西门子S7200通讯 S7-200网络通讯编程手册

2018年8月17日21:39:34 发表评论 406 阅读

S7- 200可以满足您的通讯和网络需求,它不仅支持简单的网络,而且支持比较复杂的网络。

S7- 200提供了通讯手段,使您可以用它与那些使用自己的通讯协议的设备,例如:打印机和称重天

平等进行通讯。

STEP 7- Micro/WIN使得您建立和组态网络简便快捷。

在本章中

  1. 理解S7- 200网络通讯的基本概念
  2. 为网络选择通讯协议
  3. 通讯接口的安装和删除
  4. 网络的建立
  5. 用自由端口模式创建用户定义的协议
  6. 在网络中使用调制解调器和STEP 7- Micro/WIN
  7. 高级议题
  8. 组态RS-232/PPI多主站T电缆实现远程操作

理解S7- 200网络通讯的基本概念

网络选择通讯接口

S7- 200可以支持各种类型的通讯网络。在“设置PG/PC接口”属性对话框中进行网络选择。一个选定的网络将被作为一个接口来使用。能够访问这些通讯网络的各类接口包括:

  • 多主站PPI电缆
  • CP通讯卡 1.
  • 以太网通讯卡

通过下列步骤,您可以为STEP 7- Micro/WIN选择通讯接口。

1. 在通讯设置窗口中双击图标。

2. 为STEP 7- Micro/WIN选择接口参数。

参见图7--1

多主站PPI电缆

S7-200可以通过两种不同类型的PPI多主站电缆进行 通讯。这些电缆允许通过RS- 232或USB接口进行通讯。

如图7--2所示,选择PPI多主站电缆的方法很简单。只 需执行以下步骤即可:

1. 在“设置PG/PC接口”属性页中,点击属性按钮。

2. 在属性页中,点击本地连接标签。

3. 选中USB或所需的COM端口。

图7- 2 PPI多主站电缆选择

提示

请注意,一次只能使用一个USB接口。

提示

本手册中的实例使用RS-232/PPI多主站电缆。RS-232/PPI多主站电缆代替以前的PC/PPI电缆。也  可以使用USB/PPI多主站电缆。

在PROFIBUS网络上使用主站和从站设备

S7-200支持主--从网络,并能在PROFIBUS网络中充当主站或从站,而STEP 7- Micro/WIN只能作为主站。

主站
网络上的主站设备可以向网络上的其它设备发出请求。主站也可以对网络上其它主站的请求作出响   应。典型的主站设备包括:STEP 7- Micro/WIN、TD200和S7- 300或S7- 400 PLC之类的人机界面设备。在向其它S7-200发出信息请求(点到点通讯)时,S7- 200是作为主站的。

从站
组态为从站的设备仅响应来自主站设备的请求;从站不会发起请求。对大多数网络来说,S7- 200充当从站。作为从站设备,S7-200将响应来自网络主站设备(如操作员面板或STEP 7- Micro/WIN)的请求。

设置波特率和网络地址
数据通过网络传输的速度称为波特率。其单位通常为千波特(kbaud)或兆波特(Mbaud)。波特率用于测  量在给定时间内传输数据的数量。比如,波特率为19.2 kbaud时,表示传输速率为每秒19200位。

在同一个网络中通讯的每一设备都必须组态为以相同的波特率传送数据。因此,网络的最高波特率取决于该网络上连接的速度最慢的设备。

网络 波特率
标准网络 9.6K到187.5K
使用EM277 9.6K到12M
自由端口模式 1200到115.2K

表7--1中列出了S7- 200支持的波特率。

网络地址是为在网络中的每个设备分配的一个唯一编号。唯一的网络地址可以确保数据发送到正确的设备或者从正确的设备恢复。S7- 200支持范围为1- 126的网络地址。对于带双端口的S7- 200,每个端口有一个网络地址。

S7- 200设备 缺省地址
STEP 7- Micro/WIN 0
HMI(TD200、TP或OP) 1
S7- 200 CPU 2

表7--2列出了S7-200设备的缺省(工厂) 设置。

为STEP 7- Micro/WIN设置波特率和网络地址

您必须为STEP 7- Micro/WIN组态波特率和网络地址。其波特率必须与网络上其它设备的波特率一

致,而且网络地址必须唯一。

通常情况下,您不需要改变STEP 7- Micro/WIN的缺省网络地址0。如果网络上还含有其它编程工具

包,那么您可能需要改变STEP 7- Micro/WIN的网络地址。

如图7--3所示,为STEP 7- Micro/WIN组态波特率和

网络地址非常简单。在导航栏中点击通讯图标,然后 1.

执行以下步骤:

  1. 在通讯设置窗口中双击图标。
  2. 在“设置PG/PC接口”对话框中点击属性按钮。
  3. 为STEP7- Micro/WIN选择网络地址。
  4. 为STEP7- Micro/WIN选择波特率。

图7--3 组态STEP7- Micro/WIN

为S7- 200设置波特率和网络地址

您也必须为S7- 200组态波特率和网络地址。S7- 200的波特率和网络地址存储在其系统块中。在为

S7- 200设置了参数之后,您必须将系统块下载至S7- 200。

每一个S7- 200通讯口的波特率缺省设置为kbaud,网络地址的缺省设置为2。

如图7--4所示,使用STEP 7- Micro/WIN为S7- 200设置波特率和网络地址。您可以在导航栏中点击系统块 图标或者在命令菜单中选择视图 > 组件 > 系统块, 然后执行以下步骤:

  1. 为S7- 200选择网络地址。
  2. 为S7- 200选择波特率。
  3. 下载系统块到S7- 200。

图7--4 组态S7-200 CPU

提示

可以选择各种波特率。在下载系统块期间,STEP 7- Micro/WIN将会验证所选的波特率。如果选定的波特率可能会妨碍STEP 7- Micro/WIN与其它S7- 200进行通讯,那么它将不被下载。

设置远端地址

在将新设置下载到S7-200之前,您必须为STEP 7- Micro/WIN(本地)的通讯(COM)口和S7-200(远端)的地址作组态,使它与远端的S7-200的当前设 置相匹配。如图7--5所示。

在下载了新设置后,您可能需要重新组态PG/PC接口 波特率设置(如果新设置与远端S7- 200的设置不同)。关于波特率的组态,可参考图7--3。

在网络上搜索S7- 200 CPU

您可以搜索并且识别连接在网络上的S7- 200。在寻找S7- 200时,您也可以搜索特定波特率上的网络或所有波特率上的网络。

只有在使用PPI多主站电缆时,才能实现全波特率搜索。若在使用CP卡进行通讯的情况下,该功能将无法实现。搜寻从当前选择的波特率开始。

  1. 打开通讯对话框并双击刷新图标开始搜寻。
  2. 要使用所有波特率搜索,选中“在所有波特率下搜索”复选框。

图7--6 搜索网络上的CPU

为网络选择通讯协议

下面是S7- 200 CPU所支持的协议的总览。

  • 点对点接口(PPI)
  • 多点接口(MPI)
  • PROFIBUS

根据开放式系统互连(OSI) 7层模型通信架构,这些协议在令牌环网络上实现,它们遵守欧洲标准EN

50170中定义的PROFIBUS标准。这些协议是带一个停止位、八个数据位、偶校验和一个停止位的异   步、基于字符的协议。通讯结构依赖于特定的起始字符和停止字符、源和目地网络地址,报文长度和  数据校验和。在波特率一致的情况下,这些协议可以同时在一个网络上运行,并且互不干扰。

如果带有扩展模块CP243- 1和CP243- 1 IT,那么S7- 200也能运行在以太网上。

PPI协议

PPI是一个主站--从站协议:主站设备将请求发送至从站设备,然后从站设备进行响应。参见图7--7。从站设 备不发消息,只是等待主站的要求并对要求作出

响应。

主站靠一个PPI协议管理的共享连接来与从站通讯。

PPI不限制可与任何从站通讯的主站数目;然而,不能 在网络上安装超过32个主站。

图7- 7 PPI网络

如果在用户程序中使能PPI主站模式,S7- 200 CPU在运行模式下可以作主站。(参见附录D中SMB

30的描述) 在使能PPI主站模式之后,可以使用网络读写指令来读写另外一个S7- 200。当S7- 200作PPI主站时,它仍然可以作为从站响应其它主站的请求。

PPI高级允许网络设备建立一个设备与设备之间的逻辑连接。对于PPI高级,每个设备的连接个数是有限制的。S7- 200支持的连接个数如表7--3所示。

所有的S7-200 CPU都支持PPI和PPI高级协议,而EM277模块仅仅支持PPI高级协议。

表7- 3 S7- 200 CPU和EM277模块的连接个数

模块 波特率 连接
S7- 200 CPU 端口0

端口1

9.6k、19.2k或187.5k 4
9.6k、19.2k或187.5k 4
EM277 9.6K到12M 6 (每个模块)

MPI协议

MPI允许主--主通讯和主--从通讯。参见图7--8。要与一 个S7- 200 CPU通讯,STEP 7- Micro/WIN建立主--从连接。MPI协议不能与作为主站的S7-200 CPU通讯。

网络设备通过任意两个设备之间的连接通讯(由MPI协议管理)。设备之间通讯连接的个数受S7- 200 CPU或者EM277模块所支持的连接个数的限制。S7- 200支持的连接个数如表7--3所示。

                                         S7-200:从站

STEP 7- Micro/WIN:主站                  主站 S7-300:主站

对于MPI协议,S7- 300和S7- 400 PLC可以用XGET和XPUT指令来读写S7- 200的数据。要得到更多关于这些指令的信息,参见S7- 300或者S7- 400的编程手册。

PROFIBUS协议

PROFIBUS协议通常用于实现与分布式I/O (远程I/O) 的高速通讯。可以使用不同厂家的PROFIBUS设备。 这些设备包括简单的输入或输出模块、电机控制器和PLC。

PROFIBUS网络通常有一个主站和若干个I/O从站, 参见图7--9。主站设备通过组态可以知道I/O从站的类 型和站号。主站初始化网络使网络上的从站设备与组 态相匹配。主站不断地读写从站的数据。

图7--9 PROFIBUS网络

当一个DP主站成功组态了一个DP从站之后,它就拥有了这个从站设备。如果在网上有第二个主站设

备,那么它对第一个主站的从站的访问将会受到限制。

TCP/IP协议

通过以太网扩展模块(CP243- 1)或互联网扩展模块(CP243- 1 IT),S7-200将能支持TCP/IP以太网通

讯。表7--4列出了这些模块所支持的波特率和连接数。

表7--4 以太网模块(CP243- 1)和互联网模块(CP243- 1 IT)的连接数

模块 波特率 连接
以太网(CP243- 1)模块

互联网(CP243- 1 IT)模块

 

10到100M

8个普通连接
1个STEP 7- Micro/WIN连接

若需更多信息,可参考SIMATIC NET CP243- 1工业以太网通讯处理器手册或 SIMATIC NET CP243- 1 IT工业以太网及信息技术通讯处理器手册。

仅仅使用S7- 200设备的网络组态实例

单主站PPI网络

对于简单的单主站网络来说,编程站可以通过PPI多主 站电缆或编程站上的通讯处理器(CP)卡与S7- 200 CPU进行通讯。

在图7--10上面的网络实例中,编程站(STEP7- Micro/WIN)是网络的主站。在图7--10下面的网络实例中,人机界面(HMI)设备(例如:TD200、TP或者OP)是网络的主站。

图7--10 单主站PPI网络

对于单主站PPI网络,需要组态STEP 7- Micro/WIN使用PPI协议。如果可能的话,请不要选择多主

站网络,也不要选中PPI高级选框。

多主站PPI网络

图7--11中给出了有一个从站的多主站网络示例。编程站(STEP 7- Micro/WIN)可以选用CP卡或PPI多主站电缆。STEP 7- Micro/WIN和HMI共享网络。

STEP 7- Micro/WIN和HMI设备都是网络的主站,它们必须有不同的网络地址。如果使用PPI多主站电缆, 那么该电缆将作为主站,并且使用STEP7- Micro/WIN提供给它的网络地址。S7-200 CPU将作为从站。

图7--11 只带一个从站的多主站

图7--12中给出了多个主站和多个从站进行通讯的PPI 网络实例。在例子中,STEP 7- Micro/WIN和HMI可以对任意S7- 200 CPU从站读写数据。STEP7- Micro/WIN和HMI共享网络。

所有设备(主站和从站)有不同的网络地址。如果使用PPI多主站电缆,那么该电缆将作为主站,并且使用STEP 7- Micro/WIN提供给它的网络地址。S7-200CPU将作为从站。

对于带多个主站和一个或多个从站的网络,需组态STEP 7- Micro/WIN以使用PPI协议,如果可能, 还应使能多主网络并选中PPI高级选框。如果您使用的电缆是PPI多主站电缆,那么多主网络和PPI高  级选框便可以忽略。

复杂的PPI网络

图7--13给出了一个带点到点通讯的多主网络。

STEP 7- Micro/WIN和HMI通过网络读写S7- 200 CPU,同时S7- 200 CPU之间使用网络读写指令相互读写数据(点到点通讯)。

图7--14中给出了另外一个带点到点通讯的多主网络的 复杂PPI网络实例。在本例中,每个HMI监控一个S7- 200 CPU。

S7- 200 CPU使用NETR和NETW指令相互读写数据(点到点通讯)。

对于复杂的PPI网络,组态STEP 7- Micro/WIN使用PPI协议时,最好使能多主站,并选中PPI高级选框。 如果您使用的电缆是PPI多主站电缆,那么多主网络和PPI高级选框便可以忽略。

使用S7- 200、S7- 300和S7- 400设备的网络组态实例

网络波特率可以达到187.5 kbaud

在图7--15所示的网络实例中,S7-300用XGET和XPUT指令与S7-200CPU通讯。如果S7- 200处于主站模式,那么S7-300将无法与之通讯。若要与S7 CPU通讯,则最好在组态STEP7- Micro/WIN使用PPI协议时,使能多主站,并选中PPI高级选框。如果您使用的电缆是PPI多主站电缆,那么多主网络和PPI高级选框便可以忽略。

网络波特率高于187.5 kbaud

对于波特率高于187.5 kbaud的情况,S7- 200 CPU必须使用EM277模块连接网络。参见图7--16。STEP 7- Micro/WIN必须通过通讯处理器(CP)卡与网络连接。

在这个组态中,S7- 300可以用XGET和XPUT指令与S7- 200通讯,并且HMI可以监控S7- 200或者S7- 300。EM277只能作从站。

STEP 7- Micro/WIN可通过所连接的EM 277编程或监视S7- 200 CPU。为使用高于187.5 Kbaud的速率与EM 277通讯,将STEP 7- Micro/WIN组态为通过CP卡使用MPI协议。因为PPI多主站电缆的最高波特率为187.5 kbaud。

图7--16 波特率高于187.5 kbaud

PROFIBUS网络组态实例

S7- 315- 2DP作PROFIBUS主站,EM277作PROFIBUS从站的网络

图7- 17 S7-315- 2 DP网络

图7--17中给出了用S7-315- 2DP作PROFIBUS主站的PROFIBUS网络示例。EM 277模块是PROFIBUS从站。

S7- 315- 2DP可以发送数据到EM277,也可以从EM277读取数据。通讯的数据量为1到128个字节。S7- 315- 2DP读写S7- 200的V存储器。网络支持9600到12M的波特率。

有STEP 7- Micro/WIN和HMI的网络

图7--18 PROFIBUS网络

图7--18中给出了用S7-315- 2DP作PROFIBUS主站, EM277作PROFIBUS从站的网络示例。在这个组态中,HMI通过EM277监控S7- 200。

STEP 7- Micro/WIN通过EM 277对S7-200进行编程。

网络支持9600到12M的波特率。当波特率高于187.5 kbaud时,STEP 7- Micro/WIN要用CP卡。

若要使用CP卡,需组态STEP 7- Micro/WIN使用PROFIBUS协议。如果网络上只有DP设备,那么可以选择DP协议或标准协议。如果网络上有非DP设备(比如TD200),则可为所有的主站设备选择通用(DP/FMS)协议。网络上所有的主站都必须使用同样的PROFIBUS网络协议(DP、标准或通用)。

只有在所有主站设备都使用通用(DP/FMS)协议,并且网络的波特率小于187.5 kbaud时,PPI多主站电缆才能发挥其功能。

以太网和/或互联网设备的网络组态示例

在图7--19所示的组态中,STEP 7- Micro/WIN通过以太网连接与两个S7- 200通讯,而这两个S7- 200分别带有以太网(CP 243- 1)模块和互联网(CP 243- 1 IT) 模块。S7-200 CPU可以通过以太网连接交换数据。安装了STEP 7- Micro/WIN之后,PC上会有一个标准浏览器,我们可以用它来访问互联网(CP 243- 1 IT) 模块的主页。

若要使用以太网连接,需组态STEP 7- Micro/WIN使用TCP/IP协议。

图7- 19 10/100兆以太网

提示

在“设置PG/PC接口”对话框中,至少存在两种TCP/IP选择。S7-200没有TCP/IP - > NdisWanlp选项。

“设置PG/PC接口”对话框中的选项数取决于PC上的以太网接口类型。选择将您的计算机连接到以太网的接口类型,在这个以太网中连有CP243- 1或CP243- 1 IT模块。

在通讯对话框中,您必须为每个希望用它们进行通讯的以太网/互联网模块指定远端IP地址(一个或多个)。

通讯接口的安装和删除

在“设置PG/PC接口”对话框中,您可以使用“安装/删除接口”对话框来安装或者删除计算机上的  通讯接口。

  1. 在“设置PG/PC接口”对话框中,点击“选择”,弹出“安装/删除接口”对话框。  选择框中列出了可以使用的接口,安装框中显示计算机上已经安装了的接口。
  2. 如何添加通讯接口:选择在计算机上安装的通讯硬件,然后单击“安装”。当关闭“安装/删除

接口”对话框后,“设置PG/PC接口”对话框中会在“已使用的接口参数分配”框中显示  接口。

  1. 如何删除通讯接口:选择要删除的接口,然后单击“卸载”。当关闭“安装/删除接口”对话框

后,“设置PG/PC接口”对话框中会在“已使用的接口参数分配”框中删除该接口。

图7--20 “设置PG/PC接口”和“安装/删除接口”对话框

在PPI多主模式下改变计算机的端口设置

如果在PPI模式下使用USB/PPI多主站电缆或RS-232/PPI多主站电缆,那么就无需调整计算机端口设   置了,并且可以通过Windows NT操作系统在多主网络中进行操作。

如果您需要在某个支持PPI多主站组态(Windows NT不支持PPI多主站)的操作系统下,为了建立

S7- 200和STEP 7- Micro/WIN之间的通讯,而在PPI/自由端口模式下使用RS-232/PPI多主站电缆,

那么,您可能要调整计算机设置:

  1. 在桌面上用右键单击“我的电脑”图标并在命令菜单中选择属性。
  2. 选择设备管理标签。对于Windows2000,首先选择“硬件”标签然后按“设备管理”按钮。
  3. 双击端口(COM和LPT)。
  4. 选择当前使用的“通讯口”(例如:COM1)。
  5. 在“端口设置”页,点击“高级”按钮。
  6. 将接收缓冲区和发送缓冲区调整到最低值(1)。
  7. 点击“确定”使改变生效,关闭所有窗口并且重新启动计算机,使新的设置激活。

网络的建立

基本原则

导线必须安装合适的浪涌抑制器,这样可以避免雷击浪涌。

避免将低压信号线和通讯电缆放在与AC导线和高能量、快速转换的DC导线相同的线盒中。要成对使  用导线,用中性线或公共线与能量线或信号线配对。

S7- 200 CPU的端口是不隔离的。如果想使网络隔离,应考虑使用RS- 485中继器或者EM 277。

为网络确定通讯距离、通讯速率和电缆类型

如表7--5所示,由两个因素确定网络段的最大长度:隔离(使用RS-485中继器)和波特率。

当您连接具有不同地电位的设备时需要隔离。当接地点之间的距离很远时,有可能具有不同的地电  位。即使距离较近,大型机械的负载电流也能导致地电位不同。

表7--5 网络电缆的最大长度

波特率 非隔离CPU端口1 有中继器的CPU端口或者EM 277
9.6K到187.5K 50 m 1,000m
500 kbaud 不支持 400m
1M到1.5M 不支持 200m
3M到12M 不支持 100m

1 如果不使用隔离端口或者中继器,允许的最长距离为50m。测量该距离时,从网段的第一个节点开始,到网段的最后一个节点。

在网络中使用中继器

RS- 485中继器为网段提供偏压电阻和终端电阻。中继器有以下用途:

  • 如何增大网络长度:在网络中添加一个中继器,允许将网络延长50米。如图7--21所示,如果在已连接的两个中继器之间没有其它节点,那么网络的长度将能达到波特率允许的最大值。在一  个串联网络中,您最多可以使用9个中继器,但是网络的总长度不能超过9600米。
  • 如何将设备添加到网络:每个段最多允许连接32个设备,波特率为9600时最长距离为50米。使用一个中继器允许您在网络上再增加32个设备。
  • 如何电气隔离不同的网络段:通过隔离可能处于不同接地电位的网络段来隔离网络可以提高传输质量。

一个中继器在网络中被算作网段的一个节点,尽管如此,它没有被指定网络地址。

图7--21 带中继器的网络举例

选择网络电缆

S7- 200网络使用RS- 485标准,使用双绞线电缆。表7--6中列出了网络电缆的技术指标。每个网段中最多只能连接32个设备。

表7--6 网络电缆的通用技术指标

技术指标 描述
电缆类型 屏蔽双绞线
回路阻抗 ±115 Ω/km
有效电容 30pF/m
标称阻抗 大约135 Ω到160 Ω (频率=3 MHz20 MHz)
衰减 0.9dB/100m(频率=200KHz)
导线截面积 0.3mm2~0.5mm2
电缆直径 8 mm±0.5 mm
插针分配

S7-200 CPU上的通讯端口是RS- 485兼容的,位于一个9针微型D形连接器上,它符合欧洲标准EN

50170中定义的PROFIBUS标准。表7--7给出了提供通讯端口物理连接的连接器,并描述了通讯端口

的插针分配。

表7- 7 S7- 200通讯口的插针分配

网络电缆的偏压电阻和终端电阻

西门子提供两种类型的网络连接器,您可使用它们容易地将多个设备连接至网络:一个标准网络连接  器(有关插针分配,请参见表7--7),一个包含一个编程端口的连接器,该连接器允许将编程站或HMI设  备连接至网络,而不会干扰现有的网络连接。带编程接口的连接器将S7- 200的所有信号(包括电源插针)传到编程接口。这种连接器对于那些从S7- 200取电源的设备(例如TD200)尤为有用。

两种连接器都有两组螺钉连接端子,可以用来连接输入连接电缆和输出连接电缆。两种连接器也都有  网络偏置和终端匹配的选择开关。典型的网络连接器偏置和终端如图7--22所示。

裸屏蔽:大约12毫米(1/2英寸)必须接触所有位置的金属导轨。

图7--22 网络电缆的偏置和终端

为您的网络选择PPI多主站电缆或CP卡

如表7--8所示,STEP 7- Micro/WIN支持多种CP卡以及RS-232/PPI多主站电缆和USB/PPI多主站电缆,并允许编程站(计算机或SIMATIC编程器)作为网络的主站。

当波特率小于等于187.5 kbaud时,PPI多主站电缆能以最简单和经济的方式将STEP 7- Micro/WIN 连接到S7-200 CPU或S7-200网络。PPI多主站电缆有两种类型,它们都能将STEP 7- Micro/WIN连接到S7-200网络。

USB/PPI多台主设备电缆是一种即插即用设备,可用于支持USB V1.1的PC。在支持至多以187.5 kbaud波特率进行通讯时,它将提供PC和S7-200网络之间的绝缘。无需设置开关;只要连接电缆,   选择PC/PPI电缆作为接口,选择PPI协议,并在“PC连接”标签中将端口设置为USB。但在使用STEP 7- Micro/WIN时,不能同时将多根USB/PPI多主站电缆连接到PC上。

RS-232/PPI多主站电缆有8个DIP开关:其中两个开关用于组态电缆,以便可使用STEP    7- Micro/WIN。

0 如果需要将电缆连到PC上,则需选择PPI模式(开关5=1)和本地操作(开关6=0)。

0 如果需要将电缆连在调制解调器上,则需选用PPI模式(开关5=1)和远程操作(开关6=1)。

该电缆能将PC和S7- 200网络隔离。要实现此功能,需将PPI电缆设为接口,并在PC接连标签下设置好RS- 232端口。然后在PPI标签下,选定网络地址和网络波特率。这时,协议将根据RS-232/PPI多主站电缆自动调整,因此您无需再做更多的设置。

USB/PPI多主站电缆和RS-232/PPI多主站电缆都带有LED,用来指示PC或网络是否在进行通讯。

  • Tx LED用来指示电缆是否在将信息传送给PC。
  • Rx LED用来指示电缆是否在接收PC传来的信息。
  • 而PPI LED则用来指示电缆是否在网络上传输信息。由于多主站电缆是令牌持有方,因此,当STEP 7- Micro/WIN发起通讯时,PPI LED会保持点亮。而当与STEP 7- Micro/WIN的连接断开时,PPI LED会关闭。在等待加入网络时,PPI LED也会闪烁,其频率为1Hz。

CP卡为编程站管理多主网络提供了硬件,并且支持多种波特率下的不同协议。

每一块CP卡为网络连接提供了一个单独的RS- 485接口。CP 5511 PCMCIA卡有一个提供9针D型接

口的适配器。您可以将通讯电缆的一端接到CP卡的RS- 485接口上,另一端接入网络。

如果您通过CP卡建立PPI通讯,那么,STEP7- Micro/WIN将无法支持在同一块CP卡上同时运行两个应用。在通过CP卡将STEP 7- Micro/WIN连接到网络之前,您必须关掉另外一种应用。如果您使用的是MPI或PROFIBUS通讯,那么,将允许多个STEP 7- Micro/WIN应用在网络上同时进行通讯。

当心

使用非隔离的RS- 485到RS- 232转换电缆会损坏计算机的RS- 232端口。

Siemens RS-232/PPI和USB/PPI多主站电缆(订货号分别为6ES7 901- 3CB30- 0XA0或6ES7 901- 3DB30- 0XA0)提供S7-200 CPU的RS-485端口与连接到您的计算机上的RS-232或USB端口之间的电气隔离。如果您使用的不是Siemens多主站电缆,那么就必须另行为您的计算机的RS- 232端口提供隔离。

表7- 8 STEP 7- Micro/WIN支持的CP卡和协议

组态 波特率 协议
RS-232/PPI多主站或USB/PPI多主站电缆1连接到编程站的一个端口 9.6 kbaud到

187.5 kbaud

PPI
PC适配器USB,V1.1或更高版本 9.6 kbaud至

187.5 kbaud

PPI、MPI和PROFIBUS
CP 5512

类型Ⅱ,PCMCIA卡(适用于笔记本电脑)

9.6 kbaud 到

12 Mbaud

PPI、MPI和PROFIBUS
CP5611 (版本3以上)PCI卡 9.6 kbaud到12 Mbaud PPI、MPI和PROFIBUS
CP1613、S7-1613

PCI卡

10 M或100 M TCP/IP
CP1612,SoftNet-S7

PCI卡

10 M或100 M TCP/IP
CP1512,SoftNet-S7

PCMCIA卡(适用于笔记本电脑)

10 M或100 M TCP/IP

多主站电缆提供RS-485端口(在S7- 200上)和计算机端口之间的电气隔离。若使用无隔离的RS-485至RS-232转换器,则可能导致计算机的RS- 232端口损坏。

在网络中使用HMI设备

S7- 200 CPU支持西门子公司的多种HMI设备,同时也支持其它厂家的产品。但是,其中一些HMI设备(例如TD 200)不允许选择该设备所使用的通讯协议,而另一些设备(例如OP和TP产品系列)则允许为该设备选择通讯协议。

如果HMI设备允许您选择通讯协议,应考虑以下原则:

0 对于直接连接在S7- 200 CPU通讯口上的HMI设备,如果网络上没有其它设备,您既可以选择

PPI协议,又可以选择MPI协议。

0 对于连接在EM277模块上的HMI设备,您可以选择MPI或PROFIBUS。

-- 如果网络中有S7- 300或S7- 400 PLC,为HMI设备选择MPI协议。

-- 如果HMI设备连接在一个PROFIBUS网络中,为HMI设备选择PROFIBUS协议与其它主

站相兼容。

0 如果HMI设备所连接的S7- 200 CPU已经被组态为主站,为HMI设备选择PPI。高级PPI是最佳

选择。MPI和PROFIBUS协议不支持S7- 200 CPU作主站。

有关如何组态HMI设备的更多信息,请参考设备的专用手册(参见表7--9)。这些手册包含在STEP    7- Micro/WIN文档光盘中。

表7- 9 S7-200 CPU支持的HMI设备

HMI 组态软件 组态电缆 通讯电缆
TD 100C 文本显示向导

键区设计器

(STEP 7--Micro/WIN的组成部分)

6ES7 901- 3EB10- 0XA0
TD 200 TD 200的组成部分
TD200C TD 200C的组成部分
TD400C TD400C的组成部分
TP177micro WinCC flexible (微型版) WinCC flexible (压缩版) WinCC flexible (标准版) WinCC flexible (高级版) S7- 200 RS- 232 PC- PPI电缆, (6ES7 901- 3CB30- 0XA0) 参见SIMATIC HMI目录ST80
OP73micro

 

用自由端口模式创建用户定义的协议

自由端口模式允许应用程序控制S7- 200 CPU的通讯口。您可以在自由端口模式下使用用户定义的通讯协议来实现与多种类型的智能设备的通讯。自由端口模式支持ASCII和二进制协议。

要使能自由端口模式,您需要使用特殊存储器字节SMB30 (端口0)和SMB130 (端口1)。应用程序中使用以下步骤控制通讯口的操作:

  • 发送指令(XMT)和发送中断:发送指令允许S7--200从COM端口最多发送255个字符。发送中断通知程序发送完成。
  • 接收字符中断:接收字符中断将通知用户程序,COM端口上的字符已经接收完毕。应用程序就可以根据所用的协议对该字符进行相关的操作。
  • 接收指令(RCV):接收指令接收COM端口的整条消息,然后在完成消息接收后,生成程序中断。您需要在SM存储器中定义条件来控制接收指令开始和停止接收消息。接收指令可以根据  特定的字符或时间间隔来启动和停止接收消息。接收指令可以实现多数通讯协议。

自由端口模式只有在S7- 200处于RUN模式时才能被激活。如果将S7-200设置为STOP模式,那么所有的自由端口通讯都将中断,而且通讯口会按照S7- 200系统块中的组态转换到PPI协议。

表7--10 使用自由端口模式

使用RS-232/PPI多主站电缆和自由端口模式连接RS-232设备

使用RS-232/PPI多主站电缆和自由端口通讯功能,可以将S7-200 CPU连接到多种兼容RS-232标准的设备上。但电缆必须必须设为PPI/自由端口模式(开关5=0)才能进行自由端口通讯。开关6用于选择  本地模式(DCE)(开关6=0)或远程模式(开关6=1)。

当数据从RS-232端口传输到RS-485端口时,RS-232/PPI多主站电缆将处于发送模式。当空闲或者数  据从RS- 485接口传输到RS- 232接口时,电缆则处于接收模式。当电缆检测到RS- 232传送线上的字符时,会马上由接收模式转入发送模式。

RS-232/PPI多台主设备电缆支持1200 baud与115.2 kbaud之间的波特率。使用RS-232/PPI多台主设备电缆外壳上的DIP开关,可组态恰当的电缆波特率。表7--11列出了波特率和开关位置的对应关系。

当RS- 232传输线从空闲状态切换到接收模式时,需要一个时间周期,这个时间周期被定义为电缆的转换时间。如表7--11中所示,电缆的转换时间取决于所选择的波特率。

如果在应用自由端口通讯的系统中使用RS-232/PPI多主站电缆,那么在以下情况下,必须考虑转换时间:

表7--11 转换时间和设置

波特率 转换时间 设置(1 = 上)
115200 0.15 ms 110
57600 0.3 ms 111
38400 0.5ms 000
19200 1.0 ms 001
9600 2.0 ms 010
4800 4.0 ms 011
2400 7.0 ms 100
1200 14.0 ms 101
  • S7- 200响应RS- 232设备发送的消息。
  • 在S7- 200接收到RS- 232设备发送的请求消息之后,S7- 200必须延时一段时间才能发送数据。延时时间应该大于或者等于电缆的转换时间。
  • RS- 232响应S7- 200发送的消息。
  • 在S7- 200接收到RS- 232设备的应答消息之后,S7- 200必须延时一段时间才能发送下一条消息。延时时间应该大于或者等于电缆的转换时间。

在以上两种情况中,延时会使RS-232/PPI多主站电缆有足够的时间从发送模式切换到接收模式,从而  使数据能从RS-485端口传送到RS-232端口。

在网络中使用调制解调器和STEP 7- Micro/WIN

STEP 7- Micro/WIN 3.2版或其后的版本使用标准的Windows电话和调制解调器选项来选择和组态电话调制解调器。电话与调制解调器选项菜单在Windows的控制面板中。使用Windows设置菜单来设置  调制解调器使您能够;

使用Windows支持的多数内置和外置调制解调器。

使用Windows支持的多数调制解调器的标准组态。

对于选择区域、国家和区域码;选择脉冲或者音频拨号;是否支持电话卡使用标准的Windows拨号

规则。

当与EM241调制解调模块通讯时, 使用更高的波特率。

使用Windows控制面板以显示“调制解调器属性”对话框。这个对话框允许您组态本地调制解调器。可以在Windows支持的调制解调器列表中选择您的调制解调器。如果您的调制解调器类型没有在Windows 的调制解调器对话框中列出,则选择一个最相似的调制解调器型号,或者与调制解调器销售商联系以获得该调制解调器的组态文件。

图7--23 组态本地调制解调器

STEP 7- Micro/WIN也支持无线或者移动调制解调器。这些调制解调器型号不会出现在Windows的调制解调器属性对话框中,但是在STEP 7- Micro/WIN中组态之后可以使用。

组态一个调制解调器连接

一个连接有一个标识名与其物理属性相关联。对于一个电话调制解调器来说,这些属性包括:调制解  调器的类型、选择10位或11位协议和超时时间。对于移动调制解调器来说,连接允许您设置PIN码和  其它参数。无线调制解调器属性包括波特率的选择、校验、数据流控制和其它参数。

添加一个连接

使用连接向导可以添加一个新的连接,也可以删除或者编辑一个连接,如图7--24所示。

  1. 在“通讯设置”窗口中双击图标。
  2. 双击PC/PPI电缆打开PG/PC接口。选择PC/PPI电缆并点击“属性”按钮。在“本地连接”标

签页中,选中“调制解调器连接”框。

  1. 在“通讯”对话框中双击“调制解调器连接”图标。
  2. 点击“设置”按钮,显示“调制解调器连接设置”对话框。
  3. 点击“添加”按钮,启动添加调制解调器连接向导。
  4. 按照向导组态连接。

图7--24 添加一个调制解调器连接

通过调制解调器连接S7- 200

在添加了一个调制解调器连接之后,您可以连接一个S7- 200 CPU。

  1. 打开“通讯”对话框并双击“连接”图标以显示“调制解调器连接”对话框。
  2. 在“调制解调器连接”对话框中, 点击“连接”对调制解调器拨号。

图7--25 连接S7-200

组态远端调制解调器

远端调制解调器是指连接S7-200的调制解调器。如果远端调制解调器是EM241调制解调模块,则无需组态。如果您连接的是一个独立的调制解调器或移动调制解调 器,那么就必须组态连接。

调制解调器扩展向导使组态连接变得容易。只有在进行了专门的调制解调器设置之后,我们才能通过RS-485半双工端口与S7-200 CPU建立正常通讯。只要简单地选择调制解调器类型并按照向导提示输入信息即可。要得到更多信息,参考在线帮助。

图7--26 调制解调器扩展向导

组态PPI多主站电缆连接远端调制解调器

RS-232 PPI多主站电缆能在电缆通电时向调制解调器发送AT命令串。请注意,只有在必须改变调制解调器的缺省设置时才要求更改该组态。见图7--27。

在“常规”命令栏中,可以指定调制解调器命令。缺省设置只有一个:自动应答命令。

在“移动电话授权”区域中,可以指定移动电话授权命令和PIN号,比如:

+CPIN=1234。

各个命令字符串将被分别发送给调制解调器。每个字符串的前面都会带有AT 调制解调器申明命令。

如果点击了“程序/测试”按钮,那么这些命令就会在电缆中被初始化。

图7--27 调制解调器扩展向导 -- 发送调制解调器命令

请注意,根据选定的参数,会出现一个供参考的开关设置位图。

在用STEP 7- Micro/WIN组态RS-232/PPI多主站电缆时,您必须将RS-485转换器连接在S7-200

CPU上。S7- 200将为电缆提供其运行所必须的24V电源。因此,一定要确保S7-200 CPU的供电。

在STEP 7- Micro/WIN下完成RS-232/PPI多主站电缆组态之后,需要将电缆与PC断开连接,并连接到调制解调器上。给调制解调器和电缆重新上电。现在准备在PPI多主站网络中使用电缆进行远程操作。

提示

如果要使用PPI多主站电缆,那么调制解调器必须处于工厂缺省设置。

组态PPI多主站电缆连接自由端口

RS-232 PPI电缆也可以通过连接自由端口的电缆发送调制解调器 AT命令字符串。请注意,只有在必须改变调制解调器的缺省设置时才要求更改该组态。

但是,该电缆的组态必须与S7-200端口的波特率、检验和数据位数相匹配。这样, S7-200应用程序就能对这些参数的组态进行控制了。波特率可在1.2 kbaud至115.2 kbaud之间选择。

数据位可以是7或8。检验可以为偶、奇或无。请注意,根据选定的参数,会出现一个推荐的开关设置位图。

图7--28 调制解调器扩展向导 -- 在自由端口模式下发送调制解调器命令。

在用STEP 7- Micro/WIN组态RS-232/PPI多主站电缆时,您必须将RS-485转换器连接在S7-200CPU上。S7- 200将为电缆提供其运行所必须的24V电源。因此,一定要确保S7-200 CPU的供电。

在STEP 7- Micro/WIN下完成RS-232/PPI多主站电缆组态之后,需要将电缆与PC断开连接,并连接到调制解调器上。给调制解调器和电缆重新上电。现在准备在PPI多主站网络中使用电缆进行远程操作。

提示

如果要使用PPI多主站电缆,那么调制解调器必须处于工厂缺省设置。

用RS-232/PPI多主站电缆连接电话调制解调器

可以使用RS-232/PPI多主站电缆将调制解调器的RS-232通讯口和S7-200 CPU连接起来。见图7--29。

  • 开关1、2和3可用来设置波特率。
  • 开关5用来选择PPI或PPI/自由端口模式。
  • 开关6选择本地(相当于数据通讯设备 - DCE)或远端(相当于数据终端设备 -- DTE)模式。
  • 开关7选择使用10位或11位PPI协议。

开关5用来切换PPI模式或PPI/自由端口模式。如果要通过调制解调器来实现STEP 7- Micro/WIN和S7-200之间的通讯,那么选择PPI模式(开关5=1)。否则,需将电缆设置为PPI/自由端口模式(开关5=0。)

RS-232/PPI多主站电缆的开关7用于选定PPI/自由端口模式的位数是10位还是11位。仅在通过PPI/自   由端口模式的调制解调器连接S7- 200和STEP 7- Micro/WIN的情况下,才需使用该开关。否则,只需将开关设为11位模式,就能确保与其它设备的正常通讯了。

通过RS-232/PPI多主站电缆的开关6您可以将电缆的

RS-232端口设置为本地(DCE)或远端(DTE)模式。

  • 如果您在STEP 7- Micro/WIN下使用RS-232/PPI多主站电缆,或者已将RS-232/PPI多主站电缆连接在某计算机上,则需将RS-232/PPI多主站电缆设为本地(DCE)模式。
  • 如果您将RS-232/PPI多主站电缆连接在调制解调器上(该调制解调器是DCE设备),则需将RS-232/PPI多主站电缆设为远端(DTE)模式。

图7--30 适配器插针分配

进行了该操作之后,就无需在RS-232/PPI多主站电缆和调制解调器之间安装空调制解调器适配器了。  根据调制解调器上的连接器,您可能还是需要一个9针转25针适配器。

图7--30给出了通用调制解调器适配器的插针分配。

关于RS-232/PPI多主站电缆的更多信息,请参考附录A。本地(DCE)模式下RS-232/PPI多主站电缆的RS-485和RS-232端口的插针号和功能已列在表A--69中。而远端(DTE)模式下RS-232/PPI多主站电缆  的RS-485和RS-232端口的插针号和功能则列在A--70中。RS-232/PPI多主站电缆仅在远端(DTE)模式   下才支持RTS。

 

用RS-232/PPI多主站电缆连接无线调制解调器

RS-232/PPI多主站电缆可以将无线调制解调器的RS-232通讯口连接到200 CPU上。然而,无线调制解调器的操作与电话线调制解调器的操作是不同的。

PPI模式

一般情况下,如果RS-232/PPI多主站电缆已设为PPI模式(开关5=1),那么您就要为该调制解调器的操  作方式选择为远程模式(开关6=1)。然而,如果电缆被设为远程模式,那么每次通电时,它都会向调制解调器发送字符串”AT“,并等待回应。通常,电话调制解调器会通过这一步骤来确定波特率,但  无线调制解调器则不会接受AT命令。

因此,如果要将电缆连接至无线调制解调器,就必须将电缆设为本地模式(开关6=0),并在电缆的RS-232连接器和无线调制解调器的RS- 232端口之间安装空调制解调器适配器。无论是9针至9针,还是9针至25针组态,都可以使用空调制解调器适配器。

组态无线调制解调器工作在9.6、19.2、38.4、57.6或115.2 kbaud下。当无线调制解调器发送出第

一个字符时,RS-232/PPI多主站电缆会自动将波特率调整为前述波特率中的一个。

PPI/自由端口

如果RS-232/PPI多主站电缆已设为PPI/自由端口模式(开关5=0),且需连接至无线调制解调器,那么,就要将它设为远程模式(开关6=1)。组态完成后,电缆将不会发送AT命令并用该命令来设置调制  解调器。

RS-232/PPI多主站电缆的开关1、2和3用于选择波特率。如图7--29所示, 可根据PLC和无线调制解调器的波特率设置波特率。

高级议题

优化网络性能

  • 影响网络性能的因素有以下几个(波特率和主站数的影响最大):波特率:以所有设备都支持的最高波特率操作网络将具有最佳的效果。
  • 网络上的主站数目:将网络上的主站数目降至最小也可提高网络性能。网络上的每个主站都会增大网络的负载要求;主站越少,负载越低。
  • 选择主站和从网络地址:应将主站设备的地址设置为使用连续地址,各地址之间没有间隙。当主站间存在地址间隙时,主站连续检查间隙内的地址,确定是否有其它主站等待进入连接。这  个检查需要时间,这样会增加网络的负载。如果主站之间没有地址间隙,就不需要进行检查,  这样网络的负载最小。只要从站不位于主站之间,从网络地址设置成任何值不会影响网络性能。位于主站之间的从站会造成主站之间的地址间隙,因而会增加网络的负载。
  • 间隙更新系数(GUF):只有在S7-200 CPU当作PPI主站运行时才使用,GUF告诉S7-200检查其它主站的地址间隙的频率。使用STEP 7- Micro/WIN在CPU组态中为CPU通讯口设置GUF。这个组态使S7- 200周期性地检测地址间隔。对于GUF=1,每次持有令牌时,S7-200检查地址间隙一次;对于GUF=2,持有令牌两次后,S7- 200检查地址间隙一次。如果主站之间有间隙,设置高的GUF可以降低网络负载。如果主站之间没有间隙,GUF不影响网络性能。由  于不频繁检查地址,设置大的GUF会造成其他主站无法及时进入连接。缺省的GUF设置是10。
  • 最高网络地址(HSA):只有当S7- 200 CPU作为PPI主站操作时,HSA才定义一个主站查找另一个主站的最高地址。使用STEP 7- Micro/WIN在CPU组态中为CPU通讯口设置HSA。设置HSA限制了最后一个主站(最高地址)必须检查的地址间隙。限制地址间隙的长度可以最小化寻   找和连接另一个主站所需要的时间。最高网络地址对从网络地址没有影响:主站可与地址高于HSA的从站进行通讯。总的规则是应该在所有的主站上设置相同的最高网络地址。这个地址应该大于或等于系统中的最高主网络地址。HSA的缺省值是31。

为网络计算令牌循环时间

在令牌传送网络中,只有拥有令牌的站有初始化通讯的权限。令牌循环时间可以体现出网络性能的高

低(逻辑环中主站循环传送令牌的时间)。

图7--31为计算一个多主网络的令牌循环时间给出了一个网络实例。在这个例子中,TD200 (3号站) 与CPU222 (2号站)通讯;TD200 (5号站)与CPU222 (4号站)通讯,以此类推。两个CPU 224模块使用“网络读”和“网络写”指令从其它S7- 200收集数据:CPU 224 (6号站)将消息发送至2号、4号

和8号站,CPU 224 (8号站)将消息发送至2号、4号和6号站。在该网络中,有六个主站(四个TD 200单元和两个CPU 224模块)和两个从站(两个CPU 222模块)。

关于令牌循环,请参见资料光盘里的应用示例。见示例42

图7--31 令牌传送网络举例

主机要发送消息,必须持有令牌。例如:当3号站拥有令牌时,它启动到2号站的请求消息,然后将令  牌传递给5号站。5号站启动到4号站的请求消息,将令牌传递给6号站。6号站启动到2号、4号或8号站的消息,并将令牌传递给7号站。该启动消息和传递令牌的过程在逻辑环中连续执行,即从3号站到5号站、6号站、7号站、8号站、9号站,最后返回3号站。令牌必须在逻辑环内完全循环,以便主站可以发送信息请求。对于一个6个站的逻辑环,如果每个令牌持有者发送一个请求消息,为一双字值(4个字节),则令牌循环时间在9600波特下为900 ms。如果消息访问的数据字节数增加,或者站的数目增加,那么令牌循环时间也会增加。

令牌循环时间是由各站占有令牌的时间决定的。对于多主网络,令牌循环时间可以由各主站占有令牌  时间相加得出。如果允许PPI主站模式(在网络中使用PPI协议),S7- 200可以使用网络读写指令向其它S7- 200发送消息。如果使用这些指令发送消息,则可基于下列假设,使用下列公式计算大致的令牌循环时间:每个站在每次持有令牌时发送一个请求,请求可以是连续数据位置的读或写请求,使用 S7- 200的一个通讯缓冲区不会发生冲突,S7- 200的扫描时间都不大于10毫秒。

令牌占有时间(Thold) = (128额外+n数据)字符x11位/字符x1/波特率
令牌循环时间(Trot) = 主站1的Thold+主站2的Thold+…+主站m的Thold
其中, n是数据的字符(字节)数

m是主站数

图7--31中实例的令牌循环时间计算等式如下(1“位时间”等于1个信号的持续时间):

T(令牌持有时间) = (128 + 4字符) x 11位/字符 x 1/9600位时间/秒
= 151.25 ms/主设备
T(令牌轮转时间) = 151.25 ms/主设备6主设备
= 907.5 ms

提示

SIMATIC NET COM PROFIBUS软件提供对网络性能的分析器软件。

令牌循环时间比较

表7--12中给出了在不同通讯站个数、数据量以及波特率下的令牌循环时间比较。这个时间是在使用S7-200 CPU或其它主站设备进行网络读(Network Read)或网络写(Network Write)的情况下计算出来的。

表7--12 令牌循环时间(单位:秒)

理解网络设备的链接

网络设备通过连接来实现通讯,连接是主站与从站之间的单独链接。如图7--32所示,连接的实现方式  不同,通讯协议也会不同:

0 PPI协议中所有网络设备共享一个连接。

0 PPI高级、MPI和PROFIBUS协议中,任何两个设备间的通讯,使用不同的连接。

在使用PPI高级、MPI或PROFIBUS时,已经建立连接的主站与从站之间不能再加入第二个主站。S7-200 CPU和EM 277总是为STEP 7- Micro/WIN和HMI设备各保留一个连接。其它主站设备不能使用这些被保留的连接。这就保证了当正在使用诸如PPI高级这样的协议时,在连接其它主站的同时,至少可以连接一个编程站和HMI设备到S7- 200 CPU或EM 277。

图7--32 管理通讯连接

如表7--13所示,S7-200 CPU或EM 277提供一定数量的连接。S7- 200 CPU的每一个端口(通讯口0 和通讯口1)支持4个独立的连接。(这意味着S7- 200 CPU最多允许8个连接) 这除去了共享的PPI连接。一个EM277支持6个连接。每个端口为编程器保留一个连接,为操作面板保留一个连接(OP或TP)。剩余连接可用于常规用途。

表7--13 S7--200 CPU和EM 277模块的连接个数

连接点 波特率 连接 STEP 7- Micro/WIN协议选择
S7- 200 CPU 端口0

 

端口1

9.6k、19.2k或

187.5k

4 PPI、PPI高级、MPI和PROFIBUS1
9.6 kbaud、19.2

kbaud或187.5 kbaud

4 PPI、PPI高级、MPI和PROFIBUS1
EM277 9.6 kbaud到12 Mbaud 6 (每个模块)2 PPI高级、MPI和PROFIBUS
  • 如果使用CP卡通过端口0或端口1连接STEP7- Micro/WIN和S7-200 CPU,那么您只能在该S7-200设备作为
  • 从站时,才可以选用MPI或PROFIBUS协议中的一个。PROFIBUS连接除外。
组态复杂网络

对于S7- 200来说,典型的复杂网络有多个S7-200主站,并且在PPI网络上用网络读写指令与其它设备通讯。复杂网络往往会出现一些特殊的问题,导致主站和从站之间的通讯阻塞。

如果网络运行在较低的波特率下(9.6 kbaud或19.2 kbaud),每个主站在传送令牌之前完成操作(读或写)。在187.5 kbaud下,主站对从站提出要求然后传送令牌。在从站留下了一个未完成的请求。

图7--33 通讯冲突

图7--33中给出了一个有潜在的网络冲突的实例。在网络中,1号站、2号站和3号站是主站,使用网络   读写指令与4号站通讯。网络读写指令使用PPI协议,因此所有S7- 200共享4号站中的一个连接。

在本例中,1号站对4号站提出请求。对于高于19.2kbaud的波特率,1号站将令牌传递给2号站。如果2号 站尝试将请求发送给4号站,则由于来自1号站的请求仍存在,因此拒绝来自2号站的请求。在4号站完成对1号站的响应之前,所有请求都会被拒绝。只有在响应 完成之后,4号站才能接受其它主站的请求。

图7--34 避免冲突

为了避免4号站通讯口上的通讯冲突,应考虑使4号站 成为网络上唯一的主站,如图7--34所示。4号站可以向其它S7- 200提出读写请求。这样的组态不仅能够确保没有通讯冲突,而且减少了 多主站导致网络负担,使网络更高效的运行。

对于某些应用来说,无法减少网络上的主站数量。当网上有多个主站时,您必须对令牌循环时间进行管理,并确保网络的令牌循环时间不超过目标值。(令牌循环时间是指一个主站传送令牌到再次得到令牌的时间间隔。)

表7--14 HSA和令牌循环时间目标值

HSA 9.6 kbaud 19.2 kbaud 187.5 kbaud
HSA=15 0.613 s 0.307 s 31 ms
HSA=31 1.040 s 0.520 s 53 ms
HSA=63 1.890 s 0.950 s 97 ms
HSA=126 3.570 s 1.790 s 183 ms

如果令牌回到主站的时间长于令牌循环时间目标值,该主站不能提出请求。只有当令牌循环时间小于目标值时,主站才能提出请求。

最高网络地址(HSA)和S7- 200的波特率设置决定了令牌循环时间。表7--14给出了令牌循环时间目标值列表。

对于较低的波特率,如:9.6 kbaud或者19.2 kbaud,主站会在传送令牌前等待应答。由于请求/应答的过程周期在扫描时间中占相当长的时间,因而很有可能每个网络上的主站在占有令牌时都作好了  请求发送数据的准备。实际令牌循环时间增加并且有些主站可能不能发送任何请求。在某些情况下,  某个主站只能偶尔处理其请求。

例如:一个HSA组态为15的10个主站的网络以9.6 kbaud传输一个字节。对于此实例,每个主站始终有一条准备发送的消息。如表7--14所示,该网络的目标轮转时间为0.613秒。然而,基于表7--12所   列出的性能数据,该网络所需要的实际令牌轮转时间将为1.48秒。由于实际令牌循环时间大于目标令  牌循环时间,因此,除非后来的一些令牌循环到其中的一些主站,否则它们将不能传送消息。

当实际令牌循环时间大于目标令牌循环时间时,有两种基本改进方法:

  • 通过减少网络上的主站数减少实际令牌循环时间。其可行性要取决于您的应用。
  • 您也可以增加网络上所有主站设备的HSA值,从而增加目标令牌循环时间。

增大HSA的值会导致其它问题,它会延长S7- 200切换到主站模式进入网络的时间。如果您使用一个定时器来确保网络读写指令在指定的时间内完成,初始化主站模式和S7- 200作为主站进入网络时间的延时,会导致指令超时。您可以用减小间隙更新因子(GUF)的方法来使主站进入网络的时间最小化。

由于在187.5 kbaud时,请求传送并驻留在从站中需要一定时间,因而在选择令牌循环时间目标值时应留有余量。在187.5 kbaud下,实际令牌循环时间应大约为目标值的一半。

要计算令牌循环时间,使用表7--12中完成网络读写指令所需要的时间数据。要计算HMI设备(例如TD200)的时间需求,使用传送16字节的数据。将网上每个设备的时间需求加在一起,就可以计算出令牌循环时间。将所有时间需求加在一起,意味着网上所有设备在同一个令牌循环里都有请求这种最  坏的情况。这样计算出的时间是网络令牌循环时间的最大值。

例如:假设具有四个TD 200和四个S7- 200的网络以9.6 kbaud运行,每个S7- 200每秒将10个字节的数据写入另一个S7- 200。用表7--12计算网络的传输时间为:

4个TD200传输16个字节数据 = 0.66 s

4个S7- 200传输10个字节数据 = 0.63 s

0.63s总的令牌循环时间 = 1.29 s

为允许该网络有足够的时间来处理一个令牌循环期间的所有请求,将HSA设为63。(参见表7--14。) 选择的令牌循环目标值为1.89 s,大于最大令牌循环时间1.29 s,因而确保了每个设备在每一个令牌循环中都可以传输数据。

为了提高多主网络的可靠性,您还必须考虑以下措施:

  • 增大HMI设备的更新时间。例如:将TD200的更新速率由“尽快”改为“每秒一次”。
  • 减少网络读写指令的请求数量(减少处理请求的网络负担)。例如:将两次读4个字节的网络读指令操作,合并为一次读8个字节的网络读指令操作。两次读4个字节操作需要的时间会远远大于  一次读8个字节操作。
  • 改变S7- 200主站的更新时间,使其不要试图使更新时间小于令牌循环时间。

使用RS-232/PPI多主站电缆进行远端操作

超级终端作为组态工具

如果无法使用STEP 7- Micro/WIN来组态RS-232/PPI多主站电缆,将之用于远端操作,那么您也可以用超级终端或其它通讯软件来组态它们。在为远端操作组态电缆时,RS-232/PPI多主站电缆的内置  菜单会给您提供向导。

在用超级终端组态RS-232/PPI多主站电缆时,必须把RS- 485连接器连到S7- 200 CPU上。S7- 200将为电缆提供其运行所必须的24V电源。必须确保S7-200 CPU获得供电。

要在PC上调用超级终端,可点击开始>程序>附件>通讯>超级终端。

超级终端程序启动之后,会先显示连接说明画面。您必须为该连接设定一个名称(比如:Multi-Master)。单击“确定”。您也可以为新连接选择一个图标,或者使用缺省的连接图标。参见图7--35。

图7--35 超级终端连接说明

“连接至”画面弹出。选择需要的通讯口,点击确定。然后出现的是“COMx属性”画面。接受缺省设置并点击确定。参见图7--36。

 

图7--36 超级终端的“连接至”画面和“COMx属性”画面

如图7--37所示,在点击了确定之后,光标将进入超级终端的编辑窗口。请注意,此时超级终端按钮处的状态栏将指出连接已建立,同时计数器开始计时,指出连接的持续时间。

在菜单中,选择调用 > 断开。此时状态栏将指示连接已断开连接。

选择视图 > 字体。选择Courier New,点击确定。

图7--37 多主站超级终端编辑窗口

选择文件 > 属性。在“连接至”标签下, 点击组态...按钮,通讯口属性就会显示出来。参见图7--38。

在“COMx属性”对话框中,通过下拉菜单选定波特率,其单位是位/秒。所选的波特率必须在每秒9600至15200位之间(通常为9600)。然后在相应的下拉菜单中,选择8个数据位,无检验,一个停止位及无数据流控制。点击确定,返回至“连接至”标签下。

图7--38 多主站属性和COMx属性

选择设置标签。在“仿真”下拉菜单中, 选择ANSI并点击确定。这时您将回到超级终端画面的编辑窗口中。画面底部的状态栏应指示:

如图7--39所示的“断开的ANSI 9600 8--N- 1”。

图7--39 超级终端 -- 断开连接ANSI

要通过RS-232/PPI多主站电缆发起通讯, 需键入“hhh”。电缆上的Rx LED将在键入“hhh”之后的几秒钟内开始闪烁。在选择语言时,电缆上的TX LED将短暂地变亮。

输入语言选择代号(使用退格键可清除缺省设置),然后按下回车键。图7--40给出了语言选择画面和“用于远程操作的RS232/PPI电缆设置”选择画面。

电缆的硬件版本信息也会显示在该画面中。

图7--40 超级终端语言选择和RS-232/PPI电缆设置。

“用于远程操作的RS232/PPI电缆设置”画面将一步步地指导您组态电缆,使之适用于所需要的远端  操作类型。

  1. 如果您的STEP 7- Micro/WIN是早期版本,可选择选项2 “带调制解调器的PPI单主站网络”。
  2. 如果您需通过自由端口与调制解调器连接,可选择选项3。

假如您使用的是STEP 7- Micro/WIN 3.2 Service Pack 4或其后版本,并且希望通过PPI多主站网络将它与某调制解调器连接,那么就需要选择选项1。

图7--41 超级终端 - RS-232/PPI电缆设置。

如图7--41所示,超级终端画面将显示出电缆所需的开关设置。开关设置可以使STEP 7- Micro/WIN通过调制解调器加入到有一个或多个主站和一个或多个S7- 200 PLC的远端网络中。这样的一个网络如图7--41所示。

在开关设置提示出现后,选择继续。然后就会出现图7--42中的超级终端画面。

远端调制解调器(与RS-232/PPI多主站电缆连接的调制解调器)的设置应为工厂缺省设置。远端调制解调器设置完成后,输入需要的AT字符串,使调制解调器在连有RS-232/PPI多主站电缆的情况下能正常工作。通常只需输入字符串ATS0=1即可,该字符串会使调制解调器在第一次通讯中自动应答呼叫。

图7--42 超级终端 -- 远端调制解调器

如果您使用的是移动调制解调器,需要PIN,那么可以输入第二种AT命令提供PIN(关于所用调制解调   器支持的AT命令,可参见调制解调器手册)。如果要修改AT命令,只需根据提示,进行选择并输入需   要的命令即可。提示包含了AT命令字符串的示例,它将在命令格式方面对您有所帮助。

每次电缆通电时,RS-232/PPI多主站电缆都会将这些AT字符串发送给调制解调器。调制解调器必须在电缆通电之前,或者几乎是在电缆通电的同时通电。同时,如果调制解调器重新上电,那么电缆也  要相应地重新上电。这样,电缆就能正确地组态调制解调器,并在最高的可用波特率下工作了。

关于如何输入AT命令,可参考图7--43中的超级终端画面。如果您不需要在提示符处输入第二个AT命令,可按下回车键。此时您就能回到修改AT命令或退出的选择画面了。完成AT命令的输入后,可选择Exit退出。

在退出超级终端的RS-232/PPI多主站电缆组态之后,需将电缆与PC断开连接,并将其连接至调制解调器上。给调制解调器和电缆重新上电。现在准备在PPI多主站网络中使用电缆进行远程操作。

图7--43 超级终端 -- AT命令

用超级终端进行自由端口操作

用超级终端组态RS-232/PPI多主站电缆的步骤与前述组态实例十分相似。只需根据需要按提示组态电  缆即可。

 

weinxin
plc入门知识问答
所有PLC工程师都会关注的微信公众账号,只需输入您的问题,就会有答案

发表评论

:?: :razz: :sad: :evil: :!: :smile: :oops: :grin: :eek: :shock: :???: :cool: :lol: :mad: :twisted: :roll: :wink: :idea: :arrow: :neutral: :cry: :mrgreen: