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PLC在地铁设备通信协议中的应用

时间:2023-10-11 理论教育 版权反馈
【摘要】:西门子S7-200系列PLC是一种小型整体结构形式的PLC,内部集成的PPI接口为用户提供了强大的通信功能。PPI、MPI和S7协议没有公开,其他通信协议是公开的。在多数情况下,S7-200在通信网络中作为从站。下面简要介绍S7-200 PLC支持的通信协议。S7-200 CPU作PPI主站时,还可以作为从站响应来自其他主站的通信申请。如果选择了PPI高级协议,允许建立设备之间的连接,S7-200 CPU的每个通信口支持4个连接,EM277仅支持PPI高级协议,每个模块支持6个连接。

PLC在地铁设备通信协议中的应用

西门子S7-200系列PLC是一种小型整体结构形式的PLC,内部集成的PPI接口为用户提供了强大的通信功能。其PPI接口(即编程口)的物理特性为RS-485,根据不同的协议,通过此接口与不同的设备进行通信或组成网络。

S7-200支持多种通信协议,如表5-1所示。点对点接口(PPI)、多点接口(MPI)和PROFIBUS协议基于7层开放系统互连模型(OSI),通过一个令牌环网来实现。它们都是基于字符的异步通信协议,带有起始位、8位数据、奇偶校验位和一个停止位。通信帧由起始字符和结束字符、源和目的站地址、帧长度和校验和组成。只要波特率相同,3个协议可以在一个RS-485网络中同时运行,不会相互干扰。PPI、MPI和S7协议没有公开,其他通信协议是公开的。

表5-1 S7-200支持的通信协议简表

协议定义了主站和从站,网络中的主站向网络中的从站发出请求,从站只能对主站发出的请求做出响应,自己不能发出请求。主站也可以对网络中的其他主站的请求做出响应。从站不能访问其他从站。安装了STEP 7-Micro/WIN和HMI(人机界面)的计算机是通信主站,与S7-200通信的S7-300/400往往也作为主站。在多数情况下,S7-200在通信网络中作为从站。

协议支持一个网络中的127个地址(0~126),最多可以有32个主站,网络中各设备的地址不能重叠。运行STEP7 –Micro/WIN的计算机的默认地址为0,操作员面板的默认地址为1,PLC的默认地址为2。

S7-200 PLC CPU224XP、CPU226和CPU226XP有两个通信口,它们可以在不同的模式和通信速率下工作。

下面简要介绍S7-200 PLC支持的通信协议。

1.点对点接口协议(PPI)

PPI(Point to Point Interface)是主/从协议,网络中的S7 – 200 CPU均为从站,其他CPU、编程用的计算机或文本显示器为主站。

PPI协议用于S7-200 CPU与编程计算机之间、S7-200 CPU之间、S7-200 CPU与HMI(人机界面)之间的通信。

如果在用户程序中使用了PPI主站模式,某些S7-200 CPU在RUN模式下可以作主站,它们可以用网络读(NETR)和网络写(NETW)指令读写其他CPU中的数据。S7-200 CPU作PPI主站时,还可以作为从站响应来自其他主站的通信申请。

如果选择了PPI高级协议,允许建立设备之间的连接,S7-200 CPU的每个通信口支持4个连接,EM277仅支持PPI高级协议,每个模块支持6个连接。

2.多点接口协议(MPI)(www.xing528.com)

MPI(Multi Point Interface)是集成在西门子公司的PLC和操作员界面上的通信协议,用于建立小型的通信网络。MPI网络最多可以有32个站,一个网段的最长通信距离为50 m,可以通过RS-485中继器扩展通信距离。

MPI的通信速率为19.2 k~12 M b/S,连接S7-200 CPU通信口时,MPI网络的最高速率为187.5 kb/S。如果要求速率高于187.5 kb/s,S7-200 PLC必须使用EM277通信模块连接网络,计算机必须通过通信处理器卡(CP)来连接网络。

MPI允许主/主通信和主/从通信,S7-200 CPU只能做MPI从站,S7-300/400 CPU作为网络的主站,可以用XGCT/XPUT指令来读写S7-200的V存储区,通信数据包最大为64 B。S7-200 CPU不需要编写通信程序,它通过指定的V存储区与S7-300/400 CPU交换数据。

在编程软件中设置PPI协议时,应选中“多主网络”和“高级PPI”复选框。如果使用的是PPI多主站电缆,可以忽略这两个复选框。

3.PROFIBUS协议

PROFIBUS-DP协议通信主要用于分布式I/O设备(远程I/O)的高速通信。许多厂家生产类型众多的PROFIBUS设备,例如I/O模块、电机控制器和PLC。

S7-200 CPU需要通过EM277 PROFTBUS-DP模块接入PROFIBUS网络,网络通常有一个主站和几个I/O从站。主站初始化网络并核对网络中的从站设备是否与设置相符。主站周期性地将输出数据写到从站并读取从站的数据。

4.TCP/IP协议

S7-200 PLC配备了以太网模块CP-243-1或互联网模块CP-243-1IT后,支持TCP/IP以太网通信协议,计算机应安装以太网网卡。安装了STEP7-Micro/WlN之后,计算机上会有一个标准的浏览器,可以用它来访问CP-243-1IT模块的主页。

5.用户自定义协议(自由端口模式)

自由瑞口模式为计算机或其他有串行通信接□的设备与S7-200 CPU之间的通信提供了一种廉价且灵活的方法。在自由端口模式,通过建立接收中断、发送中断和字符中断等中断程序,以及编写发送指令(XMT)和接收指令(RCV),来实现S7-200 CPU通信口与其他设备的通信。

计算机与PLC通信时,为了避免通信中的各方争用通信线,一般釆用主从方式,即计算机为主站,PLC为从站。只有主站才有权主动发送请求报文,从站收到信息后返回响应报文。

在自由端口模式,由用户自定义与其他串行通信设备通信的协议。Modbus RTU通信及USS通信就是建立在自由端口模式基础上的通信协议。

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