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S7-200之間的通訊

S7-200 與 S7-200 之間的通信常用于實現多個S7-200 CPU模塊之間的數據交換。S7-200 與 S7-200 之間的通信方式有網絡讀寫（PPI）通信﹑以太網通信﹑電話網Modem 通信﹑MD720-3無線通信等。由于S7-200 CPU模塊只能做MPI從站，S7-200 CPU 模塊的擴展模塊 EM277 也只能做 MPI 從站或 Profibus DP 從站，所以S7-200 與S7-200之間不支持MPI通信﹑Profibus DP 通信等通信方式。本文將從以下方面詳細介紹S7-200與S7-200之間的通信：

• 1. S7-200與S7-200之間有哪些通信方式
• 2. 如何選擇用于S7-200與S7-200之間的通信方式

1. S7-200與S7-200之間有哪些通信方式

S7-200與S7-200之間的通信方式靈活多樣，常用的通信方式有如下四種：

• 網絡讀寫（PPI）通信

• 以太網通信

• 電話網Modem通信

• MD720-3 無線通信

提示：除了以上方式，您也許會想到Modbus通信和自由口通信。這兩種方式可以用于S7-200之間的數據交換，但是不是我們的常用通信方式。因為使用Modbus通信和自由口通信時您需要編寫大量的程序，并無法很好的保證通信的準確性和實時性，Modbus 通信和自由口通信是常用于S7-200CPU與第三方設備或儀表之間的數據交換方式。

1.1 網絡讀寫（PPI）通信

PPI 協議是S7-200的主從通信協議.利用此方式可以實現S7-200與S7-200間的數據交換。這種通信方式利用CPU集成通信口即可實現，配置簡單。通信中，主站設備將請求發送至從站設備，然后從站設備進行響應。具體如下圖所示：

實現網絡讀寫（PPI）通信可以使用以下兩種方法：

*,使用Step 7 Micro/Win編程軟件中指令向導中的NETR/NETW向導；

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具體方法和相關注意事項請參考《西門子 S7-200•LOGO!•SITOP 參考》（更新版）S7-200 PLC->通信->網絡讀寫（PPI）通信。

第二，使用NETR/NETW指令，需要客戶自己編寫程序實現。

詳細的編程設置及例子程序請參考《S7-200可編程控制器系統手冊》第6章S7-200指令集->通信指令->網絡讀寫指令。

提示： NETR/NETW向導使用簡單，不用大量編程，只需按照向導步驟設置參數，因此不易出錯。采用向導的方法實現網絡讀寫（PPI）通信。

使用網絡讀寫（PPI）通信時需要注意以下幾點：

*，只有PPI主站需要配置或編程，從站不需要配置；

第二，主站既可以讀寫從站的數據，也可以讀寫另一個主站的數據；

第三，在一個PPI網絡中，與一個從站通信的主站的個數沒有限制，但是一個網絡中主站的個數不能超過32個；

第四，由于S7-200 CPU集成的通信口是非隔離的。因此在一個PPI通信網絡中，一個網段的距離不能超過50米。如果通訊距離超出50m，應在通信網絡中使用中繼器。如下所示:

提示：在上圖中，通常擴展一個中繼器可延長通信網絡50米，但如果擴展一對中繼器，并且它們之間沒有任何節點，中繼器之間的距離可達到1000米。

在網絡中使用中繼器的具體方法可參考《S7-200可編程控制器系統手冊》第7章 網絡通信->網絡的建立->在網絡中使用中繼器

1.2 以太網通信

S7-200PLC可以通過智能擴展模塊CP243-1連接至工業以太網中。這樣，S7-200之間就可以通過以太網進行數據交換，如下圖所示：

使用以太網通信需要注意以下幾點：

*，S7-200與S7-200之間采用以太網通信方式必須增加CP243-1以太網通信模塊，且一個S7-200CPU只能連接一個CP243-1擴展模塊；

第二，CP243-1不是即插即用模塊，需先通過Step 7 Micro/Win編程軟件對其組態；

第三，CP243-1可同時與多8個以太網S7控制器通信，即建立8個S7連接。

更多關于CP243-1模塊的使用問題可參考文檔《S7-200 以太網模塊系列 CP243-1》

以太網通信請參考《西門子 S7-200•LOGO!•SITOP 參考》V0.95版（更新版）S7-200 PLC->通信->以太網通信(CP243-1)

S7-200與S7-200之間的以太網通信編程可參考《CP243-1快速入門》《以太網模塊技術手冊》

1.3 電話網Modem通信

S7-200與S7-200之間的電話網Modem通信常用于異地通信，在S7-200與S7-200的本地通信中不常用。

如下圖所示：電話網Modem是通過S7-200 CPU的擴展模塊EM241調制解調器模塊來實現的。在公共電話網或小交換機的模擬音頻系統中，使用電話線連接EM241上標準的RJ11電話接口，對EM241 進行相應的配置編程即可實現S7-200 CPU之間的數據讀取或寫入。

電話網Modem通信（EM241）請參考《S7-200可編程控制器系統手冊》第10章創建調制解調模塊程序

電話網Modem通信注意事項請參考《西門子 S7-200•LOGO!•SITOP 參考》V0.95版（更新版）S7-200 PLC->通信->電話網Modem通信（EM241）

EM241與EM241之間的通信編程請參考《EM241快速入門》

1.4 MD720-3 無線通信

MD720-3無線通信也常用于異地通信，在S7-200與S7-200之間的本地通信中不常用。如有需要通信的模塊在異地或現場不適宜布線等原因，可考慮采用此通信方式。

S7-200與S7-200之間通過MD720-3無線通信模塊可以實現以下兩個功能：

• 終端模式：短消息功能

• OPC模式： 數據交換功能。

*，如下圖所示：MD720-3 終端模式用于S7-200與S7-200之間互相收發短信。此通信方式不需要OPC中心站，只需要在需要通信的每個S7-200 CPU右側都擴展MD720-3無線通信模塊，配置天線﹑西門子PC/PPI串口電纜等硬件，并且在MD720-3模塊中插入SIM卡。

終端模式需要的硬件軟件配置﹑庫指令的下載及編程請參考《S7-200 PLC 通過MD720-3 發送短消息》

第二，如下圖所示：MD720-3 OPC模式用于S7-200與S7-200之間進行數據交換。此通信方式除了配置以上與終端模式相同的硬件之外，還必須配置OPC中心站，即必須使用SINAUT MICRO SC　OPC服務器軟件和OPC客戶機軟件。

OPC模式需要的硬件軟件配置請參考《SINAUT MD720-3的GPRS通信》

OPC模式編程的庫指令 下載

MD720-3 OPC 模式編程請參考《SINAUT MD720-3功能塊編程入門》

更多信息請參考《MD720-3技術手冊》

2. 如何選擇用于S7-200與S7-200之間的通信方式

針對以上常用的四種通信方式，我們該如何選用S7-200與S7-200之間的通信方式呢？ 根據現場實際需求及通信模塊的使用條件，我們提供以下幾種參考：

• 如果需要進行通信的S7-200 CPU集成的通信端口未被占用，S7-200 CPU模塊都在本地，通信距離不遠，且通信速率要求不高，那么可選用網絡讀寫（PPI）通信；

• 如果需要進行通信的S7-200 CPU集成的通信端口已被占用，或通信距離較遠甚至達到幾千米，或通信速率要求達到M bits/s,那么可選用以太網通信；

• 如果需要進行通信的S7-200 CPU模塊分布在相距很遠的異地，并且模塊之間數據交換量不大，實時行要求不高，我們可考慮選用電話網Modem通信；

• 如果需要進行通信的S7-200 CPU模塊相互之間要求有短消息收發或實時性不高的數據交換，并且現場環境不適宜布線，或模塊相距很遠或分布在異地，且現場環境滿足GPRS條件，那么可選用MD720-3 無線模式。

當然，選用S7-200與S7-200之間的通信方式不僅僅依據以上條件。除此之外，我們仍應該考慮模塊的使用環境﹑調試﹑維修﹑成本等因素。

S7-200與S7-200之間的通信方式比較可參考《西門子 S7-200•LOGO!•SITOP 參考》（更新版）S7-200 PLC->通信->編程通信->可能的通信方式->表1

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*節 PLC概念
1、PLC的基本概念
可編程控制器(Programmable Controller)是計算機家族中的一員，是為工業控制應用而設計制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller)，簡稱PLC，它主要用來代替繼電器實現邏輯控制。隨著技術的發展，這種裝置的功能已經大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PC。但是為了避免與個人計算機(Personal Computer)的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱PLC 
2、PLC的基本結構 
PLC實質是一種于工業控制的計算機，其硬件結構基本上與微型計算機相同，如圖所示：
a. 處理單元(CPU)
處理單元(CPU)是PLC的控制中樞。它按照PLC系統程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數據；檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當PLC投入運行時，首先它以掃描的方式接收現場各輸入裝置的狀態和數據，并分別存入I/O映象區，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經過命令解釋后按指令的規定執行邏輯或算數運算的結果送入I/O映象區或數據寄存器內。等所有的用戶程序執行完畢之后，后將I/O映象區的各輸出狀態或輸出寄存器內的數據傳送到相應的輸出裝置，如此循環運行，直到停止運行。
為了進一步提高PLC的可*性，近年來對大型PLC還采用雙CPU構成冗余系統，或采用三CPU的表決式系統。這樣，即使某個CPU出現故障，整個系統仍能正常運行。
b、存儲器
存放系統軟件的存儲器稱為系統程序存儲器。
存放應用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。
C、電源 
PLC的電源在整個系統中起著十分重要得作用。如果沒有一個良好的、可*得電源系統是無法正常工作的，因此PLC的制造商對電源的設計和制造也十分重視。一般交流電壓波動在+10%(+15%)范圍內，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網上去。
3、PLC的工作原理
一. 掃描技術
當PLC投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復執行上述三個階段。
(一) 輸入采樣階段
在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態和數據，并將它們存入I/O映象區中的相應得單元內。輸入采樣結束后，轉入用戶程序執行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態和數據發生變化，I/O映象區中的相應單元的狀態和數據也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。
(二) 用戶程序執行階段
在用戶程序執行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序對由觸點構成的控制線路進行邏輯運算，然后根據邏輯運算的結果，刷新該邏輯線圈在系統RAM存儲區中對應位的狀態；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區中對應位的狀態；或者確定是否要執行該梯形圖所規定的特殊功能指令。
即，在用戶程序執行過程中，只有輸入點在I/O映象區內的狀態和數據不會發生變化，而其他輸出點和軟設備在I/O映象區或系統RAM存儲區內的狀態和數據都有可能發生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執行結果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數據的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態或數據只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。
(三) 輸出刷新階段
當掃描用戶程序結束后，PLC就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區內對應的狀態和數據刷新所有的輸出鎖存電路，再經輸出電路驅動相應的外設。這時，才是PLC的真正輸出。
比較下二個程序的異同：
程序1：
程序2：
這兩段程序執行的結果*一樣，但在PLC中執行的過程卻不一樣。
※ 程序1只用一次掃描周期，就可完成對%M4的刷新；
※ 程序2要用四次掃描周期，才能完成對%M4的刷新。
這兩個例子說明：同樣的若干條梯形圖，其排列次序不同，執行的結果也不同。另外，也可以看到：采用掃描用戶程序的運行結果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運行的結果有所區別。當然，如果掃描周期所占用的時間對整個運行來說可以忽略，那么二者之間就沒有什么區別了。
一般來說，PLC的掃描周期包括自診斷、通訊等，如下圖所示，即一個掃描周期等于自診斷、通訊、輸入采樣、用戶程序執行、輸出刷新等所有時間的總和。
二. PLC的I/O響應時間
為了增強PLC的抗力，提高其可*性，PLC的每個開關量輸入端都采用光電隔離等技術。
為了能實現繼電器控制線路的硬邏輯并行控制，PLC采用了不同于一般微型計算機的運行方式(掃描技術)。
以上兩個主要原因，使得PLC得I/O響應比一般微型計算機構成的工業控制系統滿的多，其響應時間至少等于一個掃描周期，一般均大于一個掃描周期甚至更長。
所謂I/O響應時間指從PLC的某一輸入信號變化開始到系統有關輸出端信號的改變所需的時間。其短的I/O響應時間與長的I/O響應時間如圖所示： 
第(n-1)個
掃描周期
短I/O響應時間：
長I/O響應時間
SIEMENS PLC在中國的產品，根據規模和性能的大小，主要有 S7-200 S7-300 和S7-400三種，下面就簡單介紹一下該三種產品的一些特性。
S7-200
針對低性能要求的摸塊化小控制系統，它多可有7個模塊的擴展能力，在模塊中集成背板總線，它的網絡聯接有RS-485通訊接口和Profibus兩種，可通過編程器PG訪問所有模塊，帶有電源、CPU和I/O的一體化單元設備。
其中的擴展模塊（EM）有以下幾種：數字量輸入模塊（DI）——24VDC 和 120/230VAC；數字量輸出（DO）——24VDC 和 繼電器；模擬量輸入模塊（AI）——電壓、電流、電阻和熱電偶；模擬量輸出模塊——電壓和電流。  還有一個比較特殊的模塊-通訊處理器（CP）——該塊的功能是可以把S7-200作為主站連接到AS-接口（傳感器和執行器接口），通過AS-接口的從站可以控制多達248個設備，這樣就可以顯著的擴展S7-200的輸入和輸出點數。