1、- 1 -第一章 可编程控制器简介随着微处理器，计算机的和数字通讯技术的飞速发展，计算机控制技术已经渗透到所有工业领域。当前用于工业控制的计算机可分为:可编程控制器,基于 PC 总线的工业控制计算机,基与单片机的测控装置,用于模拟量闭环控制的可编程调节器,集散控制系统(DCS)和现场总线控制系统(FCS)等。可编程控制器是应用广泛,功能强大,使用方便的通用工业控制装置,已成为当代工业自动化的重要支柱.近几年来，在国内已得到迅速推广普及。正改变着工厂自动控制的面貌，对传统的技术改造、发展新型工业具有重大的实际意义。可编程控制器是 60 年代末在美国首先出现的，当时叫可编程逻辑控制器，目的是用来取
2、代继电器，以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能。其基本设计思想是把计算机功能完善、灵活、通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，控制器的硬件是标准的、通用的。根据实际应用对象，将控制内容写入控制器的用户程序内，控制器和被控对象连接也很方便。可编程控制器对用户来说，是一种无触点设备，改变程序即可改变生产工艺，因此可在初步设计阶段选用可编程控制器，在实施阶段再确定工艺过程。另一方面，从制造生产可编程控制器的厂商角度看，在制造阶段不需要根据用户的要求专门设计控制器，适合批量生产。由于这些特点，可编程控制器问世以后很快受到工业控制界的欢迎，并得到迅速的发展。可编程序
3、控制器，英文称 Programmable Controller，简称 PC。但由于 PC 容易和个人计算机（Personal Computer）混淆，故人们仍习惯地用 PLC 作为可编程序控制器的缩写。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。PLC 是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用
4、了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是 PLC 的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。用户在购到所需的 PLC 后，只需按说明书的提示，做少量的接线和简易的用户程序的编制工作，就可灵活方便地将 PLC 应用于生产实践。一、PLC 的结构及各部分的作用PLC 的类型繁多，功能和指令系统也不尽相同，但结构与工作原理则大同小异，通常由主机、输入/输出接口、电源扩展器接口和外部设备接口等几个主要部分组成。PLC 的硬件系统结构如下图所示：- 2 -1、主机主机部
5、分包括中央处理器（CPU） 、系统程序存储器和用户程序及数据存储器。CPU 是 PLC的核心，它用以运行用户程序、监控输入/输出接口状态、作出逻辑判断和进行数据处理，即读取输入变量、完成用户指令规定的各种操作，将结果送到输出端，并响应外部设备（如电脑、打印机等）的请求以及进行各种内部判断等。PLC 的内部存储器有两类，一类是系统程序存储器，主要存放系统管理和监控程序及对用户程序作编译处理的程序，系统程序已由厂家固定，用户不能更改；另一类是用户程序及数据存储器，主要存放用户编制的应用程序及各种暂存数据和中间结果。2、输入/输出（I/O）接口I/O 接口是 PLC 与输入/输出设备连接的部件。输入
6、接口接受输入设备（如按钮、传感器、触点、行程开关等）的控制信号。输出接口是将主机经处理后的结果通过功放电路去驱动输出设备（如接触器、电磁阀、指示灯等） 。I/O 接口一般采用光电耦合电路，以减少电磁干扰，从而提高了可靠性。I/O 点数即输入/输出端子数是 PLC 的一项主要技术指标，通常小型机有几十个点，中型机有几百个点，大型机将超过千点。3、电源图中电源是指为 CPU、存储器、I/O 接口等内部电子电路工作所配置的直流开关稳压电源，通常也为输入设备提供直流电源。4、编程编程是 PLC 利用外部设备，用户可用以输入、检查、修改、调试程序或监示 PLC 的工作情况。通过专用的 PC/PPI 电缆
7、线将 PLC 与电脑联接，并利用专用的编程软件进行电脑编程和监控。5、输入/输出扩展单元I/O 扩展接口用于将扩充外部输入/输出端子数的扩展单元与基本单元（即主机）连接在一起。6、外部设备接口此接口可将打印机、条码扫描仪,变频器等外部设备与主机相联，以完成相应的操作。实验装置提供的主机型号是西门子 S7-200 系列的 CPU224(AC/DC/RELAY)。输入点数为14，输出点数为 10。二、PLC 的工作原理PLC 是采用“顺序扫描，不断循环”的方式进行工作的。即在 PLC 运行时，CPU 根据用户输入模块 CPU模 块输出模块可 编 程 序 控 制 器编 程 装 置接 触 器电 磁 阀
8、指 示 灯电 源 电 源 限 位 开 关选 择 开 关按 钮 - 3 -按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序，按指令步序号（或地址号）作周期性循环扫描，如无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至程序结束。然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。在每次扫描过程中，还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。PLC 的扫描一个周期必经输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。PLC 在输入采样阶段：首先以扫描方式按顺序将所有暂存在输入锁存器中的输入端子的通断状态或输入数据读入，并将其写入各对应的输入状态寄存器中，即刷新输入。随即关闭输入端口，进入程序执行阶段。PLC 在程
9、序执行阶段：按用户程序指令存放的先后顺序扫描执行每条指令，经相应的运算和处理后，其结果再写入输出状态寄存器中，输出状态寄存器中所有的内容随着程序的执行而改变。输出刷新阶段：当所有指令执行完毕，输出状态寄存器的通断状态在输出刷新阶段送至输出锁存器中，并通过一定的方式（继电器、晶体管或晶闸管）输出，驱动相应输出设备工作。三、PLC 的程序编制1、 编程元件PLC 是采用软件编制程序来实现控制要求的。编程时要使用到各种编程元件，它们可提供无数个动合和动断触点。编程元件是指输入映像寄存器、输出映像寄存器、位存储器、定时器、计数器、通用寄存器、数据寄存器及特殊功能存储器等。PLC 内部这些存储器的作用和
10、继电接触控制系统中使用的继电器十分相似，也有“线圈”与“触点” ，但它们不是“硬”继电器，而是 PLC 存储器的存储单元。当写入该单元的逻辑状态为“1”时，则表示相应继电器线圈得电，其动合触点闭合，动断触点断开。所以，内部的这些继电器称之为“软”继电器。S7-200CPU224、CPU226 部分编程元件的编号范围与功能说明如下表所示元件名称 代表字母 编号范围 功 能 说 明输入寄存器 I I0.0I1.5 共 14 点 接受外部输入设备的信号输出寄存器 Q Q0.0Q1.1 共 10 点 输出程序执行结果并驱动外部设备位存储器 M M0.0M31.7 在程序内部使用，不能提供外部输出T0,
11、T64 保持型通电延时 1msT1T4,T65T68 保持型通电延时 10msT5T31,T69T95 保持型通电延时 100msT32,T96 ON/OFF 延时,1msT33T36,T97T100 ON/OFF 延时,10ms定时器256(T0t255)T37T63,T101T255ON/OFF 延时,100ms计数器 C C0C255 加法计数器，触点在程序内部使用高速计数器 HC HC0HC5 用来累计比 CPU 扫描速率更快的事件- 4 -Q0.0顺序控制继电器S S0.0S31.7 提供控制程序的逻辑分段变量存储器 V VB0.0VB5119.7 数据处理用的数值存储元件局部存储器
12、 L LB0.0LB63.7 使用临时的寄存器，作为暂时存储器特殊存储器 SM SM0.0SM549.7 CPU 与用户之间交换信息特殊存储器 SM(只读) SM0.0SM29.7 接受外部信号累加寄存器 AC AC0AC3 用来存放计算的中间值2、编程语言所谓程序编制，就是用户根据控制对象的要求，利用 PLC 厂家提供的程序编制语言，将一个控制要求描述出来的过程。PLC 最常用的编程语言是梯形图语言和指令语句表语言，且两者常常联合使用。1） 梯形图（语言）梯形图是一种从继电接触控制电路图演变而来的图形语言。它是借助类似于继电器的动合、动断触点、线圈以及串、并联等术语和符号，根据控制要求联接而
13、成的表示 PLC 输入和输出之间逻辑关系的图形，直观易懂。梯形图中常用 图形符号分别表示 PLC 编程元件的动断和动合接点；用（ ）表示它们的线圈。梯形图中编程元件的种类用图形符号及标注的字母或数加以区别。触点和线圈等组成的独立电路称为网络，用编程软件生成的梯形图和语句表程序中有网络编号，允许以网络为单位给梯形图加注释。梯形图的设计应注意到以下三点：梯形图按从左到右、自上而下的顺序排列。每一逻辑行（或称梯级）起始于左母线，然后是触点的串、并联接，最后是线圈。与能流的方向一致。梯形图中每个梯级流过的不是物理电流，而是“概念电流” ，从左流向右，其两端没有电源。这个“概念电流”只是用来形象地描述用
14、户程序执行中应满足线圈接通的条件。输入寄存器用于接收外部输入信号，而不能由 PLC 内部其它继电器的触点来驱动。因此，梯形图中只出现输入寄存器的触点，而不出现其线圈。输出寄存器则输出程序执行结果给外部输出设备，当梯形图中的输出寄存器线圈得电时，就有信号输出，但不是直接驱动输出设备，而 要 通 过 输 出 接 口 的 继 电 器 、 晶 体 管 或 晶 闸 管 才 能 实 现 。 输 出 寄 存 器 的 触 点 也 可 供 内 部 编 程 使用 。2）指令语句表指令语句表是一种用指令助记符来编制 PLC 程序的语言，它类似于计算机的汇编语言，但比汇编语言易懂易学，若干条指令组成的程序就是指令语句
15、表。一条指令语句是由步序、指令语和作用器件编号三部分组成。下例为 PLC 实现三相鼠笼电动机起/停控制的两种编程语言的表示方法：KM 步序 指令语 器件号SS ST I0.0 I0.1 Q0.0 0 LD I0.0KM 1 O Q0.02 AN I0.1- 5 -3 = Q0.0(1)继电接触控制线路图 (2)梯形图 4 END第二章 可编程控制器基本指令简介S7-200 的 SIMATIC 基本指令简表：LDLDNNN装载(开始的常开触点)取反后装载(开始的常闭触点)AANNN与(串联的常开触点)取反后与(串联的常闭触点)OONNN或(并联的常开触点)取反后或(并联的常闭触点)NOT 栈顶值
16、取反EUED上升沿检测下降沿检测二 N 赋值SRS_BIT,NS_BIT,N置位一个区域复位一个区域SHRB DATA,S_BIT,N 移位寄存器SRBSLBOUT,NOUT,N字节右移 N 位字节左移 N 位RRBRLBOUT,NOUT,N字节循环右移 N 位字节循环左移 N 位TON TOFTxxx,TPTxxx,TP通电延时定时器断电延时定时器CTUCTDCxxx,PVCxxx,PV加计数器减计数器END 程序的条件结束STOP 切换到 STOP 模式WDR 看门狗复位 300msJMP N 跳到指定的标号CALL N(N1,N2) 调用子程序，可以优 16 个可选参数CRET 从子程序
17、条件返回FOR/NEXT INDX,INIT,FINALFor/Next 循环- 6 -（ ）ALDOLD电路块串联电路块并联NETRNETWTABLE,PORTTABLE,PORT网络读网络写SLCRSLCTSLCENN顺控继电器段的启动顺控继电器段的转换顺控继电器段的结束(其他指令见附表)一、标准触点指令LE 常开触点指令，表示一个与输入母线相连的动合接点指令，即动合接点逻辑运算起始。LDN 常闭触点指令，表示一个与输入母线相连的动断接点指令，即动断接点逻辑运算起始。A 与带开触点指令，用于单个动合接点的串联。AX 与非常闭触点指令，用于单个动断开接点的串联。O 或常开触点指令，用于单个动
18、合接点的接点的并联。ON 或非常闭触点指令，用于单个动断接点的并联。LD、LDN、A、AN、O、ON 触点指令中变量的数据类型为布尔(BOOC)型。LD、LDN 两条指令用于将接点接到母线上，A、AN、O、ON 指令均多次重复使用，但当需要对两个以上接点串联连接电路块的并联连接时，要用后述的 OLDB 指。例子：二、串联电路块的并联连接指令 OLD两个或两个以上的接点串联连接的电路叫串联电路块。串联电路块并联连接时，分支开始用 LD、LDN 指令，分支结束用 OLD 指令。OLD 指令与后述的 ALD 指令均为无目标元件指令，而两条无目标元件指令的步长都为一个程序步。OLD 有时也简称或块指令
19、。三、并联电路的串联连接指令 ALD两个或两个以上接点并联电路称为并联电路块，分支电路并联电路块与前面电路串联连接时，使用 ALD 指令。分支的起点用 LD、LDN 指令，并联电路结束后，使用 ALD 指令与前面电路串联。ALD 指令也简称与块指令，ALD 也是无操作目标元件，是一个程序步指令。四、输出指令1、(=)输出指令与线圈相对应，驱动线圈的触点电路接通时，线圈流过“能流” ，输出类I 0.2（ ）（ ）Q0.3I 0.3I 0.1I 0.0Q1.4I 3.4 Q2.6C5LD I0.0AN I0.1O I0.2A I0.3ON C5= Q0.3= Q1.4AN I3.4= Q2.6-
20、7 -指令应放在梯形图的最右边，变量为 Bool 型。五、置位与复位指令 S、RS 为置位指令，使动作保持；R 为复位指令，使操作保持复位。从指定的位置开始的 N 个点的映像寄存器都被置位或复位,N=1255 如果被指定复位的是定时器位或计数器位,将清除定时器或计数器的当前值。六、跳变触点 EU,ED正跳变触点检测到一次正跳变(触点得输入信号由 0 到 1)时,或负跳变触点检测到一次负跳变(触点得输入信号由 1 到 0)时,触点接通到一个扫描周期.正/负跳变的符号为 EU 和 ED,他们没有操作数,触点符号中间的”P”和”N”分别表示正跳变和负跳变七、空操作指令 NOPNOP 指令是一条无动作
21、、无目标元件的 1 程序步指令。空操作指令使该步序为空操作。用NOP 指令替代已写入指令，可以改变电路。在程序中加入 NOP 指令，在改动或追加程序时可以减少步序号的改变。八、程序结束指令 ENDEND 是一条无目标元件的 1 程序步指令。PLC 反复进行输入处理、程序运算、输出处理，若在程序最后写入 END 指令，则 END 以后的程序就不再执行，直接进行输出处理。在程序调试过程中，按段插入 END 指令，可以按顺序扩大对各程序段动作的检查。采用 END 指令将程序划分为若干段，在确认处于前面电路块的动作正确无误之后，依次删去 END 指令。要注意的是在执行 END 指令时，也刷新监视时钟。
22、- 8 -第三章 可编程控制器梯形图编程规则一、编程的几个步骤 （一）决定系统所需的动作及次序。当使用可编程控制器时，最重要的一环是决定系统所需的输入及输出，这主要取决于系统所需的输入及输出接口分立元件。输入及输出要求：(1) 第一步是设定系统输入及输出数目，可由系统的输入及输出分立元件数目直接取得。 (2）第二步是决定控制先后、各器件相应关系以及作出何种反应。（二）将输入及输出器件编号每 一 输 入 和 输 出 ， 包 括 定 时 器 、 计 数 器 、 内 置 寄 存 器 等 都 有 一 个 唯 一 的 对 应 编 号 ， 不 能 混用 。（三）画出梯形图。根据控制系统的动作要求，画出梯形
23、图。梯形图设计规则（1）触点应画在水平线上，不能画在垂直分支上。应根据自左至右、自上而下的原则和对输出线圈的几种可能控制路径来画。（2）不包含触点的分支应放在垂直方向，不可放在水平位置，以便于识别触点的组合和对输出线圈的控制路径。（3）在有几个串联回路相并联时，应将触头多的那个串联回路放在梯形图的最上面。在有几个并联回路相串联时，应将触点最多的并联回路放在梯形图的最左面。这种安排，所编制的程序简洁明了，语句较少。（4）不能将触点画在线圈的右边，只能在触点的右边接线圈。（四）将梯形图转化为程序把继电器梯形图转变为可编程控制器的编码，当完成梯形图以后，下一步是把它编码成可编程控制器能识别的程序。这
24、种程序语言是由地址、控制语句、数据组成。地址是控制语句及数据所存储或摆放的位置，控制语句告诉可编程控制器怎样利用数据作出相应的动作。（五）在编程方式下用键盘输入程序。（六）编程及设计控制程序。（七）测试控制程序的错误并修改。（八）保存完整的控制程序。 - 9 -第四章 S7-200 的自动化通信网络可编程序控制器与计算机可以直接或通过通信处理单元、通信转接器相连构成网络，以实现信息的交换，并可构成“集中管理、分散控制”的分布式控制系统，满足工厂自动化(FA)系统发展的需要。各可编程序控制器或远程 I/O 模块按功能各自放置在生产现场进行分散控制，然后用网络连接起来，构成集中管理的分布式网络系统
25、。网络产品的总称，它包含了三个主要的层次。1工业以太网它是基与国际标准 IEEE802.3 的开放式网络。以太网可实现管理- 控制网络的一体化，可集成到因特网，为全球联网提供了条件。网络规模可达 1024 站，距离可达.5km(电气网络)或200km(光纤网络)。工业以太网将控制网络集成到信息技术(IT)中，可与使用 TCP/IP 协议的计算机传输数据，可使用 E-mail 和 Web 技术，用户可在工业以太网的 Socket 接口上编制自己的协议，可在网络中的任何一点进行设备启动和故障检查，冗余网络可构成冗余系统。西门子可提供以太网通信模块或通信处理器，远程访问路由器可在广域网连接的两个以太
26、网之间实现远程通信。2现场总线 PROFIBUS它是用于车间级和现场级的国际标准，传输速率最在为 12Mbps，响应时间的典型值为1ms，使用屏蔽双绞线电缆(最长 9.6km)或光缆(最长 90km)，最多可接 127 个从站。PROFIBUS 由 3 个系列组成：PROFIBUS-DP 、PROFIBUS-PA 和 PROFIBUS-FMS。PROFIBUS-DP 特别适用于可编程序控制器与现场级分散的远程 I/O 设备之间的快速数据交换通信，即插即用。使用编程软件 STEP 7-Micro/WIN 32 或 SIMATIC NET 软件，可对网络设备组态或设置参数，可启动或测试网络中的节点
27、。西门子的 S7 系列可编程序控制器有的配备有集成的 PROFIBUS-DP 接口，也可以通过接口模块或通信处理器连接到 PROFIBUS-DP。可将多条 PROFIBUS-DP 线路通过集成的接口或接口模块连接到一个可编程序控制器。3AS-i 接口AS-i 是传感器和执行器通信的国际标准(EN50295)，响应时间小于 5ms，使用未屏蔽的双绞线，由总线提供电源，最长通信距离为 30m，最多接 62 个从站。1.S7-200 的通信方式与通信参数的设置（1）S7-200 的通信方式S7-200 的通信功能强，有多种通信方式可供用户选择。在运行 Windows 或 Windows NT 操作系
28、统的个人计算机(PC)上安装了 STET 7-Micro/WIN 32 编程软后，PC 可作为通信中的主站。1）单主站方式- 10 -单主站与一个或多个从站相连，STEP 7-Micro/WIN32 每次和一个 S7-200 CPU 通信,但是它可以访问网络上的所有 CPU。2）多主站方式通信网络中有多个主站，一个或多个从站。带 CP 通信卡的计算机和文本显示器 TD200、操作面板 OP15 是主站，S7-200 CPU 可以是从站或主站。（2） S7-200 通信的硬件选择表 1 给出了可供用户选择的 STEP 7-Micro/WIN 32 支持的通信硬件和波特率。除此之外，S7-200
29、还可以通过 EM277 PROFIBUS-DP 模块连接到 PROFIBUS-DP 现场总线网络，各通信卡提供一个与 PROFIBUS 网络相连的 RS-485 通信口。表 2 给出了 S7-200 与 PROFIBUS 通信模块 EM227 的性能。表 1 STEP 7-Micro/WIN 32 支持的硬件配置支持的硬件 类 型 支持的波特率 /Kbps 支持的协议PC/PPI 电缆 到 PC 通信口的电缆联接器 9.6，19.2 PPI 协议CP 5511 II 型，PCMCIA 卡支持用于笔记本电脑的 PPI，MPI 和PROFIBUS 协议CP 5611 PCI 卡(版本 3 或更高)
30、MPI 集成在编程器中的PC ISA 卡9.6，19.2，187.5 支持用于 PC 的PPI， MPI 和PROFIBUS 协议表 2 S7-200 与 PROFIBUS 通信模块 EM277 的性能连 接 口 支持的波特率/Kbps 逻辑连接数 支持的协议S7-200 CPU口 0 9.6K口 1 9.6K， 19.2K， 187.5K每个模块 4 个 PPI， MPI 和PROFIBUS 协议EM277 PROFIBUS-DP 模块每个 CPU 最多 2 块 9.6K-12M 每个模块 6 个MPI 和 PROFIBUS 协议（3）网络部件1）通信口S7-200 CPU 上的通信口是与
31、RS-485 兼容的 9 针 D 型连接器，符合欧洲标准 EN 50170。表 3 给出了通信口的引脚分配。- 11 -表 3 S7-200 CPU 通信口引脚分配针 PROFIBUS 名称 端口 0/端口 11 屏蔽 逻辑地2 24V 返回 逻辑地3 RS-485 信号 B RS-485 信号 B4 发送申请 RTS(TTL)5 5V 返回 逻辑地6 +5V +5V，100 串联电阻7 +24V +24V8 RS-485 信号 A RS-485 信号 A9 不用 10 位协议选择连接器外壳 屏蔽 屏蔽2）网络连接器利用西门子提供的两种网络连接器可以把多个设备很容易的连到网络中。两种连接器都有
32、两组螺钉端子，可以连接网络的输入和输出。一种连接器仅提供连接到 CPU 的接口，而另一种连接器增加了一个编程接口。两种网络连接器还有网络偏置和终端偏置的选择开关，该开关在 ON 位置时的内部接线图，在 OFF 位置时未接终端电阻。接在网络端部的连接器上的开关应放在 ON 位置。带有编程器接口的连接器可以把 SIMATIC 编程器或操作员面板接到网络中，而不用改动现有的网络连接。编程器接口的连接器把 CPU 来的信号传到编程器接口，这个连接器对于连接从 CPU 获取电源的设备 (例如操作员面板 TD200 或 OP3)很有用。（4）使用 PC/PPI 电缆通信使用 PC/PPI 电缆可实现 S7
33、-200CPU 与 RS-232 标准兼容的设备的通信。有两种不同型号的 PC/PPI 电缆：1)带 RS-232 口的隔离型 PC/PPI 电缆，用 5 个 DIP 开关设置波特率和其他配置项。通信的波特率用 PC/PPI 电缆盒上的 DIP 开关来设置。2)带 RS-232 口的非隔离型 PC/PPI 电缆，用 4 个 DIP 开关设置波特率，这种电缆已经被隔离型 PC/PPI 电缆取代。 当数据从 RS-232 传送到 RS-485 口时，PC/PPI 电缆是发送模式。当数据从 RS-485 传送到RS-232 口时， PC/PPI 电缆是接收模式。检测到 RS-232 的发送线有字符时
34、，电缆立即从接收模式切换到发送模式。RS-232 发送线处于闲置的时间超过电缆切换时间时，电缆又切换到接收模式。这个时间与电缆上的 DIP 开关设置的波特率有关（5）开关 PC/PPI 电缆的 5 号 DIP 设为 0 时，RS-232 口为数据通信设备(DCE) 模式，设置为 1 时，为数据终端设备(DTE) 模式。表 4 是 PC/PPI 电缆各个引脚的定义。表 4RS-485 至 RS-232DTE 连接器引脚RS-485 连接器引脚 RS-232DTE 连接器引脚- 12 -引脚号 信号说明 引脚号 信号说明1 地(RS-485 逻辑地) 1 数据载波检测(DCD)(不用)2 24V(
35、RS-485 逻辑地) 2 接收数据(RD，输入到 PC/PPI 电缆)3 信号 B(RxD/TxD+) 3 发送数据(TD，从 PC/PPI 电缆输出)4 RTS(TTL 电平 ) 4 数据终端就绪(DTR，不用)5 地(RS-485 逻辑地) 5 地(RS-232 逻辑地)6 +5V(带 100 串联电阻) 6 数据设置就绪(DSR，不用)7 24V 电源 7 申请发送(RTS，PC/PPI 电缆输出)8 信号 A(RxD/TxD-) 8 清除发送(CTS，不用)9 协议选择 9 振铃指示器(RI，不用)注：调制解调器需要一个阴到阳的 9 针到 25 针的转换。2在编程软件中安装与删除通信
36、接口在 STEP 7-Micro/WIN 32 中选择菜单命令“检视通信”或单击浏览栏中的通信图标，可进入设置通信的对话框。在对话框中双击 PC/PPI 电缆的图标，出现“设置 PG/PC 接口(Set PG/PC Interface)”对话框。按“Select( 选择) ”按钮，出现 “安装/ 删除”窗口，可用它来安装或删除通信硬件。对话框的左侧是可供选择的通信硬件，右侧是已经安装好的通信硬件。1）通信硬件的安装从左边的选择列表框中选择要安装的硬件型号，窗口下部显示出对选择的硬件的描述。单击“Install(安装)”按钮，选择的硬件将出现在右边的“Installed(已安装) ”列表框。安装
37、完后按“Close( 关闭)”按钮，回到 “设置 PG/PC 接口”对话框。2）通信硬件的删除在“安装/删除”窗口中右边的已安装列表框中选择硬件，单击“Uninstall(删除)”按钮，选择的硬件被删除。3）Windows NT 用户的特殊硬件安装信息在 Windows NT 操作系统安装硬件模块与在 Windows 95 上安装略有不同。Windows 95 自动地设置系统资源，而 Windows NT 只提供默认值，它们与硬件配置可能不匹配，但可以很容易地修变这些参数，以便与要求的系统设置匹配。安装完硬件后，在已安装列表栏中选择它，单击“Resource(资源)”按钮，出现资源对话框，该框
38、允许修改实际安装的硬件的系统设置值。如果该按钮呈灰色，说明不需修改参数。此时可能需要参考硬件手册，根据硬件设置决定对话框中列举的各个参数的设置值。为了正确建立通信，可能需要试几个不同的中断。如果在 Windows NT 中使用 PC/PPI 电缆，网络中不允许有其他主站。3计算机使用的通信接口参数的设置- 13 -打开“设置 PG/PC 接口”对话框， “Micro/WIN”应出现在“Access Point of the Application(应用的访问接点) ”列表框中。PC/PPI 电缆只能选用 PPI 协议：选择好通信协议后，单击“设置 PG/PC 接口”对话框中的“属性(Prope
39、rties)”按钮，然后在弹出的窗口中设置通信参数。PC/PPI 电缆的 PPI 参数设置：如果使用 PC/PPI 电缆，在“设置 PG/PC 接口”对话框中单击“属性”按钮，就会出现 PC/PPI 电缆(PPI) 的属性窗口。进行通信时，STEP 7-Micro/WIN 32 的默认设置为多主站 PPI 协议。此协议允许 STEP 7-Micro/WIN 32 与其他主站 (TD 200 与操作员面板) 在网络中共为主站。选中 PG/PC 接口中PC/PPI 电缆属性对话框中的 “多主站网络(Multiple Master Netword)”，即可启动此模块，未选择时为单主站协议。4S7-2
40、00 的网络通信协议S7-200 支持多种通信协议，如点对点接口(PPI)、多点接口(MPI) 和 PROFIBUS。它们都是基于字符的异步通信协议，带有起始位、8 位数据、偶校验和 1 个停止位。通信帧由起始和结束字符、源和目的站地址、帧长度和数据完整性校验和组成。只要波特率相同，三个协议可以在网络中同时运行，不会相互影响。协议支持一个网络上的 127 个地址(0126) ，网络上最多可有 32 个主站，网络上各设备的地址不能重复。运行 STEP 7-Micro/WIN 32 的计算机的默认地址为 0，操作员面板的默认地址为 1，可编程控制器的默认地址为 2。（1）点对点接口协议(PPI)P
41、PI(Point-to-Point)是主/从协议，网络上的 S7-200 CPU 均为从站，其他 CPU、SIMATIC编程器或 TD200 为主站。如果在用户程序中允许 PPI 主站模式，一些 S7-200 CPU 在 RUN 模式下可以作主站，它们可以用网络读(NETR)和网络写(NETW)指令读写其他 CPU 中的数据。S7-200 CPU 作 PPI 主站时，还可以作为从站响应来自其他主站的通信申请。PPI 没有限制可以有多少个主站与一个从站通信，但是在网络中最多只能有 32 个主站。（2）多点接口协议(MPI)MPI 是集成在西门子公司的可编程序控制器、操作员界面和编程器上的集成通信
42、接口，用于建立小型的通信网络。最多可接 32 个节点，典型数据长度为 64 字节，最大距离 100m。MPI(Multi-Point)可以是主/主协议或主/ 从协议。S7-300 CPU 作为网络主站，使用主/ 主协议。对 S7-200 CPU 建立主/从连接，因为 S7-200 CPU 是从站。MPI 在两个相互通信的设备之间建立连接，一个连接可能是两个设备之间的非公用连接，另一个主站不能干涉两个设备之间已经建立的连接。主站可以短时间建立连接，或使连接长期断开。每个 S7-200 CPU 支持四个连接，每个 EM277 模块支持 6 个连接。它们保留两个连接，其中一个给 SIMATIC 编程
43、器或计算机，另一个给操作员面板。保留的连接不能被其他类型的主站(如 CPU)使用S7-200 与计算机之间的 MPI 通信，S7-200 要与计算机之间进行 MPI 通信，计算机内必须安装有 CP561 网卡- 14 -5CP5611 的安装和使用（1）CP5611 硬件的安装CP5611 适用于台式计算机或是工控机，不适用于笔记本电脑。CP5611 硬件安装很简单，将计算机断电，然后将CP5611 卡安装在计算机的空余的 PCI 插槽上即可，PCI 要求为32 位，遵从PCI V2.1 规范，最低主频不能低于33MHz，如果使用 DP 方式至少应为166MHz 。CP5611 的安装可以是S
44、tep7 软件安装之前也可以是在 Step7 软件安装之后。（2）CP5611 软件的驱动说明CP5611 卡没有随硬件提供的软件驱动，如果在安装Step7 软件之前，CP5611 已经安装在计算机内，那么在安装Step7 软件的“Set PG/PCInterface”时软件会自动识别CP5611 卡，并且会自动安装其驱动程序，Step7 软件安装完成后可以在 “Set PG/PC Interface ”中找到CP5611 的接口类型，如果在安装完Step7 软件后才在计算机的PCI 插槽上安装好CP5611 卡，那么重新启动计算机后，系统会自动找到CP5611，并自动安装，安装完成后启动 S
45、tep7 软件，在“Set PG/PCInterface ”中可以找到 CP5611 相关接口选项，具体画面如下：点击按钮 ，可以看到CP5611 已经安装，画面如下：- 15 -（3） CP5611 硬件自检正确安装CP5611 卡后，通过Step7 软件可以对其进行检测，看它能否正常使用，具体操作方法如下：打开“Set PG/PC Interface ”然后选择 或者 接口类型中的任一种，然后点击按钮 ，选择“PROFIBUS/MPI Network Diagnostics”选项，点击按钮 ，如果CP5611 能够正常使用，则测试 OK，显示画面如下：如果CP5611 不能正常使用，则会有
46、错误显示，例如- 16 -注：如果网络测试显示“Error 0x031a”错误信息，可以在“Set PG/PC Interface ”中点击按钮 ，然后将PG/PC 设为唯一的主站，画面如下：然后再做测试，测试OK.同时也可以对CP5611 做硬件测试，选择“Hardware”选项，点击按钮 ，如果CP5611 与计算机其它硬件资源没有冲突，则测试OK，显示画面如下：如果网络和硬件测试均正常，说明CP5611 能够正常使用。（4） CP5611 在Step7 软件中的选择和设置首先说明使用CP5611 建立与CPU 的通讯时，必须使用MPI 电缆或是Profibus 电缆作为CPU 与 CP5
47、611 的连接电缆。 打开“SIMATIC Manager”，点击“Options”，在下拉菜单中找到“SetPG/PC Interface”，画面如下：- 17 -（a）、如果选择与CPU 相连的是MPI 接口，请选择 ，此时S7ONLINE (STEP7) - 为CP5611(MPI)，然后点击按钮 设置MPI 的属性，画面如下：设置MPI 接口属性，选择MPI 接口的通讯波特率，注意此处的波特率一定要和实际要通讯的CPU MPI 口实际的波特率相同，例如如果CPU MPI 口实际的波特率为187.5Kbps，而此处设置为19.2Kbps，则不能建立通讯，会显示错误信息，因为PLC默认的波
48、特率为9.6Kbps，而MPI通信的最低波特率为19.2Kbps所以在进行MPI通信前应用PPI 通信将PLC地址该为要求的值（187.2Kbps）同时要注意PG/PC 的地址不要和PLC 的地址相同。使用电缆连接好CPU 与CP5611 后可以判断是能够找到网络上的站点，点击按钮，进入网络诊断画面然后点击按钮 ，可以看到网络上的站点，显示画面如下：- 18 -设置完成后点击2 次“OK”，Step7 会提示如下信息点击“OK”完成PG/PC Interface 的设置，此时可以建立PC 与CPU 的通讯，正常通讯时CP5611 卡的指示灯快闪。（b）、如果选择与CPU 相连的是Profibu
49、s 接口，请选择 ，此时S7ONLINE (STEP7) - 为CP5611(PROFIBUS)，然后点击按钮 设置Profibus 端口的属性，画面如下：设置Profibus 接口属性，如果PG/PC 为唯一的主站请选中，然后选择Profibus 接口的通讯波特率，注意此处的波特率一定要和实际要通讯的CPU DP 口实际的波特率相同，例如如果 CPU DP 口实际的波特率1.5Mbps，而此处设置为187.5Kbps，则不能建立通讯，会显示错误信息，其它按默认设置，通讯波特率调整同MPI通- 19 -讯。同时要注意PG/PC 的地址不要和PLC 的地址相同。测试与网络上的站点通讯方法与MPI 方式相同。设置完成后点击2 次“OK”，Step7 会提示如下信息：点击“OK”完成PG/PC Interface 的设置，此时可以建立PC 与CPU 的通讯，正常通讯时CP5611 卡的指示灯快闪。（c）、使用CP5611
