S7-200 PLC支持的通信协议

    S7 - 200 PLC安装有串行通信口。CPU221、CPU222、CPU224为一个RS - 485口，定义为PORTO，CPU226和CPU226XM为两个RS - 485口，定义为PORTO及PORT1。    (1) PPI协议。PPI通信协议是西门子公司专为S7 - 200 PLC开发的通信协议，内置于CPU中。PPI协议物理上基于RS - 485接口，通过屏蔽双绞线就可以实现PPI通信。PPI协议是一种主从协议，主站设备发送要求到从站设备，从站设备响应，从站不能主动发出信息，只有当主站发出申请或查询时，从站才响应。一般情况下，网络上的所有S7 - 200 PLC CPU都作为从站，可通过普通的两芯屏蔽双绞电缆进行联网，波特率为9.6、19. 2kb/s和187. 5kb/s，S7 - 200 PLC集成的编程口同时就是PPI通信网络接口。主站靠PPI协议管理的共享连接来与从站通信。PPI协议并不限制与任何一个从站通信的主站的数量，但在一个网络中，主站不能超过32个。PPI协议最基本的用途是为使用PC机运行的STEP7 - Micro/WIN32编程软件时上传或下载应用程序，此时使用西门子公司的PC/PPI电缆连接PC机的RS - 232接口及PLC机的RS - 485接口，并选择一定的波特率即可。    与此类似的情况是由PC机作为主站，一台或多台S7 - 200 PLC机作为从站的PPI模式通信情况，PC/PPI电缆仍旧是RS - 232/RS - 485接口的主要匹配设备。    PPI通信协议用于多主站时，网络中可以有PC机、PLC、可编程人机界面(HMI)等主站设备。这时S7 - 200 PLC可以作为主站也可以作为从站。实际应用的PPI网络如图5-1所示。    如果在用户程序中使用PPI主站模式，S7-200 PLC CPU在RUN模式下可以作主站(SMB300描述)，可以使用网络读和网络写指令来读写另外一个S7 - 200 PLC。当S7 - 200 PLC作PPI主站时，仍然可以作为从站响应其他主站的请求。    所有的S7 - 200 PLC CPU都支持PPI和PPI高级协议，而EM271模块仅仅支持PPI高级协议，高级PPI协议在程序员和CPU之间建立一种更直接的逻辑连接．高级PPI协议能在几台CPU使用网络读和网络写指令时改善复杂网络的通信状况。但较之多台主站PPI，高级PPI协议限制可供使用的连接数目。
    图5-1    实际应用的PPI网络    最简单的PPI网络的例子是一台上位机PC和一台PLC通信，S7 - 200 PLC的编程就可以用这种方法实现，这时上位机有两个作用：编程时起编程器作用；运行时监控程序运行，起监视器作用。多台S7 - 200 PLC和上位机也可以组成PPI网络，如图5-1所示，在这种网络中，上位机和各台PLC各自都有自己的站地址，通信时，各台PLC和上位机的区别是它们的站地址不同，此外各个站还有主站和从站之别。PC机可以和各台PLC进行通信，网络由PC作O号站，各台S7 - 200 PLC CPU分别作为2号站、3号站、4号站……，组成PPI网络，这个网络中，PC是主站，所有的PLC可以是从站也可以是主站。建立S7 - 200 PLC的分布式I/O方式也是一种PPI通信网络。    PPI方式下有两种硬件连接方法，一种是使用PPI电缆将PC串口和S7 - 200 PLC的通信口相连，采用串口通信方式；另一种是PC通过CP5611通信卡与S7 - 200 PLC相连。在第一种方式下，使用PLC编程软件STEP7 - MicrolWIN安装通信软件，在“设置PG/PC界面(SET PG/PC Interface)”对话框中配置PC/PPI电缆，选择Interface Parameter Assignment为PPI，并设置PPI参数默认值，双击通信框中刷新图标后建立与S7 - 200 PI_C的通信连接。在第二种方式下，将CP5 611卡安装在PC的插槽中，用连接电缆将CP5 611与S7 - 200 PLC的端口相连，安装完STEP7 - Micro/WIN和STEP7 V5.O+ServicePack5（或STEP7 V5. 1-1- ServicePack2）后，运行PG／PC - interface Parameterisation，将用户界面配置为CP5611 (PPI)方式。这两种方式的上位机组态的配置基本相同，首先使用“设备配置向导”定义外部设备。分别选择西门子S7 - 200 PLC的PPI通信和通信卡通信，并设定如下通信参数：波特率9600bit/s，数据位8位，停止位1位，偶校验。在设置PLC地址时，两种方式有所不同，前者将PLC地址设为默认地址2，后者采用“PLC地址．2”的地址格式，小数点前的数字为有效地址PLC的地址（即站号），小数点后为数字2，所设定的地址范围为2.2～126.2，其中PLC的地址可通过编程软件STEP7 – Micro/WIN设置来实现。    (2) MPI网络。多点接口(Multiple Point Interface，MPI)网络技术是西门子公司专门设计的适用于现场级和单元级的小型网络，使用S7系列PI_C中央处理器模块的MPI接口进行通信。所有S7系列的CPU均集成有MPI口，从S7 - 400大型PLC、S7 - 300中型PLC，到S7 - 200小型PLC，在硬件选型上都可以选用，因此组网时不需要专门通信模块，使用CPU模块上的MPI编程口即可。MPI口配置简单且价格低廉，可连接编程器、PLC、人机界面系统及其他S7、M7、C7等自动化系统，如图5-2所示。
    图5-2    MPI通信    一般MPI网均用于PLC同PC/PG或PLC之间联网，在调试时MPI口可作为编程口传送程序，系统正常工作时用于与PC通信。在STEP7的硬件配置(Hardware Configured)中配置CPU的MPI口、站号、波特率等参数。组网的OP/PC/PG需要安装西门子通信处理器，如内置式的CP5611模块，也有外置式的ADAPTER，用于笔记本电脑，接在COM口上。安装必要的硬件和软件后，在Windows“控制面板”下的“Setting the PG - PC interface”设置OP/PC/PG站号、波特率等参数。PC上可装WINCC操作平台，用于操作员对生产过程的控制与监视。MPI网采用双绞线，用T形头连接，波特率一般采用187. 5kb/s，对于小范围的通信是一个经济有效的解决方案。    PMI允许主主通信和主一从通信。S7 - 200 PLC在MPI协议网络中只能作为从站。PC机运行STEP7 - Micro/WIN32与S7 - 200机通信时必须通过CP卡，且设备之间通信连接的个数受S7 -200 PLC CPU及PROFIBUS DP模块EM277所支持的连接个数的限制。表5-1给出了这些设备支持的连接个数。MPI通信如图5-2所示。    表5-1    通信口及EM277模块连接站点的个数
    (3) PROFIBUS协议。PROFIBUS协议通常用于实现与分布式I/O的高速通信，可以使用不同厂家的PROFIBUS设备，这些设备包括普通的输入／输出模块、电动机控制器及PLC等。PROFIBUS网络通常可以有一个主站及若干个I/O从站。S7 - 200系列PLC可作为从站通过EM277接入PROFIBUS网络。S7 - 200 PLC的PROFIBUS DP通信能力如图5-3所示。    (4)自由口模式。自由口模式允许使用应用程序控制S7 - 200 PLC的CPU通信接口，因而S7 - 200 PLC可以在自由口模式下与任何已知协议的智能设备通信。使用PC/PPI电缆还可以将S7 - 200连接到带有RS - 232兼容标准接口的多种设备。    此外，S7 - 200 PLC可以通过通信处理器，如CP243 -1接人工业以太网，通过MODEM接上电话线。S7 - 200 PLC还可以作为主站采用USS协议与变频器建立通信，在工业控制网络中应用灵活方便。
    图5-3    S7 - 200 PLC的PROFIBUS - DP的通信能力    S7 - 200 PLC可通过自由口通信协议访问下列设备：带用户端软件的PC机；条形码阅读器；串（并）口打印机；S7 - 200 PLC；S7 - 300 PLC带CP 340；非西门子PLC；调制解调器。