西门子PLC指令教程第8章通信及网络1.pptx
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PLC功能指令及其应用(西门子) PPT课件
4.3.1算术运算指令
1．数据类型 （1）数据类型、长度及范围 S7-200系列PLC数据类型可以是字节、字、双字和实数型，
实数采用32位来表示，数据类型、长度及范围见表4-10。
（2）常数
在S7-200系列PLC编程中经常使用到常数，CPU以二进制形 式存储所有常数，但使用常数可以用二进制、十进制、十 六进制、ASCII码或实数等多种形式。常数的表示形式见表 4-11。
电器第0个字节，共8位。其中第0位是最低位，第7位为 最高位。其表示格式如图4-1所示。
（1）位
位表示格式为：Q [字节地址].[位地址]。如Q0.0表示输出继 电器第0个字节的第0位
（2）字节
字节表示格式为：QB[起始字节地址]。如QB0表示输出继 电器第0个字节，共8位。其中第0位是最低位，第7位为最 高位。其表示格式如图4-4所示
如图4-26所示为LED组成的七段数码管外形和内部结 构，七段数码管分为共阴极结构和共阳极结构。以 共阴极数码管为例，当a、b、c、d、e、f段接高电 平发光，g段接低电平不发光时，显示数字“0”。当 七段均接高电平发光时，则显示数字“8”。
十进制数码 g
f
七段显示电平
e
d
c
b
a
16进制显示 代码
2. 加/减运算指令 加∕减运算指令是对符号数的加∕减、双整数加∕减运算
和实数加∕减运算。 （1）加∕减运算指令格式 加/减运算6种指令的梯形图指令格式如表4-12所示。
3．乘∕除运算指令
乘∕除运算是对符号数的乘法运算和除法运算。包括 有整数乘∕除运算，双整数乘∕除运算，整数乘∕除双整 数输出运算和实数乘∕除运算等。
4.2.1 跳转指令及应用
PLC通信功能及应用
8.1 S7-200系列PLC的通信协议及通信指令
USS
协议指令（一）
PLC与变频器之间的通讯在西门子产品中是分以 下几个步骤来完成的：首先要在STEP7-MicroWIN编 程软件上对变频器的控制通过USS协议指令进行各种 设定，然后将其设定下载到PLC，最后连接变频器与 PLC。当PLC进入运行状态后，就会根据USS协议指令 的要求与变频器进行通信，实现对变频器的控制。
8.3 计算机/文本显示器/人机界面在PLC网络中的作用
本章小结和作业 小结：本章主要介绍S7-200系列PLC的通信协
议以及通讯的实现方法（自由口通信和网络通 信）；另外还简单的介绍了计算机、文本显示 器、人机界面在S7-200系列PLC网络中的作用 和PLC与变频器通讯的实现。
作业：
THE
8.1 S7-200系列PLC的通信协议及通信指令
S7-200系列PLC的网络连接形式（1）
点对点通信网络
这种网络使用PPI协议进行通信， PPI协议是一个主/从协议，支持一 主机多从机的连接和多主机多从机 的连接方式。在这个协议中，主站 给从站发送申请，从站进行响应。
8.1 S7-200系列PLC的通信协议及通信指令
8.1 S7-200系列PLC的通信协议及通信指令
自由口通信发送指令
发送指令举例 XMT为发送指令操作 例: 当输入信号I0.0接通并发送空闲状态时，将数据缓 码；ABLE和PORT为上述 XMT (1) 数据 冲区 VB200中的数据信息发送到打印机或显示器。 指令的操作数。 EN 的发送 TABLE TABLE指定数据缓冲 PORT 区中第一个字节(设定应发 送的字节数)，；PORT指 XMT TABLE，PORT 定通讯端口，可取0或1。 发送指令XMT把TABLE指定的数据缓冲区的内容通过 PORT指定的串行口发送出去。数据缓冲区内最多可容纳255 个字符，其中缓冲区中第一个字节用于设定发送的字节数。 如果指定发送结束事件与某个中断服务程序相关联，则在缓 冲区内最后一个字符发送后会产生中断。通过监控发送结束 标志SM4.5可以不用中断方式而将信息发送出去。
USS
协议指令（一）
PLC与变频器之间的通讯在西门子产品中是分以 下几个步骤来完成的：首先要在STEP7-MicroWIN编 程软件上对变频器的控制通过USS协议指令进行各种 设定，然后将其设定下载到PLC，最后连接变频器与 PLC。当PLC进入运行状态后，就会根据USS协议指令 的要求与变频器进行通信，实现对变频器的控制。
8.3 计算机/文本显示器/人机界面在PLC网络中的作用
本章小结和作业 小结：本章主要介绍S7-200系列PLC的通信协
议以及通讯的实现方法（自由口通信和网络通 信）；另外还简单的介绍了计算机、文本显示 器、人机界面在S7-200系列PLC网络中的作用 和PLC与变频器通讯的实现。
作业：
THE
8.1 S7-200系列PLC的通信协议及通信指令
S7-200系列PLC的网络连接形式（1）
点对点通信网络
这种网络使用PPI协议进行通信， PPI协议是一个主/从协议，支持一 主机多从机的连接和多主机多从机 的连接方式。在这个协议中，主站 给从站发送申请，从站进行响应。
8.1 S7-200系列PLC的通信协议及通信指令
8.1 S7-200系列PLC的通信协议及通信指令
自由口通信发送指令
发送指令举例 XMT为发送指令操作 例: 当输入信号I0.0接通并发送空闲状态时，将数据缓 码；ABLE和PORT为上述 XMT (1) 数据 冲区 VB200中的数据信息发送到打印机或显示器。 指令的操作数。 EN 的发送 TABLE TABLE指定数据缓冲 PORT 区中第一个字节(设定应发 送的字节数)，；PORT指 XMT TABLE，PORT 定通讯端口，可取0或1。 发送指令XMT把TABLE指定的数据缓冲区的内容通过 PORT指定的串行口发送出去。数据缓冲区内最多可容纳255 个字符，其中缓冲区中第一个字节用于设定发送的字节数。 如果指定发送结束事件与某个中断服务程序相关联，则在缓 冲区内最后一个字符发送后会产生中断。通过监控发送结束 标志SM4.5可以不用中断方式而将信息发送出去。
PLC课件第8章解读
8.1.3
右图单主站结构网 络
S7-200通信及网络
计算机 PC/PPI电缆 CPU 221 CPU 224 CPU 221
右图多主站结构网 络
计算机 MPI电缆 CP 卡 CPU 221
TD200 主站
CPU 224
CPU221
CPU224
8.1.3
4. 通信设备 （1）通信口
S7-200 CPU 主机上的通信口是 符合欧洲标准EN 50170中PROFIBUS标 准的RS-485兼容9针 D型接口。接口引脚 如图所示，端口0或 端口1的引脚与 PROFIBUS的名称对 应关系如表所示。
参数组态
第三节
网络通信
一. 控制寄存器和传送数据表 二. 应用实例
7.3.1
控制寄存器和传送数据表
1. 控制寄存器 将 特 殊 标 志 寄 存 器中的 SMB30 和 SMB130 的 低 2 位 置为 2#10 ，其他位为 0 ，即 SMB30 和 SMB130 的值为 16#2 ，则 可以控制将S7-200 CPU设置为PPI主站模式。 2. 传送数据表 （1）数据表格式 执行网络读写指令时，PPI主站与从站之间的数据以数 据表的格式传送。传送数据表的程式描述如下表所示.。
起始位 奇偶校验位 停止位 数据位 空闲位
0/1
0/1
0/1
0/1
0/1
0/1
0/1
0/1
1
1
1
低位 字符n
高位 字符(n+1)
8.1.1
（3）异步串性通信
通信方式
异步串性通信的数据格式： （ 由一组不定“位数”数组组成） 标志位 字符数据位 奇偶校验位 停止位 波特率：衡量数据传送速度的指标。
PLC的通信及网络PPT课件
星形结构：以中央节点为中心与各个节点连接组 成，网络中任何两个节点要进行通讯都由中央控 制站点控制并转换。
环路结构：以环行网中各节点述
• 网络拓扑结构示意图：
树形
总线形
星形
网络拓扑结构图
第12页/共78页
环形图
系列PLC的网络类型
• 主站：可以主动发起数据通信，读/写其他站点的数 据。
使用中继器可以延长网络通信距离，增加接入网络 的设备，并能隔离不同的网段，提高网络通信质量。
在一个串联网络中，最多可使用9个中继器，每个中 继器最多可增加32个设备，网络总长度不能超过9600米。
第26页/共78页
6.PROFIBUS-DP通信模块
EM277 PROFIBUS-DP通信模块用来将S7-200 PLC连接 到PROFIBUS-DP网络，PROFIBUS-DP网络通常由一个主站 和多个从站组成。
10b/字符×120字符/s=1200b/s
第7页/共78页
数据通信方式 4. 传送介质:
➢ 目前普遍使用的传送介质有：同轴电缆、双绞线、光缆，其它介质如无线电、 红外微波等在PLC网络中应用很少。
➢ 其中双绞线（带屏蔽）成本低、安装简单；光缆尺寸小、质量轻、传输距离远， 但成本高、安装维修需专用仪器。
➢RS-422 接 口 ： 传 输 线 采 用 差 动 接 收 和 差 动 发 送 的 方 式 传 送 数据，也有较高的通信速率（波特率可达10MB以上）和较强 的抗干扰能力。
➢RS-485 接 口 ： 最 常 用 的 的 串 行 通 信 协 议 ， 使 用 双 绞 线 作 为 传输介质。
➢RS-422与RS-485的区别：RS-485采用的是半双工传送方式 ， RS-422采用的是全双工传送方式；RS-422用两对差分信号 线 ， R S - 4 8 5 只 用 一 对 差 分 信第9号页/共线78。页
环路结构：以环行网中各节点述
• 网络拓扑结构示意图：
树形
总线形
星形
网络拓扑结构图
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环形图
系列PLC的网络类型
• 主站：可以主动发起数据通信，读/写其他站点的数 据。
使用中继器可以延长网络通信距离，增加接入网络 的设备，并能隔离不同的网段，提高网络通信质量。
在一个串联网络中，最多可使用9个中继器，每个中 继器最多可增加32个设备，网络总长度不能超过9600米。
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6.PROFIBUS-DP通信模块
EM277 PROFIBUS-DP通信模块用来将S7-200 PLC连接 到PROFIBUS-DP网络，PROFIBUS-DP网络通常由一个主站 和多个从站组成。
10b/字符×120字符/s=1200b/s
第7页/共78页
数据通信方式 4. 传送介质:
➢ 目前普遍使用的传送介质有：同轴电缆、双绞线、光缆，其它介质如无线电、 红外微波等在PLC网络中应用很少。
➢ 其中双绞线（带屏蔽）成本低、安装简单；光缆尺寸小、质量轻、传输距离远， 但成本高、安装维修需专用仪器。
➢RS-422 接 口 ： 传 输 线 采 用 差 动 接 收 和 差 动 发 送 的 方 式 传 送 数据，也有较高的通信速率（波特率可达10MB以上）和较强 的抗干扰能力。
➢RS-485 接 口 ： 最 常 用 的 的 串 行 通 信 协 议 ， 使 用 双 绞 线 作 为 传输介质。
➢RS-422与RS-485的区别：RS-485采用的是半双工传送方式 ， RS-422采用的是全双工传送方式；RS-422用两对差分信号 线 ， R S - 4 8 5 只 用 一 对 差 分 信第9号页/共线78。页
20988_西门子PLC培训系列资料8演示课件pptx
23
06
故障诊断与维护保养策略
2024/1/25
24
常见故障类型及原因分析
01
02
03
04
电源故障
由于电源线路短路、过载或电 源模块损坏等原因导致。
通信故障
通信线路中断、通信接口损坏 或通信参数设置错误等。
I/O模块故障
输入/输出模块损坏、接线错 误或外部设备故障等。
程序错误
程序逻辑错误、变量设置错误 或程序丢失等。
18
程序调试方法及技巧分享
01
02
03
调试工具介绍
介绍西门子PLC编程软件 提供的调试工具，如监视 窗口、强制窗口、调用堆 栈等。
2024/1/25
调试步骤
讲解程序调试的基本步骤 ，包括设置断点、单步执 行、查看变量值等。
调试技巧分享
分享一些实用的调试技巧 ，如如何快速定位程序错 误、如何优化程序性能等 。
30
实施效果评价
生产效率提升
通过自动化改造，生产线运行更加稳定 可靠，生产效率得到显著提升。
节能减排效果
优化控制策略，降低设备运行能耗， 同时减少生产过程中的废弃物排放。
2024/1/25
产品质量改善
自动化控制系统能够精确控制生产过 程中的各项参数，产品合格率明显提 高。
经济效益显著
虽然自动化改造初期投入较大，但长 期来看，能够为企业带来可观的经济 效益。
，构建满足特定功能的控制系 统。
2024/1/25
实现控制功能
通过硬件组态，可以构建符合 控制需求的系统，实现特定的 控制功能。
提高系统性能
合理的硬件组态可以优化系统 性能，提高处理速度和稳定性 。
降低成本
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故障诊断与维护保养策略
2024/1/25
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常见故障类型及原因分析
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电源故障
由于电源线路短路、过载或电 源模块损坏等原因导致。
通信故障
通信线路中断、通信接口损坏 或通信参数设置错误等。
I/O模块故障
输入/输出模块损坏、接线错 误或外部设备故障等。
程序错误
程序逻辑错误、变量设置错误 或程序丢失等。
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程序调试方法及技巧分享
01
02
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调试工具介绍
介绍西门子PLC编程软件 提供的调试工具，如监视 窗口、强制窗口、调用堆 栈等。
2024/1/25
调试步骤
讲解程序调试的基本步骤 ，包括设置断点、单步执 行、查看变量值等。
调试技巧分享
分享一些实用的调试技巧 ，如如何快速定位程序错 误、如何优化程序性能等 。
30
实施效果评价
生产效率提升
通过自动化改造，生产线运行更加稳定 可靠，生产效率得到显著提升。
节能减排效果
优化控制策略，降低设备运行能耗， 同时减少生产过程中的废弃物排放。
2024/1/25
产品质量改善
自动化控制系统能够精确控制生产过 程中的各项参数，产品合格率明显提 高。
经济效益显著
虽然自动化改造初期投入较大，但长 期来看，能够为企业带来可观的经济 效益。
，构建满足特定功能的控制系 统。
2024/1/25
实现控制功能
通过硬件组态，可以构建符合 控制需求的系统，实现特定的 控制功能。
提高系统性能
合理的硬件组态可以优化系统 性能，提高处理速度和稳定性 。
降低成本
PLC讲义网络与通信
FX0N、FX1S的数据传输在1:1的基础上通过 以下辅助继电器和数据寄存器完成。 辅助继电器：50个；数据寄存器：10个。
3.高速模式（M8162为ON） 通信时间:20ms＋主站扫描时间ms＋从站扫描时间ms FX2N(C)、FX1N、FX2和FX2C的数据单元分配：
例：
（1）主站点D0+D2的运算结果小于或等于100时，从站点的Y10接通。 （2）从站点的D10的值作为主站点T0的设定值。
是将很多个字符组成一个信息组（通常称 为帧），用同步字符来表示信息组的开始， 由定时信号实现发送的同步的传送方式。 传送速率高，但软、硬件价格也高。
（2）异步传送（asynchronous transmission）
是指按一种约定的格式将数据信息一帧 一帧地不同时传送的方式。（如PLC串行 通信）
直接用适配电缆进行连接。 2.PLC的通信接口是RS-422接口时，必须
在PLC和计算机之间增加一个RS-232C/RS- 422 接口转换模块。如：SC-09、FX- 232AW。
（二）计算机与多台PLC的通 信
1.连接方式 一台计算机最多可与16台FX系列PLC连接通 信，称为1:N网络。
2.通信格式 通信格式由PLC中的特殊数据寄存器D8120设置。 D8121用于设置站号。设定范围为H00～ H0F。 D8129用于设置检验时间（单位10ms）。
美国高级研究院ARPA（Advanced Research Projects Agency） 开发了TCP/IP和FTP通信协议
美国通用汽车公司GM（General Motor） 制定了制造自动化协议MAP（Manufacture Automation Protocol） 目前，PLC与上位计算机之间的通信可按照标 准化协议进行，但PLC与PLC之间、PLC与远程 I/O通信协议还未标准化。
西门子PLC培训PPT课件
PLC定义与发展历程PLC定义可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。
发展历程从1969年美国DEC公司研制出第一台PLC开始，经历了从简单到复杂、从低级到高级的发展历程，现已成为工业自动化领域的重要控制设备。
PLC工作原理及结构组成工作原理PLC采用循环扫描的工作方式，即按照用户程序存储器中存放的先后顺序逐条执行，直到程序结束，然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。
结构组成主要由CPU、存储器、输入/输出接口、电源等部分组成。
其中CPU是PLC的核心部件，负责执行用户程序和系统程序；存储器用于存放用户程序和系统程序；输入/输出接口用于连接现场设备和外部设备；电源为PLC提供工作电压。
西门子PLC系列产品介绍•S7-200系列：西门子S7-200系列PLC是超小型化的PLC，它适用于各行各业，各种场合中的自动检测、监测及控制等。
S7-200系列的强大功能使其无论单机运行，或相连成网络都能实现复杂的控制功能。
•S7-300系列：西门子S7-300系列PLC是模块化小型PLC系统，能满足中等性能要求的应用。
各种单独的模块之间可进行广泛组合构成不同要求的系统。
与S7-200 PLC比较，S7-300 PLC采用模块化结构，具备高速（0.6~0.1μs）的指令运算速度；用浮点数运算比较有效地实现了更为复杂的算术运算；一个带标准用户接口的软件工具方便用户给所有模块进行参数赋值；方便的人机界面服务已经集成在S7-300操作系统内，人机对话的编程要求大大减少。
•S7-400系列：西门子S7-400系列PLC是高性能的大型PLC系统，适用于中、大规模的控制项目。
S7-400系列PLC采用模块化设计，具有高性能的处理器和高速的数据处理能力，支持多种通信协议和网络连接方式，可实现复杂的控制功能和高级的数据处理任务。
西门子PLC指令教程 第8章 通信及网络1
第8章 通信及网络
2. 网络层次结构
西门子公司的生产金字塔由4级组成，由 下到上依次是：过程测量与控制级、过程 监控级、工厂与过程管理级、公司管理级。 S7系列的网络结构如右图8.8所示。
第8章 通信及网络
生产管理 计算机
工业以太网Ethernet
S7-300
S7-300
现场总线 Profibus
3. 参数设置
在图7.14所示的对话 框，单击Properties按 钮，将弹出参数设置 对话框，如图8.16所 示。其中有两个选项 卡 ： PPI 选 项 卡 和 Local Connection选项 卡。
图8.16 参数设置（PPI选项卡）
返回本节
第8章 通信及网络
8.3 网络通信
8.3.1 控制寄存器和传送数据表 8.3.2 网络指令 8.3.3 应用实例
第8章 通信及网络
1 6
9 5
图8.11 RS-485引脚
第8章 通信及网络
（2）网络连接器 网络连接器可以用来把多个设备很容易地连接到 网络中。网络连接器有两种类型：一种是仅提供 连接到主机的接口，另一种增加了一个编程接口。 带有编程口的连接器可以把编程器或操作员面板 直接增加到网络中，编程口传递主机信号的同时， 为这些设备提供电源，而不用另加电源。
第8章 通信及网络
A
B
（a）
A
B
（b）
A
B
（c）
图8.3 单工、半双工和双工
第8章 通信及网络
起始位
数据位
奇偶校验位 停止位 空闲位
0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 1 1 1
低位
字符n
高位
西门子PLC培训教程ppt课件
工业以太网解决方案
工业以太网技术概述
01 定义、特点、优势等
西门子PLC与工业以太网设备的连接
02 连接方式、通信参数设置等
工业以太网在自动化系统中的应用
03
实现设备间的实时数据交换、远程控制等，提高生产
效率和可靠性
无线通信技术在PLC中应用
无线通信技术概述
Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等
西门子PLC与无线通信设备的连接
01
02
03
应用领域
广泛应用于工业自动化领 域，如机械制造、电力、 化工等
成功案例分享
介绍几个典型的PLC应用 案例，分析其成功之处
市场前景展望
分析PLC市场的发展趋势 和未来发展方向，探讨新 技术对PLC市场的影响
02
西门子PLC硬件系统
CPU模块类型与功能
S7-200系列CPU模块
适用于小型自动化任务，具有紧凑的设计和较低的成本。
确定控制方案
根据控制任务的要求，确定合适的控制方案，包括PLC型 号、I/O点数、通讯方式等。
硬件配置方案制定
选择PLC型号
根据控制任务和控制方案的要求，选择合适的PLC型号，考虑其 性能、价格、可靠性等因素。
设计电气原理图
根据PLC的I/O点数和控制要求，设计电气原理图，包括电源、输 入、输出、通讯等部分的电路连接。
PROFINET通信模块
支持PROFINET协议，实现与工业以太网设 备的连接和通信。
PROFIBUS通信模块
支持PROFIBUS-DP协议，实现与现场设备 的高速数据传输。
串行通信模块
支持RS232、RS485等串行通信协议，实现 与串行设备的连接和通信。
03
S7-200PLC教程第8章工业通信网络的组态和编程
3. S7基本通信的系统功能系统功能 S7基本通信的系统功能SFC分为两类： 在同一个S7站内的称为内部通信块（1）查看 PLC_TXF353例子。 在同一个共同的MPI子网内，但不在同一个 站内，对应的系统功能称为外部通信块。 4.S7基本通信的系统功能的公用参数
8.1.5 S7基本通信的编程 基本通信的编程
•
• 2.客户机与服务器 通信分为单向通信和双向通信。 双向通信的双方都需要调用通信块，一方 面用发送块来发送数据，另一方调用接收块来 接收数据。S7-300/400之间的S7基本通信可以 采用双向通信方式。 单向通信只需要在通信的一方编写通信程 序，通信的双方分别称为客户机（Client）和 服务器（Server）。在通信过程中，客户机是 主动的，需要编写通信程序。服务器是被动的， 不需要编写通信程序，通信功能由它的操作系 统执行。客户机调用用于通信的SFC来读、写 服务器的数据区。
1. PROFIBUS从站模块 从站模块EM 277 从站模块 PROFIBUS从站模块EM 277用于将S7-200 CPU连接到 PROFIBUS-DP网络，波特率为9.6kbit/s~12Mbit/s。在S7300/400或其他系统通信时，尽量使用这种通信方式。EM 277是智能模块，能自适应通信速率，其RS-485接口是隔离 型的。作为DP从站，EM 277接收来自主站的I/O组态，向主 站发送和接收数据，主站可以读写S7-200的 V存储区，每次 可以与EM 277交换1~128B的信息。 EM 277只能作从站，必须设定与主站组态中的地址相 匹配的DP端口地址。从站地址是使用 EM 277 模块上的旋转 开关设定的。不需要在S7-200一侧对PROFIBUS-DP通信组态 和编程。
• 程序段2：通过MPI发送数据 • CALL“X_SEND” //SFC 65
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第8章 通信及网络
第8章 通信及网络方面
8.1 通信及网络概述 8.2 通信实现 8.3 网络通信 8.4 自由口通信
第8章 通信及网络
8.1 通信及网络概述
8.1.1 8.1.2 8.1.3
通信方式 网络概述 S7-200通信及网络
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第8章 通信及网络
8.1.1 通信方式
1. 基本通信方式 2. 异步串行通信 3. 通信接口
返回本节
第8章 通信及网络
8.1.3 S7-200通信及网络
1. 字符数据格式 2. 网络层次结构 3. 通信类型及协议 4. 通信设备
第8章 通信及网络
1. 字符数据格式
（1）10位字符数据 传送数据由1个起始位、8个数据位、无校验位、 一个停止位组成。传送速率一般为9600波特。 （2）11位字符数据 传送数据由1个起始位、8个数据位、1个偶校验 位、一个停止位组成。传送速率一般为9600波特 或19200波特。
第8章 通信及网络
2. 网络层次结构
西门子公司的生产金字塔由4级组成，由 下到上依次是：过程测量与控制级、过程 监控级、工厂与过程管理级、公司管理级 。S7系列的网络结构如右图8.8所示。
第8章 通信及网络
生产管理 计算机
工业以太网Ethernet
S7-300
S7-300
现场总线Profibus
第8章 通信及网络
1. 基本通信方式
（1）并行通信 （2）串行通信 （3）串行通信分类
第8章 通信及网络
（1）并行通信 并行通信方式一般发生在可编程序控制器 的内部各元件之间、主机与扩展模块或近 距离智能模板的处理器之间。 并行传送时，一个数据的所有位同时传送 ，因此，每个数据位都需要一条单独的传 输线，信息有多少二进制位组成就需要多 少条传输线，如下图8.1所示。
智能模块
S7-200 S7-200
多点链路MPI
S7-200
S7-200
执行器级总线AS-i
传感器及执行部件
1
2
3
4
5
n
图8.8 西门子生产金字塔及网络
第8章 通信及网络
3. 通信类型及协议
（1）通用协议 （2）公司专用协议 ✓PPI协议 ✓MPI协议 ✓Profibus协议 ✓自由口协议 （3）通信类型
第8章 通信及网络
A
B
（a）
A
B
（b）
A
B
（c）
图8.3 单工、半双工和双工
第8章 通信及网络
起始位
数据位
奇偶校验位 停止位 空闲位
0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 1 1 1
低位 字符n
高位
字符(n+1)
图8.4 异步串行传送数据格式
第8章 通信及网络
2. 异步串行通信
设
10110011
设
备
备
1
2
T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7
0
0
0
1
1
1
1
第8章 通信及网络
（3）串行通信分类 ✓ 按时钟 串行通信按时钟可分为同步传送和异步传送两种方式。 异步传送：允许传输线上的各个部件有各自的时钟，在各 部件之间进行通信时没有统一的时间标准，相邻两个字符 传送数据之间的停顿时间长短是不一样的，它是靠发送信 息时同时发出字符的开始和结束标志信号来实现的，如图 8.4所示。 ✓ 按方向 串行通信按信息在设备间的传送方向又为分单工、半双工 和全双工三种方式。分别如图8.3中的（a）、（b）和（c ）所示。
第8章 通信及网络
1. 网络结构概述
（1）简单网络 多台设备通过传输线相连，可以实现多设备间的通信，就 形成网络结构。下图8.5就是一种最简单的网络结构，它 由单主设备和多个从设备构成。
主设备
从设备1
从设备2
从设备3
从设备n
第8章 通信及网络
（2）多级网络 现代大型工业企业中，一般采用多级网络 的形式，可编程序控制器制造商经常用生 产金字塔结构来描述其产品可实现的功能 。这种金字塔结构的特点是：上层负责生 产管理，底层负责现场检测与控制，中间 层负责生产过程的监控与优化。 国际标准化组织（ISO）对企业自动化系统 确立了初步的模型，如图8.6所示。
第8章 通信及网络
应用层 表示层 会话层 传送层 网络层 数据链路层 物理层
应用层协 议 表示层协 议 会话层协 议 传送层协 议 网络层协 议 数据链路层协 议 物理层协 议
应用层 表示层 会话层 传送层 网络层 数据链路层 物理层
图8.7 通用协议模型
第8章 通信及网络
（2）公司专用协议 低层子网和中层子网一般采用公司专用协议，尤 其是最底层子网，由于传送的是过程数据及控制 命令，这种信息较短，但实时性要求高。公司专 用协议的层次一般只有物理层、链路层及应用层 ，而省略了通用协议所必须的其他层，信息传送 速率快。
（1）传送字符数据格式 （2）波特率
第8章 通信及网络
3. 通信接口
（1）RS232接口 （2）RS485接口 （3）RS422接口
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第8章 通信及网络
8.1.2 网络概述
1. 网络结构概述 2. （1）简单网络 3. （2）多级网络 4. 2. 通信协议 5. （1）通用协议 6. （2）公司专用协议
第8章 通信及网络
设
设
备
备
1
2
图8.1 并行通信
第8章 通信及网络
（2）串行通信 串行通信多用于可编程序控制器与计算机之间，多台可编 程序控制器之间的数据传送。传送时，数据的各个不同位 分时使用同一条传输线，从低位开始一位接一位按顺序传 送，数据有多少位就需要传送多少次，如下图8.2所示。
传送数据
第8章 通信及网络
可编程序控制器常见的有以下类型： 把计算机或编程器作为主站、把操作员界面作为 主站和把PLC作为主站等类型，这几种类型又各 有两种连接：单主站和多主站。
第8章 通信及网络
计算机
PC/PPI电缆
第8章 通信及网络
企业长期生产
经营决策规划 6级
企业经营
理
4级
车间在线 作业管理
过程控制
3级
与监督
控 制
2级
1级
设备 控制
参数检测与 执行器驱动
图8.6 ISO企业自动化系统模型
第8章 通信及网络
2. 通信协议
（1）通用协议 国际标准化组织ISO（International Standard Organization）于1978年提出了开放系统互联 OSI（Open Systems Interconnection）的模型 ，它所用的通信协议一般为7层，如下图8.7所 示。
第8章 通信及网络方面
8.1 通信及网络概述 8.2 通信实现 8.3 网络通信 8.4 自由口通信
第8章 通信及网络
8.1 通信及网络概述
8.1.1 8.1.2 8.1.3
通信方式 网络概述 S7-200通信及网络
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第8章 通信及网络
8.1.1 通信方式
1. 基本通信方式 2. 异步串行通信 3. 通信接口
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第8章 通信及网络
8.1.3 S7-200通信及网络
1. 字符数据格式 2. 网络层次结构 3. 通信类型及协议 4. 通信设备
第8章 通信及网络
1. 字符数据格式
（1）10位字符数据 传送数据由1个起始位、8个数据位、无校验位、 一个停止位组成。传送速率一般为9600波特。 （2）11位字符数据 传送数据由1个起始位、8个数据位、1个偶校验 位、一个停止位组成。传送速率一般为9600波特 或19200波特。
第8章 通信及网络
2. 网络层次结构
西门子公司的生产金字塔由4级组成，由 下到上依次是：过程测量与控制级、过程 监控级、工厂与过程管理级、公司管理级 。S7系列的网络结构如右图8.8所示。
第8章 通信及网络
生产管理 计算机
工业以太网Ethernet
S7-300
S7-300
现场总线Profibus
第8章 通信及网络
1. 基本通信方式
（1）并行通信 （2）串行通信 （3）串行通信分类
第8章 通信及网络
（1）并行通信 并行通信方式一般发生在可编程序控制器 的内部各元件之间、主机与扩展模块或近 距离智能模板的处理器之间。 并行传送时，一个数据的所有位同时传送 ，因此，每个数据位都需要一条单独的传 输线，信息有多少二进制位组成就需要多 少条传输线，如下图8.1所示。
智能模块
S7-200 S7-200
多点链路MPI
S7-200
S7-200
执行器级总线AS-i
传感器及执行部件
1
2
3
4
5
n
图8.8 西门子生产金字塔及网络
第8章 通信及网络
3. 通信类型及协议
（1）通用协议 （2）公司专用协议 ✓PPI协议 ✓MPI协议 ✓Profibus协议 ✓自由口协议 （3）通信类型
第8章 通信及网络
A
B
（a）
A
B
（b）
A
B
（c）
图8.3 单工、半双工和双工
第8章 通信及网络
起始位
数据位
奇偶校验位 停止位 空闲位
0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 0/1 1 1 1
低位 字符n
高位
字符(n+1)
图8.4 异步串行传送数据格式
第8章 通信及网络
2. 异步串行通信
设
10110011
设
备
备
1
2
T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7
0
0
0
1
1
1
1
第8章 通信及网络
（3）串行通信分类 ✓ 按时钟 串行通信按时钟可分为同步传送和异步传送两种方式。 异步传送：允许传输线上的各个部件有各自的时钟，在各 部件之间进行通信时没有统一的时间标准，相邻两个字符 传送数据之间的停顿时间长短是不一样的，它是靠发送信 息时同时发出字符的开始和结束标志信号来实现的，如图 8.4所示。 ✓ 按方向 串行通信按信息在设备间的传送方向又为分单工、半双工 和全双工三种方式。分别如图8.3中的（a）、（b）和（c ）所示。
第8章 通信及网络
1. 网络结构概述
（1）简单网络 多台设备通过传输线相连，可以实现多设备间的通信，就 形成网络结构。下图8.5就是一种最简单的网络结构，它 由单主设备和多个从设备构成。
主设备
从设备1
从设备2
从设备3
从设备n
第8章 通信及网络
（2）多级网络 现代大型工业企业中，一般采用多级网络 的形式，可编程序控制器制造商经常用生 产金字塔结构来描述其产品可实现的功能 。这种金字塔结构的特点是：上层负责生 产管理，底层负责现场检测与控制，中间 层负责生产过程的监控与优化。 国际标准化组织（ISO）对企业自动化系统 确立了初步的模型，如图8.6所示。
第8章 通信及网络
应用层 表示层 会话层 传送层 网络层 数据链路层 物理层
应用层协 议 表示层协 议 会话层协 议 传送层协 议 网络层协 议 数据链路层协 议 物理层协 议
应用层 表示层 会话层 传送层 网络层 数据链路层 物理层
图8.7 通用协议模型
第8章 通信及网络
（2）公司专用协议 低层子网和中层子网一般采用公司专用协议，尤 其是最底层子网，由于传送的是过程数据及控制 命令，这种信息较短，但实时性要求高。公司专 用协议的层次一般只有物理层、链路层及应用层 ，而省略了通用协议所必须的其他层，信息传送 速率快。
（1）传送字符数据格式 （2）波特率
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3. 通信接口
（1）RS232接口 （2）RS485接口 （3）RS422接口
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8.1.2 网络概述
1. 网络结构概述 2. （1）简单网络 3. （2）多级网络 4. 2. 通信协议 5. （1）通用协议 6. （2）公司专用协议
第8章 通信及网络
设
设
备
备
1
2
图8.1 并行通信
第8章 通信及网络
（2）串行通信 串行通信多用于可编程序控制器与计算机之间，多台可编 程序控制器之间的数据传送。传送时，数据的各个不同位 分时使用同一条传输线，从低位开始一位接一位按顺序传 送，数据有多少位就需要传送多少次，如下图8.2所示。
传送数据
第8章 通信及网络
可编程序控制器常见的有以下类型： 把计算机或编程器作为主站、把操作员界面作为 主站和把PLC作为主站等类型，这几种类型又各 有两种连接：单主站和多主站。
第8章 通信及网络
计算机
PC/PPI电缆
第8章 通信及网络
企业长期生产
经营决策规划 6级
企业经营
理
4级
车间在线 作业管理
过程控制
3级
与监督
控 制
2级
1级
设备 控制
参数检测与 执行器驱动
图8.6 ISO企业自动化系统模型
第8章 通信及网络
2. 通信协议
（1）通用协议 国际标准化组织ISO（International Standard Organization）于1978年提出了开放系统互联 OSI（Open Systems Interconnection）的模型 ，它所用的通信协议一般为7层，如下图8.7所 示。