接通信方式(数据包最大76字节)有两种:单边通信方式、双边通信方式。

①单边通信方式:只在一方编写程序,即客户机与服务器的访问模式。编写程序的一方作为客户机,不编写程序的一方作为服务器。S7-300/400既可作客户机又可作服务器。S7-200只能作服务器。SFC67(X-GET)用来将服务器指定数据区的数据读回并存放到本地数据区。SFC68(X-PUT)用来将本地数据区中的数据写到服务器中指定的数据区。

②双边通信方式:一方调用数据发送块SFC65(X-SEND),同时另一方调用数据接收块SFC66(X-RCV),双方均需要编程。

(3)组态连接方式:只适合S7-300与S7-400或S7-400与S7-400之间的通信;数据包最大长度为160字节。

①S7-300与S7-400通信时,S7-300只能作服务器,S7-400作为客户机对S7-300的数据进行读写操作。在S7-400站中调用系统功能块SFB15,将数据发送到S7-300站中。调用系统功能块SFB14,读出S7-300中的数据。

②S7-400与S7-400通信时,S7-400既可作服务器,又可作客户机。(www.xing528.com)

4.PROFIBUS通讯 

Profibus是一种有广泛应用范围的,开放的数字通信系统,特别适用于工厂自动化和过程自动化领域。Profibus适合于快速、时间要求严格的应用和复杂的通信任务。

(1)PROFIBUS协议包括三个主要部分

①PROFIBUS-DP:主站和从站之间采用轮询的通讯方式,支持高速的循环数据通讯,主要用于制造业自动化系统中现场级的通信。

②PROFIBUS-PA:电源和通信数据通过电源并行传输,主要用于面向过程自动化系统中本质安全要求的防爆场合。

③PROFIBUS-FMS:定义了主站和从站之间的通信模型,主要用于自动化系统中车间级的数据交换。

(2)PROFIBUS现场总线标准由三部分组成:

①PROFIBUS-DP(Decentralized Periphery分布式外围设备);

②PROFIBUS-PA(Process Automation 过程自动化);

③PROFIBUS-FMS(Fieldbus Message Specification 现场总线报文规范)。

Profibus-DP主要侧重与工厂自动化,它使用的是RS485传输技术。Profibus-PA主要侧重于过程自动化,典型的使用MBP-IS传输技术。PROFIBUS-PA适用于过程自动化,PA将自动化系统和过程控制系统与压力、温度和液位变送器等现场设备连接起来,用来替代4MA至20MA的模拟技术。PROFIBUS-FMS适用于解决车间监控级通信。在这一层,中央控制器(例如PLC、PC等)之间需要比现场层更大量的数据传送,但通信的实时性要求低于现场。

5.以太网通讯 

以太网的核心思想是使用共享的公共传输通道,这个思想早在1968年来源于厦威尔大学。1972年,Metcalfe和David Boggs(两个都是著名网络专家)设置了一套网络,这套网络把不同的ALTO计算机连接在一起,同时还连接了EARS激光打印机。这就是世界上第一个个人计算机局域网,这个网络在1973年5月22日首次运行。Metcalfe在首次运行这天写了一段备忘录,备忘录的意思是把该网络改名为以太网(Ethernet),其灵感来自于“电磁辐射是可以通过发光的以太来传播”这一想法。1979年,DEC、Intel和Xerox共同将网络标准化。

1984年,出现了细电缆以太网产品,后来陆续出现了粗电缆、双绞线、CATV同轴电缆、光缆及多种媒体的混合以太网产品。以太网是目前世界上最流行的拓扑标准之一,具有传传播速率高、网络资源丰富、系统功能强、安装简单和使用维护方便等很多优点。

目前西门子S7-300/400系列的PLC的通讯方式开始大量使用工业以太网通讯,MP277/377、xP177B系列触摸屏也集成了以太网接口,所有的接口都统一,在网络通讯时采用以太网接口,所有的设备组成一个局域网,包括上位监控计算机、编程设备、PLC、触摸屏都能很方便地互相访问,需要扩展多一个设备也很方便,只需要加一个交换机就能扩展出多个接口。因此,采用以太网通讯越来越多。

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