項(xiàng)目4

PLC通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1PLC通信基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)4.1.1任務(wù)目標(biāo)1）能根據(jù)任務(wù)要求選擇合適的通信方式。2）能用標(biāo)準(zhǔn)串行接口進(jìn)行通信連接。3）能選擇合適的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和通信介質(zhì)。4）能選擇合適的通信協(xié)議進(jìn)行串行通信。4.1.2任務(wù)描述PLC通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用PLC聯(lián)網(wǎng)通信及工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，可以將現(xiàn)場自動(dòng)化設(shè)備信息集成到企業(yè)信息系統(tǒng)中，從而在企業(yè)內(nèi)部建立起從底層設(shè)備到高層管理的無縫連接，提高企業(yè)的自動(dòng)化與信息化水平，具有環(huán)境要求低、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也吸取了集散控制技術(shù)的“分散控制、集中管理”的長處，在工業(yè)控制、遠(yuǎn)程醫(yī)療、智能電網(wǎng)、建筑自動(dòng)化、智能汽車系統(tǒng)、航空及航天等復(fù)雜的工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。為了切實(shí)發(fā)揮PLC控制網(wǎng)絡(luò)的積極作用，應(yīng)細(xì)致分析具體的監(jiān)控任務(wù)特征及要求，評估PLC控制網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行期間的技術(shù)可行性與經(jīng)濟(jì)實(shí)用性，確保所制定出的PLC控制方案能夠從根本上保障生產(chǎn)質(zhì)量及生產(chǎn)效率，獲得最佳網(wǎng)絡(luò)控制效果。在進(jìn)行PLC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前，學(xué)生必須熟悉網(wǎng)絡(luò)通信原理，掌握S7-200SMARTPLC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的通信功能、構(gòu)成要素、連接方法與通信協(xié)議，能應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)串行接口完成對串行通信系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)，以及相應(yīng)的通信程序設(shè)計(jì)和聯(lián)機(jī)調(diào)試工作。4.1.3任務(wù)準(zhǔn)備——通信基礎(chǔ)知識1.通信方式按照通信介質(zhì)劃分，通信方式可分為有線通信和無線通信；按照信號特征劃分，通信系統(tǒng)可分為模擬通信和數(shù)字通信；按照數(shù)據(jù)傳輸方式劃分，通信方式可分為并行通信和串行通信。按照消息傳輸?shù)姆较蚺c時(shí)間劃分，串行通信又可分為單工通信、半雙工通信和全雙工通信；按照收發(fā)雙方同步方式的不同，串行通信又可分為異步通信和同步通信。2.傳輸方式（1）并行通信：各位數(shù)據(jù)同時(shí)傳輸（2）串行通信：數(shù)據(jù)以二進(jìn)位(bit)為單位一位接一位進(jìn)行傳輸3.單工、半雙工、全雙工通信制式4.異步通信與同步通信在異步通信中，采用字符同步方式，數(shù)據(jù)是一個(gè)字符接一個(gè)字符傳送的。發(fā)送的字符是由1個(gè)起始位、7個(gè)或8個(gè)數(shù)據(jù)位、1個(gè)奇偶校驗(yàn)位（可以沒有）、1個(gè)或2個(gè)停止位組成。同步傳輸采用位（碼元）同步方式，以數(shù)據(jù)幀為單位進(jìn)行傳送的。在同步通信中，用1個(gè)或2個(gè)同步字符表示傳輸過程的開始，接著是n個(gè)字符的數(shù)據(jù)幀，最后是校驗(yàn)字符。5.通信網(wǎng)絡(luò)常用傳輸介質(zhì)6.網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)7.網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議共分七層，從低到高分別是物理層、數(shù)據(jù)鏈接層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層。在PLC控制系統(tǒng)中，習(xí)慣上將僅需要對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式、傳輸速率等參數(shù)進(jìn)行簡單設(shè)定即可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換的通信，稱為“無協(xié)議通信”，又稱自由口通信。而將需要安裝專用通信工具軟件，通過工具軟件中的程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行專門處理的通信，稱為“專用協(xié)議通信”，如西門子的PPI協(xié)議、S7協(xié)議、PROFIBUS-DP協(xié)議等。4.1.4任務(wù)實(shí)施

1.串行通信的端口標(biāo)準(zhǔn)(1)RS-232串行通信接口RS-232C是1969年由美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)EIA公布的串行通信接口，只需要3根線（RXD、TXD、GND）就能進(jìn)行串行通信

，規(guī)定-5V～-15VDC為邏輯“1”，規(guī)定+5V～+15VDC為邏輯“0”?？梢栽O(shè)置為：300bit/s、600bit/s、1.2kbit/s、2.4kbit/s、4.8kbit/s、9.6kbit/s、19.2kbit/s。傳輸距離一般不超過15m。(2)RS-422串行通信接口RS-422是利用差分傳輸方式提高通信距離和可靠性的一種通信標(biāo)準(zhǔn)。在發(fā)送端使用2根信號線發(fā)送同一信號（2根線的極性相反）。接收端對這兩根線上的電壓信號相減得到實(shí)際信號，邏輯“1”以兩線間的電壓差為2～6V表示；邏輯“0”以兩線間的電壓差為-6～-2V表示。在較短的傳輸距離時(shí)傳輸速率可達(dá)10Mbit/s（此時(shí)最大傳輸距離為12m）；在通信速率低于100kbit/s時(shí)，最大通信距離為1200m。

(3)RS-485串行通信接口1983年，EIA在RS-422基礎(chǔ)上制定了RS-485標(biāo)準(zhǔn)，它是RS-422接口的變形，采用了半雙工通信方式，增加了發(fā)送器的驅(qū)動(dòng)能力，使通信線路上最多可以使用32對差分驅(qū)動(dòng)器/接收器。

RS-485電氣標(biāo)準(zhǔn)與RS-422完全相同，但當(dāng)RS-485線路空閑（即不傳送信號）時(shí)，線路處于高阻（或掛起）狀態(tài)，這時(shí)RS-485線路就可以允許被其他設(shè)備占用，也就是說具有RS-485通信接口的設(shè)備可以方便地連成網(wǎng)絡(luò)。2.S7-200SMARTCPU的串行通信接口每個(gè)S7-200SMARTCPU都提供一個(gè)以太網(wǎng)接口和一個(gè)RS-485接口（端口0）2.S7-200SMARTCPU的串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)型CPU額外支持SBCM01信號板（端口1）2.S7-200SMARTCPU的串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)型CPU額外支持SBCM01信號板（端口1），信號板可通過STEP7-Micro/WINSMART軟件組態(tài)為RS-232C通信接口或RS-485通信接口。2.S7-200SMARTCPU的串行通信接口通信模塊EMDP01上的RS485串行通信接口是一個(gè)RS485兼容的九針迷你D型插口3.S7-200SMARTPLC的通信功能（１）基于以太網(wǎng)的通信S7-200SMART以太網(wǎng)端口有兩種網(wǎng)絡(luò)連接方法：直接連接和網(wǎng)絡(luò)連接。當(dāng)一個(gè)S7-200SMARTCPU與一個(gè)編程設(shè)備、HMI或者另外一個(gè)S7-200SMARTCPU通信時(shí)，實(shí)現(xiàn)的是直接連接。直接連接不需要使用交換機(jī)，使用網(wǎng)線直接連接兩個(gè)設(shè)備即可。3.S7-200SMARTPLC的通信功能（１）基于以太網(wǎng)的通信當(dāng)兩個(gè)以上的通信設(shè)備進(jìn)行通信時(shí)，需要使用交換機(jī)來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接。可以使用導(dǎo)軌安裝的西門子CSM12774端口交換機(jī)來連接多個(gè)CPU和HMI設(shè)備。3.S7-200SMARTPLC的通信功能（２）基于EM

DP01模塊的PROFIBUS通信（3)基于RS-485接口的通信RS-485通信采用平衡發(fā)送和差分接收，具有抑制共模干擾能力，加上總線收發(fā)器具有高靈敏度，能檢測低至200mV的電壓，最大傳輸距離可達(dá)1200m。RS-485采用半雙工工作方式，任何時(shí)候只能有一個(gè)站點(diǎn)處于發(fā)送狀態(tài)，因此，發(fā)送電路須由使能信號加以控制?；赗S-485接口的通信（4)基于RS-232接口的通信4.西門子S7-200SMART的通信協(xié)議西門子S7-200SMART支持多種通信協(xié)議，基于RS-485串口（接口0或接口1）的協(xié)議有ModbusRTU、PPI、自由口、USS、Profibus-DP、MPI等協(xié)議，可以用來連接觸摸屏(HMI)、變頻器及Modbus網(wǎng)絡(luò)，但不直接支持基于RS-232的串口通信。基于以太網(wǎng)接口的協(xié)議有S7協(xié)議、開放以太網(wǎng)通信協(xié)議（TCP/IP，ISO，UDP）、ModbusTCP協(xié)議、Profinet協(xié)議等?；赗S-232串口（接口1）的通信，可以采用PPI協(xié)議、自由口協(xié)議通信。使用自由口協(xié)議進(jìn)行編程時(shí)，在上位機(jī)和PLC中都要編寫數(shù)據(jù)通信程序。4.2自由口通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.2.1任務(wù)目標(biāo)1）能分析判斷控制系統(tǒng)能否采用自由口通信。2）能進(jìn)行自由口通信系統(tǒng)的連接。3）能設(shè)置自由口通信的參數(shù)。4）能完成自由口通信的編程與調(diào)試工作。4.2.2任務(wù)描述S7-200SMARTCPU的自由口通信功能，使用RS-485或RS-232端口進(jìn)行串行通信，沒有使用專門的通信協(xié)議，用戶可以通過編寫程序來定義通信協(xié)議，為S7-200SMARTCPU與用戶自行開發(fā)的現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行通信提供了方便，在PLC與打印機(jī)、顯示器、條形（二維）碼閱讀器、電子秤等通信領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。4.2.3任務(wù)準(zhǔn)備—自由口通信及相關(guān)指令1.自由口通信接口標(biāo)準(zhǔn)的S7-200SMARTCPU只有一個(gè)RS-485串行端口0（又稱Port0），還可以擴(kuò)展一個(gè)信號板（SBCM01），這個(gè)信號板在編程軟件中組態(tài)時(shí)可以設(shè)定為RS-485或者RS-232，稱為串行端口1（又稱Port1）。在自由口通信中，端口0或端口1的選擇，是由用戶程序的XMT指令或RCV指令控制的。S7-200SMARTCPU的自由口通信是基于RS-485半雙工通信端口，因此發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)需要分時(shí)進(jìn)行。RS-485半雙工通信的數(shù)據(jù)格式可以包括1個(gè)起始位、7個(gè)或8個(gè)數(shù)據(jù)位、1個(gè)奇/偶校驗(yàn)位（或者沒有校驗(yàn)位）、最后是1個(gè)停止位。在編程軟件中，雙擊“系統(tǒng)塊”按鈕，可以設(shè)置CPU本體集成RS485端口的網(wǎng)絡(luò)地址（缺省值為2）和波特率（缺省值為9.6kbps）。這里的波特率有9.6kbps、19.2kbps和187.5kbps可選，是為PC上的程序設(shè)置。2.自由口通信參數(shù)在自由口通信中，端口0或端口1的選擇，是由用戶程序的XMT指令或RCV指令控制的。只有當(dāng)CPU處于RUN模式時(shí)，才能使用自由口通信功能。當(dāng)CPU處于STOP模式時(shí)，所有自由口通信都會(huì)中斷，通信端口會(huì)按照CPU系統(tǒng)塊中組態(tài)的設(shè)置恢復(fù)為PPI從站模式。自由口通信參數(shù)主要包括通信模式、傳輸速率、校驗(yàn)位、每個(gè)字符的位數(shù)。S7-200SMARTCPU正常通信字符格式是1個(gè)起始位、7個(gè)或8個(gè)數(shù)據(jù)位、1個(gè)（或沒有）奇偶校驗(yàn)位，最后是1個(gè)停止位。CPU使用SMB30（對端口0）和SMB130（對端口1）定義部分通信參數(shù)。3.自由口通信時(shí)的中斷事件與自由口通信有關(guān)的中斷事件有以下6種事件。1）中斷事件8：端口0字符接收中斷。2）中斷事件9：端口0發(fā)送完成中斷。3）中斷事件23：端口0接收完成中斷。4）中斷事件25：端口1字符接收中斷。5）中斷事件26：端口1發(fā)送完成中斷。6）中斷事件24：端口1接收完成中斷。4.數(shù)據(jù)發(fā)送與數(shù)據(jù)接收指令5.數(shù)據(jù)塊應(yīng)用利用數(shù)據(jù)塊可對V存儲器的字節(jié)、字和雙字地址分配常數(shù)（賦值。雙擊編程軟件中項(xiàng)目樹的“數(shù)據(jù)塊”文件夾中“頁面_1”圖標(biāo)，打開數(shù)據(jù)塊。數(shù)據(jù)塊中的典型行包括起始地址以及一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)值，雙斜線（“//”）之后的注釋為可選項(xiàng)。數(shù)據(jù)塊的第一行必須包含明確的V地址，以后的行可以不包含明確的地址，由編輯器根據(jù)前面的地址和數(shù)據(jù)長度為賦值數(shù)據(jù)指定地址。編輯器接收大小寫字母，并用逗號、制表符或空格作地址和數(shù)據(jù)的分隔符號。下面舉一個(gè)給數(shù)據(jù)塊賦初值的例子。VB112，230//給兩個(gè)字節(jié)賦值，VB1=12，VB2=230VD4120.56//給雙字實(shí)數(shù)變量賦值，VD4=120.56VW8-1200，420//給整型變量賦值，VW8=-1200，VW10=420VW20‘A’，‘68’//賦字符常量，VB20=‘A’，VB21=‘6’，VB22=‘8’V28“DEFGH”//賦字符串常量，VB28=5，VB29=‘D’，VB30=‘E’,VB31=‘F’，VB32=‘G’，VB33=‘H’6.字符串指令4.2.4任務(wù)實(shí)施下面以計(jì)算機(jī)和S7-200SMARTCPU之間的串口通信為例，介紹自由端口通信模式下計(jì)算機(jī)與PLC之間的通信過程。采用主從通信方式，計(jì)算機(jī)為主站，主動(dòng)向PLC發(fā)送消息。PLC為從站，先處于接收狀態(tài)。當(dāng)PLC接收到消息后再返回接收到的數(shù)據(jù)。由于PLC的端口0是半雙工的RS-485，接收到數(shù)據(jù)后需要用定時(shí)中斷延時(shí)一定時(shí)間后才能發(fā)送數(shù)據(jù)，延時(shí)時(shí)間應(yīng)大于電纜的切換時(shí)間。波特率為9600bit/s時(shí)，電纜的切換時(shí)間為2ms。1.硬件連接西門子USB／PPI原裝電纜適用于S7－200全系列PLC，是通過USB接口提供串行連接及RS485信號轉(zhuǎn)換和PPI協(xié)議轉(zhuǎn)換的編程電纜，但不支持自由口通信。國產(chǎn)USB/PPI通信電纜，需要安裝驅(qū)動(dòng)程序，將USB映射為一個(gè)COM口（RS-232口COM3），支持自由口通信。設(shè)置PG/PC接口雙擊指令樹的“通信”文件夾中的“設(shè)置PG/PC接口”，選中“PC/PPIcable（PPI）”。2.PLC自由口通信程序設(shè)計(jì)在自由口通信模式下，S7-200SMARTCPU可以使用XMT指令和RCV指令來發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)。由于PLC處于從站地位，在主程序中設(shè)置自由口通信參數(shù)并起動(dòng)端口0接收，等待計(jì)算機(jī)發(fā)送消息。當(dāng)計(jì)算機(jī)發(fā)送消息時(shí)，PLC就接收消息。當(dāng)PLC完成接收消息后，啟動(dòng)接收完成中斷程序INT_0。在中斷程序INT_0中，對接收到的字符進(jìn)行轉(zhuǎn)存處理，同時(shí)啟動(dòng)10ms延時(shí)中斷程序INT_1。在中斷程序INT_1中，通過端口0將接收到的消息回送給計(jì)算機(jī)，并啟動(dòng)發(fā)送完成中斷程序INT_2。在中斷程序INT_2中，啟動(dòng)新的接收，使PLC處于接收狀態(tài)。PLC自由口通信主程序梯形圖如圖4-7所示。PLC自由口通信主程序梯形圖如圖4-7所示。在主程序中設(shè)置自由口通信參數(shù)并起動(dòng)端口0接收，等待計(jì)算機(jī)發(fā)送消息。當(dāng)計(jì)算機(jī)發(fā)送消息時(shí)，PLC就接收消息。當(dāng)PLC完成接收消息后，啟動(dòng)接收完成中斷程序INT_0。在中斷程序INT_0中，對接收到的字符進(jìn)行轉(zhuǎn)存處理，同時(shí)啟動(dòng)10ms延時(shí)中斷程序INT_1。在中斷程序INT_1中，通過端口0將接收到的消息回送給計(jì)算機(jī)，并啟動(dòng)發(fā)送完成中斷程序INT_2。在中斷程序INT_2中，啟動(dòng)新的接收，使PLC處于接收狀態(tài)。3.計(jì)算機(jī)串口通信程序設(shè)計(jì)運(yùn)行串口調(diào)試助手UartAssist.exe，出現(xiàn)圖4-9所示的操作界面。串口設(shè)置部分：串口號（COM3）、波特率（9600bit/s）、校驗(yàn)位（1個(gè)偶校驗(yàn)位）、數(shù)據(jù)位（8位）、停止位（1位）、流控制（無）、打開/關(guān)閉串口等。數(shù)據(jù)日志區(qū)，顯示發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的記錄。接收設(shè)置部分：選擇接收ASCII字符還是十六進(jìn)制（HEX）ASCII碼值，是否按日志模式顯示，接收區(qū)是否自動(dòng)換行，接收數(shù)據(jù)是否不顯示，接收數(shù)據(jù)是否保存到文件等。發(fā)送設(shè)置部分：如果鉤選“ASCII”，則將數(shù)據(jù)發(fā)送區(qū)的數(shù)據(jù)均以ASCII字符形式發(fā)送出去；如果鉤選“HEX”，則將數(shù)據(jù)發(fā)送區(qū)的每個(gè)字符都轉(zhuǎn)化為十六進(jìn)制ASCII碼值再發(fā)送出去；如果鉤選“轉(zhuǎn)義符指令解析”，允許用戶在發(fā)送字符串中插入非打印字符（如回車符、換行符等）；如果鉤選“自動(dòng)發(fā)送附加位”，則允許發(fā)送附加位（先設(shè)置好附加位）；如果選中“打開文件數(shù)據(jù)源”，則可以選擇要傳送的數(shù)據(jù)文件；如果鉤選“循環(huán)周期”，則進(jìn)行周期性循環(huán)發(fā)送字符串。設(shè)置好串口參數(shù)、接收參數(shù)和發(fā)送參數(shù)后，單擊“打開”按鈕使串口運(yùn)行，把要發(fā)送的字符串寫入數(shù)據(jù)發(fā)送區(qū)，例如將9個(gè)字符串“FED123456”寫入數(shù)據(jù)發(fā)送區(qū)，點(diǎn)擊“發(fā)送”按鈕，就將這個(gè)字符串發(fā)送出去。如果計(jì)算機(jī)也能正常接收到PLC回送的字符串“FED123456”，則說明自由口通信正常。4.3以太網(wǎng)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.3.1任務(wù)目標(biāo)1）能分析判斷PLC控制系統(tǒng)能否采用以太網(wǎng)通信。2）能進(jìn)行以太網(wǎng)通信系統(tǒng)的硬件連接。3）能定義通信設(shè)備邏輯分配以建立通信連接（IP地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關(guān)）。4）能完成工業(yè)以太網(wǎng)通信的編程與調(diào)試工作。4.3.2任務(wù)描述基于以太網(wǎng)的PLC通信是一種工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)，采用屏蔽雙絞線或光纖連接而成，支持S7協(xié)議、TCP/IP協(xié)議、UDP協(xié)議、MODBUSTCP協(xié)議。以太網(wǎng)是一種差分（多點(diǎn)）網(wǎng)絡(luò)，最多可有32個(gè)網(wǎng)段、1024個(gè)節(jié)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)高速（高達(dá)100Mbit/s及以上）長距離（銅纜：最遠(yuǎn)約為1.5km；光纖：最遠(yuǎn)約為4.3km）數(shù)據(jù)傳輸。以太網(wǎng)通信在S7-200SMART之間、S7-200SMART和PC機(jī)、HMI、S7-300/400/1200/1500之間，以及與其它具有以太網(wǎng)功能的設(shè)備之間進(jìn)行開放式用戶通信(OUC)等領(lǐng)域均得到了廣泛應(yīng)用。為了用好S7-200SMART的以太網(wǎng)通信功能，應(yīng)當(dāng)細(xì)致分析具體的監(jiān)控任務(wù)特征及要求，評估以太網(wǎng)通信的技術(shù)可行性與經(jīng)濟(jì)實(shí)用性，確保所制定出的PLC控制方案能夠從根本上保障生產(chǎn)質(zhì)量及生產(chǎn)效率。在進(jìn)行以太網(wǎng)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前，學(xué)生必須熟悉以太網(wǎng)通信原理，掌握S7-200SMARTPLC的以太網(wǎng)通信功能、構(gòu)成要素、連接方法。在書寫通信程序時(shí)，不僅需要掌握通信程序的編寫方法，而且還要符合通信協(xié)議的要求。4.3.3任務(wù)準(zhǔn)備——工業(yè)以太網(wǎng)通信及相關(guān)指令1.工業(yè)以太網(wǎng)簡介工業(yè)以太網(wǎng)是應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域的以太網(wǎng)技術(shù)，在技術(shù)上與商用以太網(wǎng)（即IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)）兼容，但是實(shí)際產(chǎn)品和應(yīng)用卻又完全不同。這主要表現(xiàn)普通商用以太網(wǎng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，在材質(zhì)的選用、產(chǎn)品的強(qiáng)度、適用性以及實(shí)時(shí)性、可互操作性、可靠性、抗干擾性、本質(zhì)安全性等方面不能滿足工業(yè)現(xiàn)場的需要。故在工業(yè)現(xiàn)場控制應(yīng)用的是與商用以太網(wǎng)不同的工業(yè)以太網(wǎng)。工業(yè)以太網(wǎng)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于控制網(wǎng)絡(luò)的最高層，并且越來越多地在控制網(wǎng)絡(luò)的中間層和底層（現(xiàn)場設(shè)備層）使用。工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)具有價(jià)格低廉、穩(wěn)定可靠、通信速率高、軟硬件產(chǎn)品豐富、應(yīng)用廣泛以及支持技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)，已成為最受歡迎的通信網(wǎng)絡(luò)之一。2.SIMATICNET的特點(diǎn)1）工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)上與IEEE802.3/802.3u兼容，使用ISO和TCP/IP通信協(xié)議；2）10/100M自適應(yīng)傳輸速率；3）冗余24VDC供電；4）方便的構(gòu)成星型、線型和環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；5）高速冗余的安全網(wǎng)絡(luò)，最大網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)時(shí)間為0.3s；6）用于嚴(yán)酷環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)元件，通過EMC測試，可用于嚴(yán)酷的工業(yè)環(huán)境；7）簡單高效的信號裝置不斷地監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)元件；8）符合SNMP(簡單的網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議)，可使用基于web的網(wǎng)絡(luò)管理；9）使用VB/VC或組態(tài)軟件即可監(jiān)控管理網(wǎng)絡(luò)。3.SIMATICNET的組成SIMATICNET通常分為四個(gè)層級。最底層的為執(zhí)行器/傳感器級，用于智能儀表、閥門等帶有通訊接口的設(shè)備，協(xié)議一般用ASI、DP、PA等。第二層為現(xiàn)場級，指PLC和PLC之間、現(xiàn)場的操作站或觸摸屏之間的通信，這部分通常用PROFIBUS現(xiàn)場總線。第三層為單元級或車間級，通常使用以太網(wǎng)，用于工廠中控室操作員站之間、服務(wù)器和操作員站之間、服務(wù)器和PLC之間的通信。第四層為管理級或稱為工廠級，這部分也使用以太網(wǎng)，用于服務(wù)器和MIS系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)等的對接，使公司管理層能夠進(jìn)行統(tǒng)一的生產(chǎn)管理。4.S7協(xié)議西門子的通信協(xié)議有十多種，如MPI、PPI、USS、Profibus、Profinet、S7等。其中，S7以太網(wǎng)協(xié)議本身也是TCP/IP協(xié)議簇的一員，主要用于將PLC連接到PC站(PG/PC-PLC通信)。S7協(xié)議是面向連接的協(xié)議，在進(jìn)行數(shù)據(jù)交換之前，必須與通信伙伴建立連接。這里的連接是指兩個(gè)通信伙伴（一個(gè)主動(dòng)、一個(gè)被動(dòng)）為了執(zhí)行通信服務(wù)建立的邏輯鏈路，而不是指兩個(gè)站之間用物理媒體（如電纜）實(shí)現(xiàn)的連接。通信伙伴設(shè)置和建立通信連接時(shí)，由主動(dòng)設(shè)備建立連接，被動(dòng)設(shè)備則接受或拒絕來自主動(dòng)設(shè)備的連接請求。S7-200SMARTCPU既可作主動(dòng)設(shè)備，又可作被動(dòng)設(shè)備。主動(dòng)設(shè)備（例如，運(yùn)行STEP7-MicroWINSMART的計(jì)算機(jī)或HMI）建立連接時(shí)，S7-200SMARTCPU將根據(jù)連接類型以及給定連接類型所允許的連接數(shù)量來決定是接受還是拒絕連接請求。5.GET和PUT指令GET/PUT連接可以用于S7-200SMART之間的以太網(wǎng)通信，也可用于S7-200SMART與S7-300/400/1200之間的以太網(wǎng)通信。4.3.4任務(wù)實(shí)施1.硬件連接S7-200SMARTCPU集成一個(gè)以太網(wǎng)端口（支持以太網(wǎng)的CPU型號），可以與安裝STEP7-Micro/WINSMART編程軟件的計(jì)算機(jī)、HMI顯示器、Web服務(wù)器(HTTPS)等直按用網(wǎng)線連接通信；通過網(wǎng)線連接與另一個(gè)S7-200SMARTCPU或者支持UDP、TCP或ISO-on-TCP協(xié)議的第三方以太網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行開放式用戶通信(OUC)；以及在CPU之間用網(wǎng)線連接后進(jìn)行GET/PUT通信。當(dāng)以太網(wǎng)通信設(shè)備多于2個(gè)時(shí)，就需要使用以太網(wǎng)交換機(jī)來擴(kuò)充通信端口。2.配置IP地址在萬維網(wǎng)環(huán)境下，編程設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和IP路由器可與全世界通信，但必須分配唯一的IP地址以避免與其他網(wǎng)絡(luò)用戶沖突。如果編程設(shè)備正在使用連接到工廠LAN的網(wǎng)絡(luò)適配器卡，則編程設(shè)備和CPU必須處于同一子網(wǎng)中。在編程軟件中，通過項(xiàng)目樹上的“系統(tǒng)塊”—“以太網(wǎng)端口”對話框，將本地站CPU的IP地址設(shè)置為，子網(wǎng)掩碼為，默認(rèn)網(wǎng)關(guān)為。在編程軟件中，通過項(xiàng)目樹上的“通信”—“通信接口”對話框，將遠(yuǎn)程站CPU的IP地址設(shè)置為，子網(wǎng)掩碼為，默認(rèn)網(wǎng)關(guān)為。通過計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的控制面板，將編程計(jì)算機(jī)的IP地址設(shè)為2。通過進(jìn)入觸摸屏的控制面板，將觸摸屏的IP地址設(shè)為。3.客戶機(jī)通信程序設(shè)計(jì)在以太網(wǎng)通信中，S7-200SMART只有單向連接的通信功能，客戶機(jī)（本地站CPU）調(diào)用GET/PUT指令讀、寫服務(wù)器（遠(yuǎn)程站CPU）的存儲區(qū)。在本例中，通過GET