项目五-PLC特殊功能模块应用-任务一-配置PPI网络通信教案课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,项目五,PLC,特殊功能模块应用 任务一 配置,PPI,网络通信,1.,掌握,PLC,的通信与网络的概念,2.,了解,TD200,使用,3.,掌握配置,PPI,网络通信,学时,:4,习题,:5.1 5.2,教学目的和要求,第1页/共33页,目 录,一、,任务导入和分析,二、,相关知识,S7-200PLC,的通信与网络,三、,任务实施,四、,知识拓展,TD200,使用,第2页/共33页,一、任务导入与分析,某条灌装黄油桶的生产线，要求将黄油桶送到四台包装机,(,打包机,),上包装，打包机把,8,个黄油桶包装到一个纸箱中。用一个分流机控制着黄油桶流向各个打包机。,4,个,CPU221,用于控制打包机，一个,CPU222,安装了,TD-200,操作器人机界面，用于控制分流机。,分流机对打包机的控制主要是负责将纸箱、粘结剂和黄油桶分配给不同的打包机，而分配的依据就是各个打包机的工作状态，因此分流机要实时地知道各个打包机的工作状态。另外，为了统计的方便，各个打包机打包完成的数量应上传到分流机，以便记录和通过,TD-200,查阅。,第3页/共33页,图,5-1,黄油桶,PLC,控制系统组成示意图,操作器人机界面,TD-200,站,1,分流机,CPU222,站,6,第4页/共33页,二、相关知识,S7-200PLC,的通信与网络,S7-200,系列,PLC,内部集成的串行通信口,(PPI,接口、编程口,),为用户提供了强大的通信功能。,PPI,口的物理特性为,RS-485,。,CPU221,、,CPU222,、,CPU224,有一个,RS-485,口，定义为,PORT0,。,CPU224XP,、,CPU226,、,CPU226XM,有,2,个,RS-485,口，定义为,PORT0,及,PORT1,。使用不同的协议通过串行通信口与不同的设备进行通信或组成网络。网络通信通过,RS-485,标准的双绞线实现。,第5页/共33页,1.,字符数据格式,S7-200 PLC,采用异步串行通信方式，传送字符数据的格式分,10,位数据和,11,位数据。,10,位数据格式：,由,1,个起始位、,8,个数据位、,1,个停止位组成。传送速率一般为,9600,波特。,11,位数据格式：,由,1,个起始位、,8,个数据位、,1,个偶校验位、,1,个停止位组成。传送速率一般为,9600,波特或,19200,波特。,第6页/共33页,西门子公司,S7,系列的生产金字塔由,4,级构成，从上到下依次为：公司管理级、工厂与过程管理级、过程监控级、过程测量与控制级。西门子生产金字塔的,4,级子网由,3,级总线复合而成。,最低一级为,AS-I,级总线，负责与现场传感器和执行器的通信，也可以是远程,I/O,总线（负责,PLC,与分布式,I/O,模块之间的通信）。,中间一级是,Profibus,级总线，它采用令牌控制方式与主从轮询相结合的存取方式，可实现现场、控制和监控,3,级的通信。中间级也可用主从轮询存取方式的主从多点链路。,最高一级为工业以太网,Ethernet,使用通信协议，负责传送生产管理信息。,2.,网络层次结构,第7页/共33页,在对网络中的设备进行配置时，必须对设备的类型、在网络中的地址和通信的波特率进行设置。,在网络中的设备分两类：主站和从站。主站设备（如编程设备,STEP7,、中文文本显示器,TD 200,等操作面板产品和,S7-300PLC,、,S7-400PLC,）向从站设备发送要求，也可对网络上的其它主站设备的请求作出响应；从站设备只是等待主站发送的要求并作出相应的响应。网络上所有,S7-200 CPU,都默认为从站，但在点对点通信时也可定义为主站，以便从另外的,S7-200,读取信息。,在网络中的设备必须有惟一的地址。,S7-200,支持的网络地址为,0126,。,S7-200,的缺省地址是,2,，编程软件的缺省地址是,0,，操作面板的缺省地址是,1,。,在同一网络中所有设备必须被设置成相同的波特率（数据通过网络传输的速度）。,S7-200,波特率的配置在编程软件的系统块中完成。,第8页/共33页,3.,网络通信协议,西门子公司,S7,系列的生产金字塔中的通信协议分两大类：通用协议和公司专用协议。通用协议采用工业以太网（,Ethernet,）协议，用于管理级的信息交换。公司专用协议有：,PPI,协议、,MPI,协议、,Profibus,(,开放式现场总线标准,),协议、自由口协议和,USS,协议。,PPI,、,MPI,、,Profibus,协议都是异步、基于字符传输的协议，带有起始位、,8,位数据、偶校验和一个停止位。如果使用相同的波特率，这些协议可以在一个网络中同时运行而不相互影响。,第9页/共33页,点对点接口,PPI,（,Point-to-Point Interface,）协议是一种主,/,从协议，在这个协议中，主站（其它,CPU,、,SIMATIC,编程器、,TD 200,中文文本显示器）设备向从站设备发送要求，从站设备响应。从站不主动发信息，只是等待主站发送的要求并作出相应的响应。网络上所有,S7-200 CPU,都默认为从站。如果在用户程序中允许,PPI,主站模式，一些,S7-200 CPU,在,RUN,模式下可以作为主站。一旦允许,PPI,主站模式，就可以利用网络的有关通信指令来读写其它,CPU,，并且还可以作为从站响应来自其它主站的申请和查询。任何一个从站可以与多个主站通信，但是在网络中最多只能有,32,个主站。,（,1,）,PPI,协议,第10页/共33页,（,2,）,MPI,协议,多点接口,MPI,（,Multi-Point Interface,）协议是主,/,主协议或主,/,从协议，协议如何操作依赖于设备类型。如果是,S7-300 CPU,，就建立主,/,主连接，因为所有,S7-300,都是网络主站。如果是,S7-200 CPU,，就建立主,/,从连接，因为,S7-200 CPU,是从站。,（,3,）,Profibus,协议,Profibus,协议用于分布式,I/O,设备（远程,I/O,）的高速通信。,Profibus,是世界上第一个开放式现场总线标准，于,1995,年成为欧洲工业标准（,EN50170,），,1999,年成为国际标准（,1EC61158-3,）。采用,Profibus,协议的系统，对于不同厂家所生产的设备不需要对接口进行特别的处理和转换，就可以通信。最高传输速率可达,12Mbit/s,。,第11页/共33页,（,4,）自由口协议（用户定义协议）,自由口协议指通过用户程序控制,S7-200 CPU,通信口的操作模式来进行通信。利用自由口模式，可以实现用户定义的通信协议连接多种智能设备。,（,5,）,USS,协议,USS,协议是西门子传动产品（如变频器等）通信的一种协议，,S7-200,提供,USS,协议的指令，用户使用这些指令可方便实现对变频器的控制。,第12页/共33页,4.,网络通信类型,SIMATIC,网络的通信类型分为单主站和多主站。,单主站：一个主站与一个或多个从站连接的网络。如图,5-2,是一个单主站网络结构示意图。图中一台计算机作为主站，,4,台,S7-200 CPU,作为从站。,多主站：一个主站与最少一个从站及一个主站连接的网络。图,5-3,是一个多主站网络结构示意图。图中一台计算机作为主站，一台,TD 200,中文文本显示器也是主站，另外,4,台,S7-200 CPU,作为从站。,第13页/共33页,主站,计 算 机,S7-200 CPU,S7-200 CPU,S7-200 CPU,S7-200 CPU,PC/PPI,电缆,从站,从站,从站,从站,图,5-2,单主站网络结构示意图,第14页/共33页,S7-200 CPU,S7-200 CPU,S7-200 CPU,S7-200 CPU,主 站,主 站,从 站,从 站,从 站,从 站,CP,卡,MPI,电缆,计 算 机,TD 200,图,5-3,多主站网络结构示意图,第15页/共33页,5.S7-200PLC,通信指令,当,S7-200 PLC,被定义为,PPI,主站模式时，可以应用网络读写指令对另外的,S7-200 PLC,进行读写操作。,NETW TBL,，,PORT NETR TBL,，,PORT,网络写,(,发送,),网络读,(,接收,),图,5-4,网络读,/,网络写指令的,格式,TBL,：缓冲区首址，操作数为字节。,PORT,：操作端口，,CPU224XP,及,CPU226,为,0,或,1,，其他型号只能为,0,。,第16页/共33页,网络读,NETR,指令是通过端口（,PORT,）接收远程设备的数据并保存在表（,TBL,）中。可从远方站点最多读取,16,字节的信息。,网络写,NETW,指令是通过端口（,PORT,）向远程设备写入在表（,TBL,）中的数据。可向远方站点最多写入,16,字节的信息。,在程序中可以有任意多,NETR/NETW,指令，但在任意时刻最多只能有,8,个,NETR,及,NETW,指令有效。,TBL,表的参数定义见表,5-1,所示。,第17页/共33页,使用网络读写指令对另外的,S7-200 PLC,进行读写操作时，首先要将使用网络读写指令的,S7-200 PLC,定义为,PPI,模式，即通信初始化。与,PPI,和自由口通信均有密切关系的特殊寄存器,SMB30,（,PORT0,）及,SMB130,（,PORT1,）中规定了,PPI,通信的方式，如后面补充表所示。,第18页/共33页,自由口控制寄存器,SMB30,和,SMB130,第19页/共33页,首字节,第,2,字节,第,3,字节,第,4,字节,第,5,字节,第,6,字节,第,7,字节,第,8,字节,第,9,字节,第,10,字节,5-1 TBL,表的参数含义,(,设,VB100,为首字节,),第20页/共33页,表中,VB100,首字节的含义：,D,：操作是否完成。,0=,未完成，,1=,功能完成。,A,：是否激活（操作已排队）。,0=,未激活，,1=,激活。,E,：是否有错误。,0=,无错误，,1=,有错误。,后,4,位错误代码的说明：,0(0000),：无错误。,1(0001),：超时错误。远程站点无响应。,2(0010),：接收错误。有奇偶错误等。,3(0011),：离线错误。重复的站地址或无效的硬件引起冲突。,4(0100),：排队溢出错误。多于,8,条,NETR/NETW,指令被激活。,5(0101),：违反通信协议。没有在,SMB30,中允许,PPI,，,就试图使用,NETR/NETW,指令。,6(0110),：非法参数。,7(0111),：没有资源。远程站点忙（正在进行上载或下载）。,8(1000),：第七层错误。违反应用协议。,9(1001),：信息错误。错误的数据地址或错误的数据长度。,第21页/共33页,补充,只能使用变量存储器,(V),、局部变量存储器,(L),和累加器,(AC),作为指针。,指针为双字值，是需被访问的存储器的物理地址,。为了生成指针，必须使用双字传送指令,(MOVD),，将所要访问的存储器区地址放入用来作为指针的存储器或寄存器中。如：,MOVD&VB100,VD201,MOVD&MB11,AC2,MOVD&C6,LD6,“,&,”,是取地址符号,，,&VB100,表示,VB100,单元的,32,位物理地址，而,VB100,本身是一个直接地址编号，注意区别。指令中的第二个操作数是用来存放物理地址。,第22页/共33页,三、任务实施,1,地址设置,四个打包机（,CPU221,）的站地址分别选择,2,、,3,、,4,、,5,，分流机（,CPU222,）站地址为,6,，,TD200,的站地址为,1,，将各个站地址在系统块中设定好，随程序一起下载到,PLC,中，,TD-200,的地址在,TD-200,中直接设定。,在网络连接中，,6