人机界面与PLC之间的通信控制

人机界面与PLC之间的通信控制

S7-200通信最经济的方式就是采用PPI协议和自由口通信协议。对于S7-200之间进行通信，PPI协议又更适合——它比自由口通信的编程更简单！下面就对这个PPI通信进行说明——以2台S7-200通信为例，做一个实例。

设备配置：1台S7-200 CPU 226CN的PLC、1台S7-200 CPU 224XP

的PLC

硬件连接：原则上需要配备1条紫色的Profibus电缆、2个黑色的Profibus-DP接头。如果需要在PLC通信时对所有在线的PLC进行监控/编程操作而不占用另外的通信口（也就是说，假如所有PLC用端口PROT1进行PPI 通信，而现在要对所有PLC依次编程/监控，但又不想占用这些PLC的端口PROT0——端口PROT0可能已作它用），那么必须在其中1台PLC采用带编程口的Profibus-DP接头。所以说，带编程口的Profibus-DP接头在整个网络中只需要一个就可以了。这样，也就可以在某一台PLC处对在网的其它PLC进行编程/监控。

引脚分配：

........S7－－200 CPU上的通讯端口是符合欧洲标准EN 50170中PROFIBUS标准的RS－－485兼容9针D型连接器。下表列出了为通讯端口提供物理连接的连接器，并描述了通讯端口的针脚分配。下面是S7-200的通信接口——D型9孔母头的引脚定义。

网络电缆的偏压电阻和终端电阻

为了能够把多个设备很容易地连接到网络中，西门子公司提供两种网络连接器：一种标准网络连接器（引脚分配如表7-7所示）和一种带编程接口的连接器，后者允许您在不影响现有网络连接的情况下，再连接一个编程站或者一个HMI 设备到网络中。带编程接口的连接器将S7－－200的所有信号（包括电源引脚）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所示：

........处于中间节点的从站在不工作时可以断电。

PROFIBUS电缆的接法

........PROFIBUS电缆，紫色，只有两根线在里面，一根红的一根绿的，然后外面有屏蔽层，接线的时候，要把屏蔽层接好，不能和里面的电线接触到，要分清楚进去的和出去的线分别是哪个，假如是一串的，就是一根总线下去，中间不断地接入分站，这个是很常用的方法，在总线的两头的两个接头，线都要接在

进去的那个孔里，不能是出的那个孔，然后这两个两头的接头，要把它们的开关置为ON状态，这时候就只有进去的那个接线是通的，而出去的那个接线是断的，其余中间的接头，都置为OFF，它们的进出两个接线都是通的（我觉得德国人真的是和我们的思维不同，我觉得应该是OFF表示关闭吧，他偏设置ON为关闭，搞不懂）。这就是线的接法，接好了线以后呢，还要用万用表量一量，看这个线是不是通的。假如你这根线上只有一个接头，你量它的收发两个针上面的电阻值，假如是220欧姆，那么就是对的，假如你这根线已经做好了，连了一串的接口，你就要从一端开始逐个检查了。第一个单独接线的接口，是ON状态，然后你把邻近的第一个接口的开关也置为ON，那么这个接口以后的部分就断了（出口的线已经被关掉了啊~）现在测最边上，就是单线接的那个接口，之后的东西一直都是测这个接口，测它的收发两个针，和刚才一样，假如电阻是110

欧姆（被并联了），那么这段线路就是通的，然后把中间刚才那个改动为ON的接口改回到OFF，然后是下一个接口改为ON，。。。。。。就这么测下去，哪个的电阻不是110欧姆了，就是那一段的线路出问题了。

........PROFIBUS网络电缆（西门子产品号：6XV1 830-0EH10），波特率为100Kbps以下时也可使用普通双绞线（截面积不小0.22平方毫米）。原则上绿色接RS485信号负（对应Profibus接头的A1）、红色接RS485信号正（对应Profibus接头的B1）。当然，统一反着接也可以——绿色接RS485信号正（对应Profibus接头的B1）、红色接RS485信号负（对应Profibus接头的A1）。不要交叉就行。

Profibus-DP现场总线电缆电缆：用于Siemens公司支持的Profibus-DP总线系统。

●能够对应12Mbps的高速传送，充分发挥PROFIBUS-DP的功能。

●铝箔PET带和高密度编织的双层屏蔽使抗干扰性能出色，通信的传送质量稳定。

●护套使用了柔软性和耐油、耐热性能良好的无铅聚氯乙烯混合物。

●护套的颜色以紫色(RAL001)为标准色。

........德国LAPP UNITRONICO BUS L2/FIP：实心裸铜丝导体，2芯绞合成对，芯线颜色为红+绿。铝箔屏蔽后加裸铜丝编织，PVC外护套，阻燃，符合VDE 0472第804部份，B类试验(IEC 332.1)，紫色(RAL4001)。

........传输速率决定允许的总线电缆最大长度如下：

PROFIBUS-DP 1.5MBit/s＝最长200m

(SIMATIC网) 12.0MBit/s＝最长100m

工厂通讯处理层1.0MBit/s=最长200m

2.5MBit/s=最长200m

........上述参数适用于PROFIBUS-DP及PROFIBUS—FMS总线电缆。

........国产普通屏蔽电缆也可以替代PROFIBUS电缆，没有问题，实践证明是可以用的。这样说吧，使用是没有问题的，但是是要有些请提条件的，比如西门子给出的多大速率下对应多大的通讯距离，西门子DP电缆没有问题，但是国产屏蔽电缆就有可能不能用到这么长的通讯距离。要选用质量好的国产屏蔽电缆。

........为了保证信号的稳定要在DP网络的两端接电阻,3和8脚接220电阻,3和VP引脚接390电阻,8脚和DGND脚接390电阻。如果有RS485连接器，就不用自己加终端电阻，RS485连接器中已经自带终端电阻了。

.......国产屏蔽电缆抗干扰的能力应该要若一些，如果是电磁环境很差的地方，例如有交交变频系统等，建议使用profibus-dp电缆。比较重要的系统中，对通讯安全非常严格的话，建议还是使用西门子的profibus-dp电缆。

........上面是官方提到的硬件连接方式，在实际中，我们可能因为使用情况不同（临时使用、实验使用、同一个电控柜内使用等），手边没有现成的Profibus 电缆和Profibus-DP接头。那么，在这种情况下就需要自己制作了。下面就简单说一下制作方法：

1、不带编程口的通信线制作：

........有多少个PLC就买多少个D型9针公头，然后买需要长度的Profibus 电缆（实在没有，买屏蔽双绞线也可以，不过抗干扰性没那么好哟；近距离的话，随便用什么线连接都可以，哪怕是2根单股导线，也没问题）。通过电缆，把这些D型9针公头的3脚依次连接在一起，把这些D型9针公头的8脚也依次连接在一起。接线的时候注意点，不要接错了——笔者就因为疏忽大意接错线，导致查了几个小时的故障才发现接线错了（首先怀疑线错了，用万用表打，没发现问题，晕哟，可能是遇见鬼了；最后把线全拆了，重新焊接即恢复正常）。

........如果通信存在问题，那么建议把这些D型9针公头的5脚也接在一起，强制低电位相等。如果有屏蔽线的话，就接上屏蔽线。屏蔽层接到每台设备的外壳并最后接大地。

........至于终端电阻和偏置电阻，距离短的话，就可以不接了。不过，虽然不接，也得了解其原理——终端电阻和偏置电阻如17楼图示。因为PROFIBUS 的连接电缆通常采用TYPE A标准，其中的电缆阻抗值最大为165欧，

390/220/390的等效电阻是170，是为了实现阻抗匹配。当没有通讯进行时，终端电阻可以保证信号线间的电压差。通常加载在终端的电压为5V，390/220/390使得两信号线点的电压值分别为1.95和3.05V，是理想的静态电压（差分）。

........官方的PROFIBUS接头有进线和出线2个口，采用官方的PROFIBUS 接头接线时需要注意：“首站”和“末站”都接进线。