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S7-200之間的通訊

S7-200 與 S7-200 之間的通信常用于實(shí)現(xiàn)多個(gè)S7-200 CPU模塊之間的數(shù)據(jù)交換。S7-200 與 S7-200 之間的通信方式有網(wǎng)絡(luò)讀寫(xiě)（PPI）通信﹑以太網(wǎng)通信﹑電話(huà)網(wǎng)Modem 通信﹑MD720-3無(wú)線(xiàn)通信等。由于S7-200 CPU模塊只能做MPI從站，S7-200 CPU 模塊的擴(kuò)展模塊 EM277 也只能做 MPI 從站或 Profibus DP 從站，所以S7-200 與S7-200之間不支持MPI通信﹑Profibus DP 通信等通信方式。本文將從以下方面詳細(xì)介紹S7-200與S7-200之間的通信：

• 1. S7-200與S7-200之間有哪些通信方式
• 2. 如何選擇用于S7-200與S7-200之間的通信方式

1. S7-200與S7-200之間有哪些通信方式

S7-200與S7-200之間的通信方式靈活多樣，常用的通信方式有如下四種：

• 網(wǎng)絡(luò)讀寫(xiě)（PPI）通信

• 以太網(wǎng)通信

• 電話(huà)網(wǎng)Modem通信

• MD720-3 無(wú)線(xiàn)通信

提示：除了以上方式，您也許會(huì)想到Modbus通信和自由口通信。這兩種方式可以用于S7-200之間的數(shù)據(jù)交換，但是不是我們的常用通信方式。因?yàn)槭褂肕odbus通信和自由口通信時(shí)您需要編寫(xiě)大量的程序，并無(wú)法很好的保證通信的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性，Modbus 通信和自由口通信是常用于S7-200CPU與第三方設(shè)備或儀表之間的數(shù)據(jù)交換方式。

1.1 網(wǎng)絡(luò)讀寫(xiě)（PPI）通信

PPI 協(xié)議是S7-200的主從通信協(xié)議.利用此方式可以實(shí)現(xiàn)S7-200與S7-200間的數(shù)據(jù)交換。這種通信方式利用CPU集成通信口即可實(shí)現(xiàn)，配置簡(jiǎn)單。通信中，主站設(shè)備將請(qǐng)求發(fā)送至從站設(shè)備，然后從站設(shè)備進(jìn)行響應(yīng)。具體如下圖所示：

實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)讀寫(xiě)（PPI）通信可以使用以下兩種方法：

*,使用Step 7 Micro/Win編程軟件中指令向?qū)е械腘ETR/NETW向?qū)В?/p>

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具體方法和相關(guān)注意事項(xiàng)請(qǐng)參考《西門(mén)子 S7-200•LOGO!•SITOP 參考》（更新版）S7-200 PLC->通信->網(wǎng)絡(luò)讀寫(xiě)（PPI）通信。

第二，使用NETR/NETW指令，需要客戶(hù)自己編寫(xiě)程序?qū)崿F(xiàn)。

詳細(xì)的編程設(shè)置及例子程序請(qǐng)參考《S7-200可編程控制器系統(tǒng)手冊(cè)》第6章S7-200指令集->通信指令->網(wǎng)絡(luò)讀寫(xiě)指令。

提示： NETR/NETW向?qū)褂煤?jiǎn)單，不用大量編程，只需按照向?qū)Р襟E設(shè)置參數(shù)，因此不易出錯(cuò)。采用向?qū)У姆椒▽?shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)讀寫(xiě)（PPI）通信。

使用網(wǎng)絡(luò)讀寫(xiě)（PPI）通信時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)：

*，只有PPI主站需要配置或編程，從站不需要配置；

第二，主站既可以讀寫(xiě)從站的數(shù)據(jù)，也可以讀寫(xiě)另一個(gè)主站的數(shù)據(jù)；

第三，在一個(gè)PPI網(wǎng)絡(luò)中，與一個(gè)從站通信的主站的個(gè)數(shù)沒(méi)有限制，但是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中主站的個(gè)數(shù)不能超過(guò)32個(gè)；

第四，由于S7-200 CPU集成的通信口是非隔離的。因此在一個(gè)PPI通信網(wǎng)絡(luò)中，一個(gè)網(wǎng)段的距離不能超過(guò)50米。如果通訊距離超出50m，應(yīng)在通信網(wǎng)絡(luò)中使用中繼器。如下所示:

提示：在上圖中，通常擴(kuò)展一個(gè)中繼器可延長(zhǎng)通信網(wǎng)絡(luò)50米，但如果擴(kuò)展一對(duì)中繼器，并且它們之間沒(méi)有任何節(jié)點(diǎn)，中繼器之間的距離可達(dá)到1000米。

在網(wǎng)絡(luò)中使用中繼器的具體方法可參考《S7-200可編程控制器系統(tǒng)手冊(cè)》第7章 網(wǎng)絡(luò)通信->網(wǎng)絡(luò)的建立->在網(wǎng)絡(luò)中使用中繼器

1.2 以太網(wǎng)通信

S7-200PLC可以通過(guò)智能擴(kuò)展模塊CP243-1連接至工業(yè)以太網(wǎng)中。這樣，S7-200之間就可以通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，如下圖所示：

使用以太網(wǎng)通信需要注意以下幾點(diǎn)：

*，S7-200與S7-200之間采用以太網(wǎng)通信方式必須增加CP243-1以太網(wǎng)通信模塊，且一個(gè)S7-200CPU只能連接一個(gè)CP243-1擴(kuò)展模塊；

第二，CP243-1不是即插即用模塊，需先通過(guò)Step 7 Micro/Win編程軟件對(duì)其組態(tài)；

第三，CP243-1可同時(shí)與多8個(gè)以太網(wǎng)S7控制器通信，即建立8個(gè)S7連接。

更多關(guān)于CP243-1模塊的使用問(wèn)題可參考文檔《S7-200 以太網(wǎng)模塊系列 CP243-1》

以太網(wǎng)通信請(qǐng)參考《西門(mén)子 S7-200•LOGO!•SITOP 參考》V0.95版（更新版）S7-200 PLC->通信->以太網(wǎng)通信(CP243-1)

S7-200與S7-200之間的以太網(wǎng)通信編程可參考《CP243-1快速入門(mén)》《以太網(wǎng)模塊技術(shù)手冊(cè)》

1.3 電話(huà)網(wǎng)Modem通信

S7-200與S7-200之間的電話(huà)網(wǎng)Modem通信常用于異地通信，在S7-200與S7-200的本地通信中不常用。

如下圖所示：電話(huà)網(wǎng)Modem是通過(guò)S7-200 CPU的擴(kuò)展模塊EM241調(diào)制解調(diào)器模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在公共電話(huà)網(wǎng)或小交換機(jī)的模擬音頻系統(tǒng)中，使用電話(huà)線(xiàn)連接EM241上標(biāo)準(zhǔn)的RJ11電話(huà)接口，對(duì)EM241 進(jìn)行相應(yīng)的配置編程即可實(shí)現(xiàn)S7-200 CPU之間的數(shù)據(jù)讀取或?qū)懭搿?/p>

電話(huà)網(wǎng)Modem通信（EM241）請(qǐng)參考《S7-200可編程控制器系統(tǒng)手冊(cè)》第10章創(chuàng)建調(diào)制解調(diào)模塊程序

電話(huà)網(wǎng)Modem通信注意事項(xiàng)請(qǐng)參考《西門(mén)子 S7-200•LOGO!•SITOP 參考》V0.95版（更新版）S7-200 PLC->通信->電話(huà)網(wǎng)Modem通信（EM241）

EM241與EM241之間的通信編程請(qǐng)參考《EM241快速入門(mén)》

1.4 MD720-3 無(wú)線(xiàn)通信

MD720-3無(wú)線(xiàn)通信也常用于異地通信，在S7-200與S7-200之間的本地通信中不常用。如有需要通信的模塊在異地或現(xiàn)場(chǎng)不適宜布線(xiàn)等原因，可考慮采用此通信方式。

S7-200與S7-200之間通過(guò)MD720-3無(wú)線(xiàn)通信模塊可以實(shí)現(xiàn)以下兩個(gè)功能：

• 終端模式：短消息功能

• OPC模式： 數(shù)據(jù)交換功能。

*，如下圖所示：MD720-3 終端模式用于S7-200與S7-200之間互相收發(fā)短信。此通信方式不需要OPC中心站，只需要在需要通信的每個(gè)S7-200 CPU右側(cè)都擴(kuò)展MD720-3無(wú)線(xiàn)通信模塊，配置天線(xiàn)﹑西門(mén)子PC/PPI串口電纜等硬件，并且在MD720-3模塊中插入SIM卡。

終端模式需要的硬件軟件配置﹑庫(kù)指令的下載及編程請(qǐng)參考《S7-200 PLC 通過(guò)MD720-3 發(fā)送短消息》

第二，如下圖所示：MD720-3 OPC模式用于S7-200與S7-200之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。此通信方式除了配置以上與終端模式相同的硬件之外，還必須配置OPC中心站，即必須使用SINAUT MICRO SC　OPC服務(wù)器軟件和OPC客戶(hù)機(jī)軟件。

OPC模式需要的硬件軟件配置請(qǐng)參考《SINAUT MD720-3的GPRS通信》

OPC模式編程的庫(kù)指令 下載

MD720-3 OPC 模式編程請(qǐng)參考《SINAUT MD720-3功能塊編程入門(mén)》

更多信息請(qǐng)參考《MD720-3技術(shù)手冊(cè)》

2. 如何選擇用于S7-200與S7-200之間的通信方式

針對(duì)以上常用的四種通信方式，我們?cè)撊绾芜x用S7-200與S7-200之間的通信方式呢？ 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需求及通信模塊的使用條件，我們提供以下幾種參考：

• 如果需要進(jìn)行通信的S7-200 CPU集成的通信端口未被占用，S7-200 CPU模塊都在本地，通信距離不遠(yuǎn)，且通信速率要求不高，那么可選用網(wǎng)絡(luò)讀寫(xiě)（PPI）通信；

• 如果需要進(jìn)行通信的S7-200 CPU集成的通信端口已被占用，或通信距離較遠(yuǎn)甚至達(dá)到幾千米，或通信速率要求達(dá)到M bits/s,那么可選用以太網(wǎng)通信；

• 如果需要進(jìn)行通信的S7-200 CPU模塊分布在相距很遠(yuǎn)的異地，并且模塊之間數(shù)據(jù)交換量不大，實(shí)時(shí)行要求不高，我們可考慮選用電話(huà)網(wǎng)Modem通信；

• 如果需要進(jìn)行通信的S7-200 CPU模塊相互之間要求有短消息收發(fā)或?qū)崟r(shí)性不高的數(shù)據(jù)交換，并且現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境不適宜布線(xiàn)，或模塊相距很遠(yuǎn)或分布在異地，且現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境滿(mǎn)足GPRS條件，那么可選用MD720-3 無(wú)線(xiàn)模式。

當(dāng)然，選用S7-200與S7-200之間的通信方式不僅僅依據(jù)以上條件。除此之外，我們?nèi)詰?yīng)該考慮模塊的使用環(huán)境﹑調(diào)試﹑維修﹑成本等因素。

S7-200與S7-200之間的通信方式比較可參考《西門(mén)子 S7-200•LOGO!•SITOP 參考》（更新版）S7-200 PLC->通信->編程通信->可能的通信方式->表1

低價(jià)銷(xiāo)售西門(mén)子PLC,200，300，400，1200，西門(mén)子PLC附件，西門(mén)子電機(jī)，西門(mén)子人機(jī)界面，西門(mén)子變頻器，西門(mén)子數(shù)控伺服，西門(mén)子總線(xiàn)電纜現(xiàn)貨供應(yīng)，咨詢(xún)系列產(chǎn)品，折扣低，貨期準(zhǔn)時(shí)，并且備有大量庫(kù)存.有效

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  v  

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12.西門(mén)子SITOP電源

*節(jié) PLC概念
1、PLC的基本概念
可編程控制器(Programmable Controller)是計(jì)算機(jī)家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的。早期的可編程控制器稱(chēng)作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller)，簡(jiǎn)稱(chēng)PLC，它主要用來(lái)代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過(guò)了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱(chēng)作可編程控制器，簡(jiǎn)稱(chēng)PC。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)(Personal Computer)的簡(jiǎn)稱(chēng)混淆，所以將可編程控制器簡(jiǎn)稱(chēng)PLC 
2、PLC的基本結(jié)構(gòu) 
PLC實(shí)質(zhì)是一種于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，如圖所示：
a. 處理單元(CPU)
處理單元(CPU)是PLC的控制中樞。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶(hù)程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲(chǔ)器、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶(hù)程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng)PLC投入運(yùn)行時(shí)，首先它以?huà)呙璧姆绞浇邮宅F(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶(hù)程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶(hù)程序，經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶(hù)程序執(zhí)行完畢之后，后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。
為了進(jìn)一步提高PLC的可*性，近年來(lái)對(duì)大型PLC還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個(gè)CPU出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。
b、存儲(chǔ)器
存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱(chēng)為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。
存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱(chēng)為用戶(hù)程序存儲(chǔ)器。
C、電源 
PLC的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要得作用。如果沒(méi)有一個(gè)良好的、可*得電源系統(tǒng)是無(wú)法正常工作的，因此PLC的制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。一般交流電壓波動(dòng)在+10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去。
3、PLC的工作原理
一. 掃描技術(shù)
當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶(hù)程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱(chēng)作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。
(一) 輸入采樣階段
在輸入采樣階段，PLC以?huà)呙璺绞揭来蔚刈x入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶(hù)程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。
(二) 用戶(hù)程序執(zhí)行階段
在用戶(hù)程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶(hù)程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線(xiàn)路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線(xiàn)路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線(xiàn)圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線(xiàn)圈在I/O映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。
即，在用戶(hù)程序執(zhí)行過(guò)程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線(xiàn)圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線(xiàn)圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。
(三) 輸出刷新階段
當(dāng)掃描用戶(hù)程序結(jié)束后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是PLC的真正輸出。
比較下二個(gè)程序的異同：
程序1：
程序2：
這兩段程序執(zhí)行的結(jié)果*一樣，但在PLC中執(zhí)行的過(guò)程卻不一樣。
※ 程序1只用一次掃描周期，就可完成對(duì)%M4的刷新；
※ 程序2要用四次掃描周期，才能完成對(duì)%M4的刷新。
這兩個(gè)例子說(shuō)明：同樣的若干條梯形圖，其排列次序不同，執(zhí)行的結(jié)果也不同。另外，也可以看到：采用掃描用戶(hù)程序的運(yùn)行結(jié)果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運(yùn)行的結(jié)果有所區(qū)別。當(dāng)然，如果掃描周期所占用的時(shí)間對(duì)整個(gè)運(yùn)行來(lái)說(shuō)可以忽略，那么二者之間就沒(méi)有什么區(qū)別了。
一般來(lái)說(shuō)，PLC的掃描周期包括自診斷、通訊等，如下圖所示，即一個(gè)掃描周期等于自診斷、通訊、輸入采樣、用戶(hù)程序執(zhí)行、輸出刷新等所有時(shí)間的總和。
二. PLC的I/O響應(yīng)時(shí)間
為了增強(qiáng)PLC的抗力，提高其可*性，PLC的每個(gè)開(kāi)關(guān)量輸入端都采用光電隔離等技術(shù)。
為了能實(shí)現(xiàn)繼電器控制線(xiàn)路的硬邏輯并行控制，PLC采用了不同于一般微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)行方式(掃描技術(shù))。
以上兩個(gè)主要原因，使得PLC得I/O響應(yīng)比一般微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成的工業(yè)控制系統(tǒng)滿(mǎn)的多，其響應(yīng)時(shí)間至少等于一個(gè)掃描周期，一般均大于一個(gè)掃描周期甚至更長(zhǎng)。
所謂I/O響應(yīng)時(shí)間指從PLC的某一輸入信號(hào)變化開(kāi)始到系統(tǒng)有關(guān)輸出端信號(hào)的改變所需的時(shí)間。其短的I/O響應(yīng)時(shí)間與長(zhǎng)的I/O響應(yīng)時(shí)間如圖所示： 
第(n-1)個(gè)
掃描周期
短I/O響應(yīng)時(shí)間：
長(zhǎng)I/O響應(yīng)時(shí)間
SIEMENS PLC在中國(guó)的產(chǎn)品，根據(jù)規(guī)模和性能的大小，主要有 S7-200 S7-300 和S7-400三種，下面就簡(jiǎn)單介紹一下該三種產(chǎn)品的一些特性。
S7-200
針對(duì)低性能要求的摸塊化小控制系統(tǒng)，它多可有7個(gè)模塊的擴(kuò)展能力，在模塊中集成背板總線(xiàn)，它的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接有RS-485通訊接口和Profibus兩種，可通過(guò)編程器PG訪(fǎng)問(wèn)所有模塊，帶有電源、CPU和I/O的一體化單元設(shè)備。
其中的擴(kuò)展模塊（EM）有以下幾種：數(shù)字量輸入模塊（DI）——24VDC 和 120/230VAC；數(shù)字量輸出（DO）——24VDC 和 繼電器；模擬量輸入模塊（AI）——電壓、電流、電阻和熱電偶；模擬量輸出模塊——電壓和電流。  還有一個(gè)比較特殊的模塊-通訊處理器（CP）——該塊的功能是可以把S7-200作為主站連接到AS-接口（傳感器和執(zhí)行器接口），通過(guò)AS-接口的從站可以控制多達(dá)248個(gè)設(shè)備，這樣就可以顯著的擴(kuò)展S7-200的輸入和輸出點(diǎn)數(shù)。