LC通信基础学习PLC通信课件

Date: 2022-6-14.:SSP1_03C.1SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation第第6章章 S7-300/400通信基础通信基础Date: 2022-6-14.:SSP1_03C.2SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation6.1 S7-300/400的通信方式与接口的通信方式与接口6.2 通信标准通信标准6.3 S7-300/400的通信功能的通信功能6.4 MPI网络与全局数据通信网络与全局数据通信6.5 PROFIBUS网络的数据通信网络的数据通信6.6 PROFIBUS通信的应用通信的应用Date: 2022-6-14.:SSP1_03C.3SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation6.1 S7-300/400的通信方式与接口的通信方式与接口1 通信方式通信方式 并行通信与串行通信并行通信与串行通信并行通信是以字（并行通信是以字（16位）或字节（位）或字节（8位）为单位的数据传输方式。位）为单位的数据传输方式。 串行通信是以二进制的位（串行通信是以二进制的位（Bit 即即1位）位） 为单位的数据传输方式。为单位的数据传输方式。在控制中计算机之间一般采用串行通信方式。在控制中计算机之间一般采用串行通信方式。 同步通信与异步通信同步通信与异步通信串行通信可分为同步通信和异步通信。串行通信可分为同步通信和异步通信。异步通信的格式：异步通信的格式：同步通信的格式：同步通信的格式： 同步通信以字节为单位，每次传送同步通信以字节为单位，每次传送12个同步个同步字符，多个数据字节和校验字符。用同步字符通知接收方开始接字符，多个数据字节和校验字符。用同步字符通知接收方开始接收。收。Date: 2022-6-14.:SSP1_03C.4SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation 单工与双工通信单工与双工通信单工通信：只能沿单一方向传送数据。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。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）传输速率（波特率）30038400 Bit /SDate: 2022-6-14.:SSP1_03C.5SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation2 串行通信接口串行通信接口 RS-232C广泛地用于计算机与终端或外设之间的近距离通信。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。采用共地传送方式，容易引起共模干扰。Date: 2022-6-14.:SSP1_03C.6SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation RS-422全双工操作，两对平衡差分信号线分别用于发送和接收。全双工操作，两对平衡差分信号线分别用于发送和接收。最大传输速率最大传输速率10M Bit /S。最大距离最大距离1200M。一台驱动器可以连接一台驱动器可以连接10台接收器。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。广泛地用于计算机与终端或外设之间的远距离通信。Date: 2022-6-14.:SSP1_03C.7SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation RS-485RS-485是是RS-422的变形。的变形。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。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，构成分布式系接口和双绞线可以组成串行通信网络，构成分布式系统。统。系统中可以有系统中可以有32个站。个站。新的接口器件已允许连接多达新的接口器件已允许连接多达128个站。个站。Date: 2022-6-14.:SSP1_03C.8SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation6.2 通信标准通信标准1 开放系统互连模型开放系统互连模型国际化标准组织国际化标准组织ISO提出的开放系统互连模型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个层次。个层次。一类为面向用户的第一类为面向用户的第57层，另一类为面向网络的第层，另一类为面向网络的第14层。层。Date: 2022-6-14.:SSP1_03C.9SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation 物理层物理层为用户提供建立为用户提供建立 保持和断开保持和断开物理连接的功能。物理连接的功能。（如（如RS-232C RS-422 RS-485） 数据链路层数据链路层数据是以帧为单位传送。数据数据是以帧为单位传送。数据链路层负责在两个相邻节点间链路层负责在两个相邻节点间的链路上，实现差错控制的链路上，实现差错控制 数数据成帧据成帧 同步控制等。同步控制等。 网络层网络层网络层的功能是报文包的分段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报文包的阻塞处理和通信子网络的选择。络的选择。 传输层传输层传输层的单位是报文。它的功能是流量控制传输层的单位是报文。它的功能是流量控制 差错控制差错控制 连接支持连接支持 向上一层提供端到端的数据传送服务。向上一层提供端到端的数据传送服务。Date: 2022-6-14.:SSP1_03C.10SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation 会话层会话层支持通信管理和实现最终用户支持通信管理和实现最终用户应用进程的同步，按正确的顺应用进程的同步，按正确的顺序收发数据。序收发数据。 表示层表示层表示层用于应用层信息内容的表示层用于应用层信息内容的形式变换。例如数据的加密形式变换。例如数据的加密/解解密，信息的压缩密，信息的压缩/解压和数据兼解压和数据兼容。把应用层提供的信息变成容。把应用层提供的信息变成能够共同理解的形式。能够共同理解的形式。 应用层应用层应用层作为应用层作为OSI的最高层，为的最高层，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。用户的应用服务提供信息交换，为应用接口提供操作标准。注意：不是所有的通信协议都需要注意：不是所有的通信协议都需要OSI参考模型中的全部参考模型中的全部7层。层。例如有的现场总线通信协议只采用了例如有的现场总线通信协议只采用了7层协议中的第层协议中的第1，第，第2和第和第7层。层。Date: 2022-6-14.:SSP1_03C.11SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation2 IEEE 802 通信标准通信标准IEEE（国际电工与电子工程师学国际电工与电子工程师学会）于会）于1982年颁布了计算机局部网年颁布了计算机局部网分层通信协议标准草案，分层通信协议标准草案， IEEE 802 通信标准。它把通信标准。它把OSI参考模型的底部参考模型的底部两层分解为逻辑链路控制层（两层分解为逻辑链路控制层（LLC），媒体访问层（，媒体访问层（MAC）和物理传送层。）和物理传送层。数据链路层是一条链路（数据链路层是一条链路（LINK）两端的两台设备进行通信时所共）两端的两台设备进行通信时所共同遵守的规则和约定。同遵守的规则和约定。IEEE 802 的媒体访问控制层对应于三种已建的媒体访问控制层对应于三种已建立的标准。（立的标准。（CSMA/CD，令牌总线，令牌环）令牌总线，令牌环） CSMA/CD协议协议CSMA/CD协议是协议是带冲突检测的载波偵听多路访问技术带冲突检测的载波偵听多路访问技术。允许各站。允许各站平等竞争，实时性好，适用于工业自动控制计算机网络。平等竞争，实时性好，适用于工业自动控制计算机网络。 令牌总线令牌总线在令牌总线中，媒体访问控制是通过令牌的特殊标志来实现的。在令牌总线中，媒体访问控制是通过令牌的特殊标志来实现的。按照逻辑顺序，令牌从一个装置传递到另一个装置。传递到最后一个按照逻辑顺序，令牌从一个装置传递到另一个装置。传递到最后一个装置后，再传递给第一个装置。装置后，再传递给第一个装置。Date: 2022-6-14.:SSP1_03C.12SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation令牌有令牌有“空空”和和“忙忙”两种状态。持有令牌的装置可以发送信息两种状态。持有令牌的装置可以发送信息。发送站首先把令牌的状态为发送站首先把令牌的状态为“忙忙”，并写入要传送的信息（数据，并写入要传送的信息（数据 送送站名站名 接收站名）送入环网传输。接收站名）送入环网传输。令牌沿环网一周后返回发送站时，信息已被接收站拷贝，发送站令牌沿环网一周后返回发送站时，信息已被接收站拷贝，发送站把令牌的状态为把令牌的状态为“空空”，送入环网继续传输，以供其它站使用。，送入环网继续传输，以供其它站使用。令牌传递总线能在重负荷下提供实时同步操作，传送效率高，适令牌传递总线能在重负荷下提供实时同步操作，传送效率高，适于频繁，较短的数据传送。因此它更适合于需要进行实时通信的工业于频繁，较短的数据传送。因此它更适合于需要进行实时通信的工业控制网络系统。控制网络系统。 令牌环令牌环令牌环传递类似于令牌总线，在令牌环上只能有一个令牌绕环运令牌环传递类似于令牌总线，在令牌环上只能有一个令牌绕环运动，不允许两个站同时发送数据。动，不允许两个站同时发送数据。令牌环从本质上看是一个集中控制式的环，环上需要有一个中心令牌环从本质上看是一个集中控制式的环，环上需要有一个中心控制站负责网上的工作状态的检测和管理。控制站负责网上的工作状态的检测和管理。3 现场总线及其通信标准现场总线及其通信标准 IEC（国际电工委员会）对现场总线的定义国际电工委员会）对现场总线的定义“安装在制造和过程区安装在制造和过程区域域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式，串行，多点通的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式，串行，多点通信的数据总线称为现场总线信的数据总线称为现场总线”。 PROFIBUS为德国为德国SIEMENS公司支持的现场总线。公司支持的现场总线。Date: 2022-6-14.:SSP1_03C.13SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation6.3 S7-300/400的通信功能的通信功能工厂自动化系统的工厂自动化系统的三级网络结构：三级网络结构： 现场设备层（现场层）现场设备层（现场层）其功能是连接现场设备。其功能是连接现场设备。这一层主要使用这一层主要使用AS-I（执行器（执行器-传感接口）网络。传感接口）网络。 车间监控层（单元层）车间监控层（单元层）其功能是用来完成车间其功能是用来完成车间主设备之间的连接，实主设备之间的连接，实现车间级设备的监控。现车间级设备的监控。这一层主要使用这一层主要使用 Profibus 和工业以太网，这一级传输速度不是最和工业以太网，这一级传输速度不是最重要的，但是应能传送大容量信息。重要的，但是应能传送大容量信息。 工厂管理层（管理层）工厂管理层（管理层）其功能是用来汇集各车间管理子网，通过网桥或路由器等连接的其功能是用来汇集各车间管理子网，通过网桥或路由器等连接的厂区骨干网的信息于工厂管理层。厂区骨干网的信息于工厂管理层。这一层主要使用以太网，即这一层主要使用以太网，即TCP/IP通信协议标准。通信协议标准。Date: 2022-6-14.:SSP1_03C.14SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation1 S7-300/400的通信网络的通信网络Date: 2022-6-14.:SSP1_03C.15SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation（1）MPI的通信网络的通信网络 MPI是多点接口的简称。是多点接口的简称。 S7-300/400 CPU都集成都集成了了MPI通信协议和通信协议和MPI的的物物理层理层RS-485接口。接口。最大传输速率为最大传输速率为12M Bit /S。 PLC通过通过MPI能同时连接能同时连接运行运行STEP 7 的编程器的编程器 计算机计算机 人机界面（人机界面（HMI）及其它及其它SIMATIC S7 M7和和C7。STEP 7用户界面提供了用户界面提供了PLC硬件组态功能，使得硬件组态功能，使得PLC硬件组态很硬件组态很简单。简单。STEP 7用户界面提供了通信组态功能，使通信组态也变得简单。用户界面提供了通信组态功能，使通信组态也变得简单。 联网的联网的CPU可以通过可以通过MPI 接口实现全局数据（接口实现全局数据（GD）服务，周期性）服务，周期性地相互进行数据交换。地相互进行数据交换。 每个每个CPU可以使用的可以使用的MPI连接总数与连接总数与CPU的型号有关。的型号有关。Date: 2022-6-14.:SSP1_03C.16SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation（2）PROFIBUS工业现场总线工业现场总线PROFIBUS是用于车间级监控和现场层是用于车间级监控和现场层的通信系统。的通信系统。 S7-300/400 PLC可以通过可以通过通信处理器或集成在通信处理器或集成在CPU上上的的Profibus - DP接口连接到接口连接到Profibus - DP网上。网上。 带有带有Profibus DP 主站主站/从从站接口的站接口的CPU能够实现高速能够实现高速和使用方便的分布式和使用方便的分布式I/O控制。控制。 Profibus 的物理层是的物理层是RS-485接口。最大传输速率为接口。最大传输速率为12M Bit/S，最多可以与，最多可以与127个节点进行数个节点进行数据交换。网络中可以串接中继器，用光纤通信距离可达据交换。网络中可以串接中继器，用光纤通信距离可达90Km。 可以通过可以通过CP342/343通讯处理器将通讯处理器将S7-300与与Profibus DP或工业或工业以态网系统相连。以态网系统相连。Date: 2022-6-14.:SSP1_03C.17SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation 主站设备主站设备带有带有PROFIBUS-DP接口的接口的S7-300/400的的CPU CP443-5和和IM467；CP342-5；CP343-5；带有；带有DP接口或接口或DP处理器的处理器的C7；以及西门子；以及西门子某些老型号某些老型号PLC PG和和OP。 从站设备从站设备分布式分布式I/O设备设备ET200；通过通信处理器；通过通信处理器CP342-5的的S7-300 带有带有DP接口的接口的S7-300 S7-400（只能通过（只能通过CP443-5） 带有带有EM277通通信信模块的模块的S7-200（3）工业以态网工业以态网 工业以态网用于工厂管理层和单元层的通信系统。工业以态网用于工厂管理层和单元层的通信系统。用于对时间要求不太严格，需要传送大量数据的场合。用于对时间要求不太严格，需要传送大量数据的场合。 西门子的工业以态网的传输速率为西门子的工业以态网的传输速率为10M /100M Bit /S，最多可以达到最多可以达到1024个网络节点，个网络节点，网络的最大范围为网络的最大范围为150Km。 西门子的西门子的S7和和S5 PLC通过通过PROFIBUS（FDL协议）或工业以态网协议）或工业以态网ISO协议，可以利用协议，可以利用S7和和S5的通信服务进行数据交换。的通信服务进行数据交换。Date: 2022-6-14.:SSP1_03C.18SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation（4）点对点连接点对点连接 点对点连接可以连接两台点对点连接可以连接两台S7 PLC和和S5 PLC 以及计算机以及计算机 打印机打印机和条码阅读器等。和条码阅读器等。 可通过可通过CPU 313C-2PTP和和CPU 314C-2PTP集成的通信接口建立点集成的通信接口建立点对点连接。对点连接。 点对点连接的接口可以是点对点连接的接口可以是20MA（TTY） RS-232C RS-422和和RS-485。 全双工模式（全双工模式（RS-232C）最高传输速率）最高传输速率19.2 KBIT/S，半双工模式，半双工模式（RS-485）最高传输速率）最高传输速率38.4 KBIT/S。（5）AS-I的过程通信的过程通信 AS-I为执行器为执行器-传感器接口，是位于自动控制系统最底层的网络，用传感器接口，是位于自动控制系统最底层的网络，用来连接有来连接有AS-I接口的现场二进制设备。接口的现场二进制设备。 CP342-2通信处理器是用于通信处理器是用于S7-300和分布式和分布式I/O ET200M的的AS-I主主站。站。 AS-I主站最多可以连接主站最多可以连接64个数字量或个数字量或31个模拟量个模拟量AS-I从站。从站。 通过通过AS-I接口，每个接口，每个CP最多可访问最多可访问248个数字量输入和个数字量输入和184个数字个数字量输出。量输出。Date: 2022-6-14.:SSP1_03C.19SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation2 S7 通信的分类通信的分类（1） 全局数据通信全局数据通信 全局数据（全局数据（GD）通信）通信通过通过MPI接口在接口在CPU间间循环交换数据。循环交换数据。 用全局数据表来设置用全局数据表来设置各各CPU之间需要交换的之间需要交换的数据存放的地址区和通信的速率，通信是自动实现的，不需要用户编数据存放的地址区和通信的速率，通信是自动实现的，不需要用户编程。程。 S7-400的全局数据通信可以通过的全局数据通信可以通过SFC来启动。来启动。 全局数据可以是输入全局数据可以是输入 输出输出 标志位（标志位（M） 定时器定时器 计数器和计数器和数据数据区。区。 S7-300 CPU 每次最多可以交换每次最多可以交换4个含有个含有22B的软件包，最多可以有的软件包，最多可以有16个个CPU参与数据交换。参与数据交换。 全局数据通信用全局数据通信用STEP 7 中的中的GD表进行组态，对表进行组态，对S7 M7和和C7可可以以用系统功能块来建立。用系统功能块来建立。 MPI默认的传输速率为默认的传输速率为187.5 KBIT/S，与，与S7-200通信时只能指定通信时只能指定为为19.2 KBIT/S。Date: 2022-6-14.:SSP1_03C.20SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation（2）基本通信（非配置的连接）基本通信（非配置的连接） 这种通信可以用于所有这种通信可以用于所有的的S7-300/400 CPU ，通，通过过MPI或站内的或站内的K总线来总线来传递最多传递最多76B的数据。的数据。 在用户程序中用系统功在用户程序中用系统功能（能（SFC）来传送数据。）来传送数据。（3）扩展通信（配置的连接）扩展通信（配置的连接） 这种通信可以用于所有这种通信可以用于所有的的S7-300/400 CPU ，通，通过过MPI，PROFIBUS和工和工业以态网最多可传递业以态网最多可传递64KB的数据。的数据。 在用户程序中用系统功在用户程序中用系统功能块（能块（SFB）来传送数据，）来传送数据，支持应答的通信。在支持应答的通信。在S7-300中可以用中可以用SFB15 “PUT”和和SFB14 “GET”来读写来读写CPU近端的数据。近端的数据。 这种方式需要用连接表配置连接，连接在站启动时建立并保持。这种方式需要用连接表配置连接，连接在站启动时建立并保持。Date: 2022-6-14.:SSP1_03C.21SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation6.4 MPI网络与全局数据通信网络与全局数据通信1 MPI网络网络 每个每个S7-300/400 CPU 都集成了都集成了MPI接口通信协议，接口通信协议， MPI的物理层的物理层是是RS-485。每个。每个 CPU 可以使用的可以使用的MPI连接总数与连接总数与CPU的型号有关，的型号有关，CPU312为为6个，个， CPU418为为64个个。 联网的联网的 CPU可以通过可以通过MPI接口实现全局数据（接口实现全局数据（GD）服务，周期性）服务，周期性地相互交换少量的数据。可以与地相互交换少量的数据。可以与15个个CPU建立全局数据通信。建立全局数据通信。 每个每个MPI 节点都有自己的节点都有自己的MPI 地址（地址（0126），），PG HMI和和CPU的的默认地址分别为默认地址分别为0 1 2。在在S7-300中，中，MPI总线和总线和K总线连接在一起，总线连接在一起，S7-300机架上的机架上的K总总线的每一个节点也是线的每一个节点也是MPI 的一个节点，也有自己的的一个节点，也有自己的MPI地址。地址。S7-400只有只有CPU有有MPI地址。地址。 MPI默认的传输速率为默认的传输速率为187.5 KBIT/S或多或或多或1 .5 MBIT/S，与，与S7-200通信时只能指定为通信时只能指定为19 .2 KBIT/S。两个节点间最大距离为两个节点间最大距离为50M，加中，加中继器后为继器后为1000M，使用光纤和星形连接时为避免，使用光纤和星形连接时为避免3 . 8 KM。 通过通过MPI接口，接口，CPU可以自动广播其总线参数组态。然后可以自动广播其总线参数组态。然后CPU可以可以检索正确的参数，并连接至一个检索正确的参数，并连接至一个MPI子网。子网。 .Date: 2022-6-14.:SSP1_03C.22SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation2 全局数据包全局数据包 参与全局数据包交换的参与全局数据包交换的CPU构成了全局数据环（构成了全局数据环（GD DIRCLE）。）。同一个同一个GD环中的环中的CPU可以向环中其它的可以向环中其它的CPU发送数据或接收数据。发送数据或接收数据。在一个在一个MPI网络中，可以建立多个网络中，可以建立多个GD环。环。 具有相同的发送者和接收者的全局数据可以集合成一个全局数据包具有相同的发送者和接收者的全局数据可以集合成一个全局数据包（GD PACKET）。每个数据包有数据包的编号，数据包中的变量有）。每个数据包有数据包的编号，数据包中的变量有变量的编号。变量的编号。例如，例如，GD 1.2.3 表示表示1号号GD环环 2号号GD包中的包中的3号数据。号数据。 S7-300 CPU 可以发送和接收的可以发送和接收的GD包的个数（包的个数（4个或个或8个）与个）与CPU型号有关，每个型号有关，每个GD包最多包最多22B数据，最多数据，最多16个个CPU参加全局数据交参加全局数据交换。换。 S7-400 CPU 可以发送和接收的可以发送和接收的GD包的个数与包的个数与CPU型号有关，可型号有关，可以发送以发送8个或个或16个个GD包，可以接收包，可以接收16个或个或32个个GD包，每个包，每个GD包最包最多多64B数据。数据。 S7-400 CPU具有对全局数据交换的控制功能，支持事件驱动的数具有对全局数据交换的控制功能，支持事件驱动的数据传送方式。据传送方式。Date: 2022-6-14.:SSP1_03C.23SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation3 MPI网络的组态网络的组态（1）生成生成MPI网络的站网络的站 在在STEP 7 中生成中生成MPI网络项目网络项目 在在MPI网络项目中生成网络项目中生成SIMATIC 300（1）点击点击“HARDWARE”-SIMATIC300-RAIL-CPU314 点击点击“OPTION”选项选项“CONFIGUR NETWORK”生成生成SIMATIC 300（2），生成），生成SIMATIC 300（3）Date: 2022-6-14.:SSP1_03C.24SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation（2）MPI网络组态网络组态 在在MPI网络项目中双击网络项目中双击“MPI图标图标”打开打开“NETPRO”组态组态MPI（1） 在一条红线（在一条红线（MPI网线）和三个互不相连的网站上建立连接网线）和三个互不相连的网站上建立连接用鼠标左键压住站的红点，并拖到用鼠标左键压住站的红点，并拖到MPI网线建立了一个连接。网线建立了一个连接。用同样方法建立其它站的连接。用同样方法建立其它站的连接。 用鼠标右键点击各站，打开用鼠标右键点击各站，打开“PROPERTIES-MPI INTERFACE”设置修改通信参数。（注意存盘）设置修改通信参数。（注意存盘）Date: 2022-6-14.:SSP1_03C.25SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation4 全局数据表全局数据表（1）生成和填写生成和填写GD表表 生成空生成空GD表表在在“NETPRO”窗口窗口选重选重MPI网络线网络线（变粗）。（变粗）。执行执行“OPTIONS”中中DEFINE GLOBALDATA（定义全局数据）命令。（定义全局数据）命令。 填写填写CPU双击双击 “GD ID”右边的右边的方格，在出现的方格，在出现的“SELECT CPU”对话框对话框中双击中双击 站站1 的的CPU 图标，该图标，该CPU就出现就出现在在“GD ID”右边的方右边的方格中。格中。用同样方法将用同样方法将 站站2 的的CPU和和 站站3 的的CPU 放到对应的方格中。放到对应的方格中。Date: 2022-6-14.:SSP1_03C.26SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation 填写填写GD包包在在CPU下面下面的一行中生成的一行中生成1号号GD环环1号号GD包中的包中的1号号数据。数据。用鼠标右键用鼠标右键点击点击CPU314下下面的方格，在面的方格，在出现的菜单中选择出现的菜单中选择“SENDER”（发送者），该方格变深色，且在左（发送者），该方格变深色，且在左端出现端出现“”符号。这时输入要发送的全局数据的地址符号。这时输入要发送的全局数据的地址MW0。点击点击CPU313下面的方格单元，输入要接收的全局数据的地址下面的方格单元，输入要接收的全局数据的地址QW0。该方格的背景为白色，表示在该行中。该方格的背景为白色，表示在该行中CPU313是接收站。是接收站。用同样方法可以填写其余的用同样方法可以填写其余的GD数据。数据。Date: 2022-6-14.:SSP1_03C.27SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation注意：每行中应定义一个并且只能有一个注意：每行中应定义一个并且只能有一个CPU作为数据的发送方。作为数据的发送方。要输入数据的绝对地址。要输入数据的绝对地址。变量的复制因子是用来定义数据区的长度。变量的复制因子是用来定义数据区的长度。例如，例如，MB20:8 表示数据区是从表示数据区是从MB20开始的连续开始的连续8个字节，加上个字节，加上两个说明字节，共占两个说明字节，共占10个字节的区域。个字节的区域。MW0:11表示数据区是表示数据区是从从MW0开始的连续开始的连续11个字，加上两个说明字节，共占个字，加上两个说明字节，共占24个字个字的区域。的区域。（2）第一次编译第一次编译GD表表 执行菜单命令执行菜单命令“GD TABLE” “COMPILE”对它进行第一次对它进行第一次编译。编译。 生成生成GD环。环。例如，例如，GD 1.2.1表示表示1号号GD环环2号号GD包中第包中第1组变量。组变量。Date: 2022-6-14.:SSP1_03C.28SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation（3）设置设置GD包状态双字的地址和扫描速率并下载包状态双字的地址和扫描速率并下载 设置扫描速率设置扫描速率第一次编译第一次编译GD以以后，执行后，执行“VIEW”的的“SCANRATES”。每个数据包将增每个数据包将增加标有加标有“SR”的行，的行，用来设置该数据包的用来设置该数据包的扫描速率（扫描速率（1255）。）。S7-300默认值为默认值为8，S7-400默认值为默认值为22，CPU-400扫描速率设置为扫描速率设置为0，表示是事件驱动的，表示是事件驱动的GD发送和接收。发送和接收。 扫描速率可以重新设置。扫描速率可以重新设置。Date: 2022-6-14.:SSP1_03C.29SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation 设置设置GD包状态双字的地址包状态双字的地址第一次编译第一次编译GD以后，执行以后，执行“VIEW”的的“STATUS”。在。在出现的出现的GDS行中可行中可以给每个数据包指以给每个数据包指定一个用于状态双定一个用于状态双字的地址。字的地址。其中其中GST是各是各GDS行中的状态双行中的状态双字相字相“与与”的结果。的结果。状态双字使用户状态双字使用户程序能及时了解通程序能及时了解通信的有效性和实时信的有效性和实时性，增强了系统的性，增强了系统的诊断能力。诊断能力。注意：注意：图中还没有给状态双字赋于地址。图中还没有给状态双字赋于地址。Date: 2022-6-14.:SSP1_03C.30SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation GD通信状态双字通信状态双字（4）第二次编译第二次编译GD并下载并下载 设置设置GD包状态双字的地址之后，可以进行第二次编译包状态双字的地址之后，可以进行第二次编译GD并保存。并保存。 在在CPU在在STOP下，将下，将GD包下载。包下载。 当当CPU转为转为RUN时，各时，各CPU之间开始自动地交换全局数据。之间开始自动地交换全局数据。位号位号说明说明状态位设定者状态位设定者013456781131发送方地址区长度错误发送方地址区长度错误发送方存储发送方存储GD的数据的数据 全局数据包在发送方丢失全局数据包在发送方丢失 全局数据包在接收方丢失全局数据包在接收方丢失 全局数据包在链路上丢失全局数据包在链路上丢失全局数据包语法错误全局数据包语法错误全局数据包全局数据包GD对象遗漏对象遗漏 接收方发送方数据长度不匹配接收方发送方数据长度不匹配 接收方地址区长度错误接收方地址区长度错误接收方找不到存储接收方找不到存储GD的数据块的数据块发送方重新启动发送方重新启动 接收方收到新数据接收方收到新数据发送或接收发送或接收CPU发送或接收发送或接收CPU 发送发送CPU 发送或接收发送或接收CPU 接收接收CPU接收接收CPU接收接收CPU 接收接收CPU 接收接收CPU接收接收CPU接收接收CPU 接收接收CPUDate: 2022-6-14.:SSP1_03C.31SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation5 事件驱动的全局数据通信事件驱动的全局数据通信 S7-400可以用事件驱动的方式发送和接收可以用事件驱动的方式发送和接收GD包，实现全局通信。包，实现全局通信。在全局数据表中，必须要对传送的数据包组态，并将扫描速率设在全局数据表中，必须要对传送的数据包组态，并将扫描速率设置为置为0。 使用系统功能使用系统功能 SFC 60 “GD_SND” 和和 SFC 61 “GD_RCV” 发送和发送和接收接收GD包。包。SFC 60和和SFC 61可以在用户程序任何一点被调用。可以在用户程序任何一点被调用。 为了保证全局数据交换的连续性，为了保证全局数据交换的连续性，在调用在调用 SFC 60 之前，应调用之前，应调用 SFC39 “DIS _ IRT” 或或 SFC41 “DIS _ AIRT” 来禁止或延迟更高级的中断和异步错误。来禁止或延迟更高级的中断和异步错误。在在 SFC 60 执行完后，应调用执行完后，应调用 SFC40 “EN _ IRT” 或或 SFC42 “EN _ AIRT”再次确认高优先级的中断和异步错误。再次确认高优先级的中断和异步错误。例：用例：用SFC 60发送发送GD3.1的程序。的程序。说明说明1：NETWORK1禁止或延迟更高级的中断禁止或延迟更高级的中断NETWORK2用用SFC 60发送发送GD包包NETWORK3允许或延迟更高级的中断允许或延迟更高级的中断Date: 2022-6-14.:SSP1_03C.32SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation说明说明2： 接收接收GD包的程序也可仿照编写。包的程序也可仿照编写。Date: 2022-6-14.:SSP1_03C.33SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation6 不用连接组态的不用连接组态的MPI通信通信不用组态的不用组态的MPI通信用于通信用于S7-300/400之间和之间和S7-300/400与与S7-200之间。是一种应用广泛之间。是一种应用广泛 经济的通信方式。经济的通信方式。（1）需要双方编程的需要双方编程的S7-300/400之间的通信之间的通信 首先要建立一个项目，对两个首先要建立一个项目，对两个PLC的的MPI网络组态。假设网络组态。假设A站和站和B站站的的MPI地址分别为地址分别为2和和3。 使用使用 SFC65 “X_SEND” 和和 SFC66 “X_RCV” 发送和接收数据。发送和接收数据。 发送程序可以放于循环中断组织块发送程序可以放于循环中断组织块OB35中，接收程序可以放于循中，接收程序可以放于循环组织块环组织块OB1中。中。例：例：说明说明1：在：在A站（站（2号站）的号站）的PLC的定时循环中断组织块的定时循环中断组织块OB35中编写中编写发送程序，把发送程序，把A站中的站中的MB20MB24发送到发送到B站（站（3号站）中的号站）中的MB30MB34中。中。说明说明2：在：在OB1中编写接收程序，把中编写接收程序，把A站（站（2号站）发送到的数据存入号站）发送到的数据存入B站（站（3号站）的号站）的MB30MB34中。中。Date: 2022-6-14.:SSP1_03C.34SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation A站（站（2号站）号站）PLC的的OB35中的发送程序中的发送程序 B站（站（3号站）号站）PLC的的OB1中的接收程序中的接收程序Date: 2022-6-14.:SSP1_03C.35SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation（2）只需要一个站编程的只需要一个站编程的S7-300/400之间的通信之间的通信 首先要建立一个项目，对两个首先要建立一个项目，对两个PLC的的MPI网络组态。假设网络组态。假设A站和站和B站站的的MPI地址分别为地址分别为2和和3。 使用使用 SFC68 “X_PUT” 和和 SFC67 “X_GET” 发送和接收数据。发送和接收数据。发送和接收程序可以放于循环中断组织块发送和接收程序可以放于循环中断组织块OB35中。中。例：例：功能：在功能：在A站（站（2号站）的号站）的PLC的定时循环中断组织块的定时循环中断组织块OB35中编写发中编写发送程序和接收程序。送程序和接收程序。步骤步骤1：调用调用 SFC 68 把把A站中的站中的MB40MB49中的中的10B数据发送到数据发送到B站（站（3号站）中的号站）中的MB50MB59中。中。步骤步骤2： 调用调用 SFC 67 把把B站中的站中的MB60MB69中的中的10B数据读入到数据读入到A站（站（1号站）中的号站）中的MB70MB79中。中。注意：注意：SFC 69 “X_ABORT” 可以中断一个由可以中断一个由“X_PUT” “X_GET” 建立的连接。如果建立的连接。如果SFC 68 SFC 67的工作已经完成（的工作已经完成（BURY=0），调用，调用SFC 69 “X_ABORT”后，通信双方的连接资源被断开。后，通信双方的连接资源被断开。 Date: 2022-6-14.:SSP1_03C.36SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation OB35中的程序中的程序Date: 2022-6-14.:SSP1_03C.37SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation6.5 PROFIBUS网络的数据通信网络的数据通信 PROFIBUS是不依赖生产厂家的是不依赖生产厂家的 开放式的现场总线。各种各样开放式的现场总线。各种各样的自动化设备都可以通过同样的接口交换信息。的自动化设备都可以通过同样的接口交换信息。1 PROFIBUS的结构与硬件的结构与硬件（1） PROFIBUS的组成的组成 现场总线报文规范（现场总线报文规范（ PROFIBUS-FMS ）PROFIBUS-FMS使用使用OSI 7层模型的层模型的第第1层层 第第2层和第层和第7层。层。FMS主要用于系统级和车间级的不同供主要用于系统级和车间级的不同供应商的自动化系统之间传输数据应商的自动化系统之间传输数据 单元级单元级（PLC和和PC）的多主站数据通信。）的多主站数据通信。 分布式外围设备（分布式外围设备（ PROFIBUS-DP ） PROFIBUS-DP用于自动化系统中单元用于自动化系统中单元级控制设备与分布式级控制设备与分布式I/O的通信。的通信。 PROFIBUS-DP的结构保证了高速数据传输，特别适合于的结构保证了高速数据传输，特别适合于PLC与与Date: 2022-6-14.:SSP1_03C.38SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation现场级分布式现场级分布式I/O（ET200）设备之间的通信。）设备之间的通信。主站之间的通信为令牌方式，主站与从站之间为主从方式，以及主站之间的通信为令牌方式，主站与从站之间为主从方式，以及这两种方式的组合。这两种方式的组合。S7-300/400系列系列PLC有的配有集成的有的配有集成的PROFIBUS-DP接口，接口， S7-300/400也可以通过通信处理器（也可以通过通信处理器（CP）连接到）连接到PROFIBUS-DP。 过程自动化（过程自动化（PROFIBUS-PA）PROFIBUS-PA用于过程自动化的现场传感器和执行器的低速数据用于过程自动化的现场传感器和执行器的低速数据传输，使用扩展的传输，使用扩展的PROFIBUS-DP协议。协议。 PROFIBUS-PA可以用于防爆区域的传感器和执行器与中央控制可以用于防爆区域的传感器和执行器与中央控制系统的通信。系统的通信。PROFIBUS-PA使用屏蔽双绞线电缆，由总线提供电源。在危险区使用屏蔽双绞线电缆，由总线提供电源。在危险区每个每个DP/PA链路可以连接链路可以连接15个现场设备，在非危险区每个个现场设备，在非危险区每个DP/PA链链路可以连接路可以连接31个现场设备。个现场设备。（2）PROFIBUS的物理层的物理层ISO/OSI参考模型的物理层是第参考模型的物理层是第1层。层。PROFIBUS可以使用多种通可以使用多种通信介质。传输速率信介质。传输速率9.6K12MBIT/S, 每个每个DP从站传输的最大数据从站传输的最大数据Date: 2022-6-14.:SSP1_03C.39SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation为为244B，使用屏蔽双绞线电缆时最长通信距离为，使用屏蔽双绞线电缆时最长通信距离为9.6KM，使用光，使用光缆时最长通信距离为缆时最长通信距离为90KM，最多可以接，最多可以接127个从站。个从站。 DP/FMS的的RS-485传输传输传输速率传输速率9.6K12MBIT/S, 一个总线段最多可以接一个总线段最多可以接27个站，带中继个站，带中继器最多可以接器最多可以接127个站，中继器一般不超过个站，中继器一般不超过3个。个。一个总线段的两端要有总线终端电阻。一个总线段的两端要有总线终端电阻。RS-485采用半双工采用半双工 异步的传输方式，异步的传输方式，1个字符帧由个字符帧由8个数据位个数据位 1个起始位个起始位 1个停止位和个停止位和1个校验位组成（共个校验位组成（共11位），位）， D型总线连接器型总线连接器PROFIBUS标准总线推荐总线站与总标准总线推荐总线站与总线的相互连接使用线的相互连接使用9针针D型连接器。型连接器。 总线终端器总线终端器几乎所有标准的几乎所有标准的PROFIBUS总线连接总线连接器上都集成了总线终端器，可以由跳接器上都集成了总线终端器，可以由跳接器或开关来选择使用它。器或开关来选择使用它。Date: 2022-6-14.:SSP1_03C.40SIMATIC S7Siemens AG 2000. All rights reserved.Information and Training CenterKnowledge for Automation DP/FMS的传输的传输光纤电缆对电磁干扰不明显，并能确保站之间电气隔离。这种传光纤电缆对电磁干扰不明显，并能确保站之间电气隔离。这种传输技术已经广泛地运用到现场设备的数据通信。输技术已经广泛地运用到现场设备的数据通信。 PA的传输的传输PROFIBUS-PA采用符合采用符合IEC 1158-2 标准的传输技术。这种技术标准的传输技术。这种技术确保本质安全，并通过总线直接给现场设备供电，能满足各种工确保本质安全，并通过总线直接给现场设备供电，能满足各种工业的需