通信及网络资料课件

第第8 8章通信及网络章通信及网络第第8章通信及网络章通信及网络 8.1通信及网络概述通信及网络概述 8.2通信实现通信实现 8.3网络通信网络通信8.4自由口通信自由口通信 第第8 8章通信及网络章通信及网络8.1通信及网络概述通信及网络概述 8.1.1通信方式通信方式 8.1.2网络概述网络概述 8.1.3S7-200通信及网络通信及网络 返回本章首页返回本章首页第第8 8章通信及网络章通信及网络8.1.1通信方式通信方式 1.基本通信方式基本通信方式 2.异步串行通信异步串行通信 3.通信接口通信接口 第第8 8章通信及网络章通信及网络1.基本通信方式基本通信方式（1）并行通信）并行通信（2）串行通信）串行通信（3）串行通信分类）串行通信分类 第第8 8章通信及网络章通信及网络（1）并行通信）并行通信并并行行通通信信方方式式一一般般发发生生在在可可编编程程序序控控制制器器的的内内部部各各元元件件之之间间、主主机机与与扩扩展展模模块块或或近近距离智能模板的处理器之间。距离智能模板的处理器之间。并并行行传传送送时时，一一个个数数据据的的所所有有位位同同时时传传送送，因因此此，每每个个数数据据位位都都需需要要一一条条单单独独的的传传输输线线，信信息息有有多多少少二二进进制制位位组组成成就就需需要要多多少少条传输线，如下图条传输线，如下图8.1所示。所示。第第8 8章通信及网络章通信及网络图图8.1并行通信并行通信第第8 8章通信及网络章通信及网络（2）串行通信）串行通信串串行行通通信信多多用用于于可可编编程程序序控控制制器器与与计计算算机机之之间间，多多台台可可编编程程序序控控制制器器之之间间的的数数据据传传送送。传传送送时时，数数据据的的各各个个不不同同位位分分时时使使用用同同一一条条传传输输线线，从从低低位位开开始始一一位位接接一一位位按按顺顺序序传传送，数据有多少位就需要传送多少次，如下图送，数据有多少位就需要传送多少次，如下图8.2所示。所示。第第8 8章通信及网络章通信及网络（3）串行通信分类）串行通信分类按时钟按时钟串行通信按时钟可分为同步传送和异步传送两种方式。串行通信按时钟可分为同步传送和异步传送两种方式。异异步步传传送送：允允许许传传输输线线上上的的各各个个部部件件有有各各自自的的时时钟钟，在在各各部部件件之之间间进进行行通通信信时时没没有有统统一一的的时时间间标标准准，相相邻邻两两个个字字符符传传送送数数据据之之间间的的停停顿顿时时间间长长短短是是不不一一样样的的，它它是是靠靠发发送送信信息息时时同同时时发发出出字字符符的的开开始始和和结结束束标标志志信信号号来来实实现现的的，如如图图8.4所示。所示。按方向按方向串串行行通通信信按按信信息息在在设设备备间间的的传传送送方方向向又又为为分分单单工工、半半双双工工和和全全双双工工三三种种方方式式。分分别别如如图图8.3中中的的（a）、（b）和和（c）所示。所示。第第8 8章通信及网络章通信及网络图图8.3单工、半双工和双工单工、半双工和双工第第8 8章通信及网络章通信及网络图图8.4异步串行传送数据格式异步串行传送数据格式第第8 8章通信及网络章通信及网络2.异步串行通信异步串行通信（1）传送字符数据格式）传送字符数据格式（2）波特率）波特率 第第8 8章通信及网络章通信及网络3.通信接口通信接口（1）RS232接口接口（2）RS485接口接口（3）RS422接口接口 返回本节返回本节第第8 8章通信及网络章通信及网络8.1.2网络概述网络概述 1.网络结构概述网络结构概述 2.（1）简单网络）简单网络 3.（2）多级网络）多级网络 4.2.通信协议通信协议 5.（1）通用协议）通用协议 6.（2）公司专用协议）公司专用协议 第第8 8章通信及网络章通信及网络1.网络结构概述网络结构概述（1）简单网络）简单网络多多台台设设备备通通过过传传输输线线相相连连，可可以以实实现现多多设设备备间间的的通通信信，就就形形成成网网络络结结构构。下下图图8.5就就是是一一种种最最简简单单的的网网络络结结构构，它它由单主设备和多个从设备构成。由单主设备和多个从设备构成。第第8 8章通信及网络章通信及网络（2）多级网络）多级网络现现代代大大型型工工业业企企业业中中，一一般般采采用用多多级级网网络络的的形形式式，可可编编程程序序控控制制器器制制造造商商经经常常用用生生产产金金字字塔塔结结构构来来描描述述其其产产品品可可实实现现的的功功能能。这这种种金金字字塔塔结结构构的的特特点点是是：上上层层负负责责生生产产管管理理，底底层层负负责责现现场场检检测测与与控控制制，中中间间层层负责生产过程的监控与优化。负责生产过程的监控与优化。国际标准化组织（国际标准化组织（ISO）对企业自动化系统对企业自动化系统确立了初步的模型，如图确立了初步的模型，如图8.6所示。所示。第第8 8章通信及网络章通信及网络图图8.6ISO企业自动化系统模型企业自动化系统模型第第8 8章通信及网络章通信及网络2.通信协议通信协议（1）通用协议）通用协议 国国际际标标准准化化组组织织ISO（InternationalStandardOrganization）于于1978年年提提出出了了开开放放系系统统互互联联OSI（Open Systems Interconnection）的的模模型型，它所用的通信协议一般为它所用的通信协议一般为7层，如下图层，如下图8.7所示。所示。第第8 8章通信及网络章通信及网络图图8.7通用协议模型通用协议模型第第8 8章通信及网络章通信及网络（2）公司专用协议）公司专用协议低低层层子子网网和和中中层层子子网网一一般般采采用用公公司司专专用用协协议议，尤尤其其是是最最底底层层子子网网，由由于于传传送送的的是是过过程程数数据据及及控控制制命命令令，这这种种信信息息较较短短，但但实实时时性性要要求求高高。公公司司专专用用协协议议的的层层次次一一般般只只有有物物理理层层、链链路路层层及及应应用用层层，而而省省略略了了通通用用协协议议所所必必须须的的其其他他层层，信信息息传传送送速速率快。率快。返回本节返回本节第第8 8章通信及网络章通信及网络8.1.3S7-200通信及网络通信及网络 1.字符数据格式字符数据格式 2.网络层次结构网络层次结构 3.通信类型及协议通信类型及协议 4.通信设备通信设备 第第8 8章通信及网络章通信及网络1.字符数据格式字符数据格式（1）10位字符数据位字符数据传传送送数数据据由由1个个起起始始位位、8个个数数据据位位、无无校校验验位位、一个停止位组成。传送速率一般为一个停止位组成。传送速率一般为9600波特。波特。（2）11位字符数据位字符数据传传送送数数据据由由1个个起起始始位位、8个个数数据据位位、1个个偶偶校校验验位位、一一个个停停止止位位组组成成。传传送送速速率率一一般般为为9600波波特特或或19200波特。波特。第第8 8章通信及网络章通信及网络2.网络层次结构网络层次结构 西门子公司的生产金字塔由西门子公司的生产金字塔由4级组成，由下级组成，由下到上依次是：过程测量与控制级、过程监到上依次是：过程测量与控制级、过程监控级、工厂与过程管理级、公司管理级。控级、工厂与过程管理级、公司管理级。S7系列的网络结构如右图系列的网络结构如右图8.8所示。所示。第第8 8章通信及网络章通信及网络图图8.8西门子生产金字塔及网络西门子生产金字塔及网络第第8 8章通信及网络章通信及网络3.通信类型及协议通信类型及协议（1）通用协议）通用协议（2）公司专用协议）公司专用协议 PPI协议协议 MPI协议协议 Profibus协议协议 自由口协议自由口协议（3）通信类型）通信类型 第第8 8章通信及网络章通信及网络可编程序控制器常见的有以下类型：可编程序控制器常见的有以下类型：把把计计算算机机或或编编程程器器作作为为主主站站、把把操操作作员员界界面面作作为为主主站站和和把把PLC作作为为主主站站等等类类型型，这这几几种种类类型型又又各各有两种连接：单主站和多主站。有两种连接：单主站和多主站。第第8 8章通信及网络章通信及网络图图8.9单主站结构网络单主站结构网络图图8.10多主站结构网络多主站结构网络第第8 8章通信及网络章通信及网络4.通信设备通信设备（1）通信口）通信口S7-200CPU主主机机上上的的通通信信口口是是符符合合欧欧洲洲标标准准EN50170中中Profibus标标 准准 的的 RS-485兼兼容容9针针D型型接接口口。接接口口引引脚脚如如图图8.11所所示示，端端口口0或或端端口口1的的引引脚脚与与Profibus的的名名称称对应关系如表对应关系如表8.1所示。所示。第第8 8章通信及网络章通信及网络图图8.11RS-485引脚引脚第第8 8章通信及网络章通信及网络（2）网络连接器）网络连接器网网络络连连接接器器可可以以用用来来把把多多个个设设备备很很容容易易地地连连接接到到网网络络中中。网网络络连连接接器器有有两两种种类类型型：一一种种是是仅仅提提供供连连接接到到主主机机的的接接口口，另另一一种种增增加加了了一一个个编编程程接接口口。带带有有编编程程口口的的连连接接器器可可以以把把编编程程器器或或操操作作员员面面板板直直接接增增加加到到网网络络中中，编编程程口口传传递递主主机机信信号号的的同同时时，为这些设备提供电源，而不用另加电源。为这些设备提供电源，而不用另加电源。第第8 8章通信及网络章通信及网络（3）通信电缆）通信电缆 网络电缆网络电缆 PC/PPI电缆电缆 表表8.2各开关与参数关系对应表各开关与参数关系对应表第第8 8章通信及网络章通信及网络（4）网络中继器）网络中继器网网络络中中继继器器在在Profibus可可以以用用来来延延长长网网络络的的距距离离、允允许许给给网网络络加加入入设设备备、隔隔离离不不同同网网络络段段，每每个个中中继器为网络段提供偏置和终端匹配。继器为网络段提供偏置和终端匹配。每每个个网网络络中中最最多多可可以以有有9个个中中继继器器，每每个个中中继继器器最最多可再增加多可再增加32个设备。个设备。第第8 8章通信及网络章通信及网络（5）调制解调器）调制解调器用用调调制制解解调调器器可可以以实实现现计计算算机机或或编编程程器器与与PLC主主机机之之间间的的远远距距离离通通信信。以以11位位调调制制解解调调器器为为例例，通信连接如下图通信连接如下图8.12所示。所示。返回本节返回本节第第8 8章通信及网络章通信及网络8.2通信实现通信实现 8.2.1确立通信方案确立通信方案 8.2.2参数组态参数组态 返回本章首页返回本章首页第第8 8章通信及网络章通信及网络8.2.1确立通信方案确立通信方案 包包括括根根据据实实际际通通信信需需要要选选择择单单主主站站或或多多主主站站，同同时时确确定定各各站站的的编编号号；选选择择实实现现通通信信的的硬硬件件，如如选选择择用用PC/PPI电电缆缆，还是用还是用CP卡、卡、MPI卡、卡、EM277通信模块或调制解调器等。通信模块或调制解调器等。这几种通信硬件的性能如表这几种通信硬件的性能如表8.3所示。所示。返回本节返回本节第第8 8章通信及网络章通信及网络8.2.2参数组态参数组态 1.通信设置通信设置2.安装或删除通信接口安装或删除通信接口3.参数设置参数设置 第第8 8章通信及网络章通信及网络1.通信设置通信设置 图图8.13通信设置状态通信设置状态第第8 8章通信及网络章通信及网络图图8.14通信设置通信设置第第8 8章通信及网络章通信及网络2.安装或删除通信接口安装或删除通信接口（1）安装接口）安装接口（2）删除接口）删除接口图图8.15安装安装/删除删除第第8 8章通信及网络章通信及网络3.参数设置参数设置 在在图图7.14所所示示的的对对话话框框，单单击击Properties按按钮钮，将将弹弹出出参参数数设设置置对对话话框框，如如图图8.16所所示示。其其中中有有两两个个选选项项卡卡：PPI选选 项项 卡卡 和和LocalConnection选选项项卡。卡。图图8.16参数设置（参数设置（PPI选项卡）选项卡）返回本节返回本节第第8 8章通信及网络章通信及网络8.3网络通信网络通信 8.3.1控制寄存器和传送数据表控制寄存器和传送数据表 8.3.2网络指令网络指令 8.3.3应用实例应用实例 返回本章首页返回本章首页第第8 8章通信及网络章通信及网络8.3.1控制寄存器和传送数据表控制寄存器和传送数据表 1.控制寄存器控制寄存器将将特特殊殊标标志志寄寄存存器器中中的的SMB30和和SMB130的的低低2位位置置为为2#10，其其他他位位为为0，即即SMB30和和SMB130的的值值为为16#2，则则可以控制将可以控制将S7-200CPU设置为设置为PPI主站模式。主站模式。2.传送数据表传送数据表（1）数据表格式）数据表格式执执行行网网络络读读写写指指令令时时，PPI主主站站与与从从站站之之间间的的数数据据以以数数据据表的格式传送。传送数据表的程式描述如表表的格式传送。传送数据表的程式描述如表8.4所示。所示。第第8 8章通信及网络章通信及网络表表8.4 传送数据表格式传送数据表格式第第8 8章通信及网络章通信及网络（2）状态字节）状态字节传传送送数数据据表表中中的的第第一一个个字字节节为为状状态态字字节节，各各位位及及其的含义如下：其的含义如下：E1、E2、E3、E4错误编码。如果执行指错误编码。如果执行指令后令后E位为位为1，则由这，则由这4位返回一个错误码。位返回一个错误码。这这4位组成的错误编码及含义如表位组成的错误编码及含义如表8.5所示。所示。第第8 8章通信及网络章通信及网络表表8.5 错误编码错误编码返回本节返回本节第第8 8章通信及网络章通信及网络8.3.2网络指令网络指令 网络指令有两条：网络指令有两条：NETR和和NETW。1.NETR指令指令NETR，网网络络读读指指令令。使使能能输输入入有有效效时时，指指令令初初始始化化通通信信操操作作，通通过过通通信信端端口口PORT从从远程设备上接收数据并形成数据表远程设备上接收数据并形成数据表TBL。NETR指指令令最最多多可可从从远远程程站站点点上上读读16个个字字节节的信息。的信息。指令格式：指令格式：NETR TBL,PORT例：例：NETR VB200,0第第8 8章通信及网络章通信及网络2.NETW指令指令NETW网网络络读读指指令令。使使能能输输入入有有效效时时，指指令令初初始始化化通通信信操操作作，通通过过端端口口PORT将将数数据据表表TBL中中的的数数据据发发送送到到从从远远程程设设备。备。NETW指指令令最最多多可可向向远远程程站站点点上上写写16个个字节的信息。字节的信息。指令格式：指令格式：NETWTBL,PORT使使能能流流输输出出ENO为为0的的出出错错条条件件为为：SM4.3（运运行行时时间间），0006（间间接接寻寻址址）。返回本节返回本节第第8 8章通信及网络章通信及网络8.3.3应用实例应用实例 有有一一简简单单网网络络，结结构构如如下下图图8.17所所示示。其其中中TD200为为主主站站，在在RUN模模式式下下，CPU224在在用用户户程程序序中中允允许许PPI主主站站模模式式，可可以以利利用用NETR和和NETW指指令令来来不不断断读读写写两两个个CPU221模模块中的数据。块中的数据。第第8 8章通信及网络章通信及网络操作要求：操作要求：站站4要要读读写写两两个个远远程程站站（站站2和和站站3）的的状状态态字字节节和和计计数数值值（分分别别放放在在VB100和和VW101中中）。如如果果某某个个远远程程站站中中的的计计数数值值达达到到200，站站4将将发发生生一一定定动动作作，并并将将该该远远程程站站的的计计数数值清值清0，重新计数。，重新计数。CPU224通通信信端端口口号号为为0，从从VB200开开始始设设置置接接收收和和发发送送缓缓冲冲区区。接接收收缓缓冲冲区区从从VB200开开始始，发发送送缓缓冲冲区区从从VB250开开始始，内内容容如如表表8.6所所示示。该该网网络络通通信信用用户户程程序序如如图图8.18所所示。示。第第8 8章通信及网络章通信及网络表表8.6 缓冲区设置缓冲区设置第第8 8章通信及网络章通信及网络图图8.18网网络络程程序序实实例例（1）第第8 8章通信及网络章通信及网络图图8.18网络程序实例（网络程序实例（2）返回本节返回本节第第8 8章通信及网络章通信及网络8.4自由口通信自由口通信 8.4.1相关寄存器及标志相关寄存器及标志 8.4.2自由口指令自由口指令 8.4.3应用实例应用实例 返回本章首页返回本章首页第第8 8章通信及网络章通信及网络8.4.1相关寄存器及标志相关寄存器及标志 1.控制寄存器控制寄存器 2.特殊标志位及中断特殊标志位及中断 3.特殊存储器字节特殊存储器字节 第第8 8章通信及网络章通信及网络1.控制寄存器控制寄存器 SMB30控控制制和和设设置置通通信信端端口口0，如如果果PLC主主机机上上有有通通信信端端口口1，则则用用SMB130来来进进行行控控制制和和设设置置。SMB30和和SMB130的各位及其的含义如下：的各位及其的含义如下：（1）PP位：奇偶选择位：奇偶选择（2）D位：有效位数位：有效位数（3）BBB位：自由口波特率位：自由口波特率（4）MM位：协议选择位：协议选择第第8 8章通信及网络章通信及网络2.特殊标志位及中断特殊标志位及中断 中断中断接收中断：中断事件号为接收中断：中断事件号为8（口（口0）和）和25（口（口1）。）。发送完成中断：中断事件号为发送完成中断：中断事件号为9（口（口0）和）和26（口（口1）。）。接收完成中断：中断事件号为接收完成中断：中断事件号为23（口（口0）和）和24（口（口1）。）。特殊标志位特殊标志位SM4.5和和SM4.6：分别用来表示口分别用来表示口0和口和口1发送空闲状态发送空闲状态 第第8 8章通信及网络章通信及网络3.特殊存储器字节特殊存储器字节 接接收收信信息息时时用用到到一一系系列列特特殊殊功功能能存存储储器器。对对端端口口0用用SMB86到到SMB94；对对端端口口1用用SMB186到到SMB194。各各字字节及内容描述如下表节及内容描述如下表8.7所示。所示。返回本节返回本节第第8 8章通信及网络章通信及网络8.4.2自由口指令自由口指令 1.XMT指令指令XMT，发发送送指指令令。使使能能输输入入有有效效时时，指指令令初初始始化化通通信信操操作作，通通过过通通信信端端口口PORT将将数数据据表表TBL中中的的数据发送到远程设备。数据发送到远程设备。发发送送缓缓冲冲区区（数数据据表表）TBL的格式如表的格式如表8.8所示。所示。第第8 8章通信及网络章通信及网络2.RCV指令指令RCV，接接收收指指令令。使使能能输输入入有有效效时时，指指令令初初始始化化通通信信操操作作，通通过过通通信信端端口口PORT从从远远程程设设备备上上接接收收数数据据并并放放到缓冲区（数据表）到缓冲区（数据表）TBL。接接收收缓缓冲冲区区TBL的的格格式式如如表表8.8所示。所示。返回本节返回本节第第8 8章通信及网络章通信及网络8.4.3应用实例应用实例 1.控制要求控制要求本本程程序序实实现现的的功功能能是是，一一台台CPU224作作为为本本地地PLC，用用另另一一台台CPU224作作为为远远程程PLC，本本地地PLC接接收收来来自自远远程程PLC的的20个个字字符符，接接收收完完成后，信息又发回对方。成后，信息又发回对方。要要求求有有一一外外部部脉脉冲冲控控制制接接收收任任务务的的开开始始，并并且且任任务务完完成成后后用用显显示示灯灯显显示。示。2.参数设置参数设置自由口通信模式。自由口通信模式。通信协议为：波特率通信协议为：波特率9600，无奇偶校验，每字符，无奇偶校验，每字符8位。位。接收和发送用同一缓冲区，首地址为接收和发送用同一缓冲区，首地址为VB100。不设立超时时间。不设立超时时间。第第8 8章通信及网络章通信及网络3.程序程序主主程程序序如如右右图图8.19所所示示。实实现现的的功功能能是是初初始始化化通通信信口口及及缓缓冲冲区区，建建立立中中断断联联系系，并并开开放放全全局局中中断断。中中断断程程序序INT_0，启启动发送指令。如图动发送指令。如图8.20所示。所示。第第8 8章通信及网络章通信及网络图图8.19自自由由口口通通信信例例（主主程程序序）第第8 8章通信及网络章通信及网络图图8.20自由口通信例（中断程序）自由口通信例（中断程序）第第8 8章通信及网络章通信及网络中断程序中断程序INT_1，发结束时输出。如图发结束时输出。如图8.21所示。所示。图图8.21自由口通信例（中断程序自由口通信例（中断程序1）返回本节返回本节第第8 8章通信及网络章通信及网络THANKYOUVERYMUCH！本章到此结束，本章到此结束，谢谢您的光临！谢谢您的光临！返回本章首页返回本章首页结束放映结束放映