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西門(mén)子S7-1200PROFIBUS DP通信

S7-1200 PROFIBUS DP 通信

S7-1200 CPU固件版本 從V2.0 開(kāi)始，組態(tài)軟件STEP 7 版本從 V11.0開(kāi)始，支持PROFIBUS DP通信。使用STEP 7 Basic V11 或使用STEP 7 Professional V11 可對(duì)S7-1200 做PROFIBUS DP 通信組態(tài)。
S7-1200 支持PROFIBUS DP通信的模塊：
CM 1243-5 DP 主站模塊，訂貨號(hào)：6GK7 243-5DX30-0XE0
CM 1242-5 DP 從站模塊，訂貨號(hào)：6GK7 242-5DX30-0XE0

S7-1200 PROFIBUS DP 特性數(shù)據(jù)：

CM1243-5與S7-1200的固件兼容性

S7-1200 PROFIBUS DP 的通信伙伴：

CM 1242-5從站模塊，可以成為以下 DP V0 / V1 主站的通信伙伴：

SIMATIC S7-1200、S7-300、S7-400、WinAC

帶有DP 主站模塊的ET200

SIMATIC PC 站

SIMATIC NET IE/PB Link

第三方PLC

CM 1243-5主站模塊，可與以下 DP-V0 / V1 從站進(jìn)行通信：

SIMATIC ET200

配有CM 1242-5 的S7-1200 CPU

配有EM 277 的S7-200 CPU

帶集成 DP 口的 S7-300/400 CPU

配有CP 342-5 模塊的 S7-300 CPU

SINAMICS 變頻器

其它供應(yīng)商提供的帶有DP口的驅(qū)動(dòng)器和執(zhí)行器

其它供應(yīng)商提供的帶有DP口的傳感器

配有 PROFIBUS CP 的 SIMATIC PC 站

S7-1200 PROFIBUS CM 使用 PROFIBUS DP V1 協(xié)議，實(shí)現(xiàn)以下類型的通信：

周期性通信，CM 1242-5 和 CM 1243-5都支持。

可在 DP 從站和 DP 主站之間傳送過(guò)程數(shù)據(jù)

由 CPU 的操作系統(tǒng)進(jìn)行處理，不需要特殊指令塊，直接在 CPU 的過(guò)程映像中讀取或?qū)懭?I/O

非周期性通信，從站 CM 1242-5 不支持，主站 CM 1243-5支持使用軟件指令塊進(jìn)行非周期性通信。

“RALRM”指令用于處理中斷

“RDREC”和“WRREC”指令可用于可用于傳送組態(tài)和診斷數(shù)據(jù)

CM 1243-5 支持的其它通信服務(wù)

S7通信：
可通過(guò) PROFIBUS 與其它 S7 控制器使用 PUT/GET 指令通信。
PG/OP 通信：
通過(guò)CM 1243-5 ，可對(duì)S7-1200 做下載、診斷操作，或連接S7-1200 到HMI 面板、裝有 WinCC flexible 的 SIMATIC PC 、支持 S7 通信的 SCADA 系統(tǒng)。

電氣連接：

CM 1242-5 通過(guò)背板總線供電。
CM 1243-5 通過(guò)模塊附帶的24 V DC 電源連接器供電。

通過(guò)RS485 網(wǎng)絡(luò)總線連接器連接到 PROFIBUS DP 網(wǎng)絡(luò)，9 針D型頭的引腳分配如下圖：

組態(tài)示例：

做從站

做主站

PROFIBUS DP 主從配置方法步驟：

-創(chuàng)建 STEP 7 項(xiàng)目
-插入所需的 SIMATIC S7-1200站
-在站中插入通信模塊和其它所需模塊
-添加PROFIBUS DP網(wǎng)絡(luò)，分配DP 地址，定義操作模式和DP參數(shù)

• DP 地址定義
• DP 主 / 從模式選擇
• 高地址：因?yàn)镻ROFIBUS令牌只傳遞給主站，合適的高 PROFIBUS 地址可優(yōu)化總線

-連接 DP 從站到主站
-組態(tài)其它模塊
-項(xiàng)目保存并下載

1、一般DP從站的組態(tài)方法：

以S7-1200和ET200S 為例，說(shuō)明組態(tài)過(guò)程。
（1）S7-1200 通過(guò)CM1243-5 做DP主站

（2）創(chuàng)建DP主站系統(tǒng)
在網(wǎng)絡(luò)視圖右鍵單擊 DP 主站模塊CM1243-5的 DP 接口，通過(guò)操作“分配主站系統(tǒng)”來(lái)創(chuàng)建DP主站。

（3）組態(tài)從站
從硬件目錄/ 分布式I/O 中將ET200S拖入網(wǎng)絡(luò)視圖，鼠標(biāo)拖動(dòng)從站通信接口到主站接口， 釋放鼠標(biāo)按鈕，即可創(chuàng)建 PROFIBUS 連接。

點(diǎn)擊 ET200S 上 “未分配”，將從ET200S 分配給 CM1243-5 。顯示如下圖

鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊網(wǎng)線可查看網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)置中可修改傳輸速率、高站地址等。

（4）雙擊ET200S組態(tài)從站其它模塊
如圖示分別插入電源模塊PM-E，DO模塊和DI模塊。

（5）編譯存盤(pán)，下載到S7-1200 CPU

2、智能從站組態(tài)方法

以2個(gè) S7-1200 DP組態(tài)通信為例。
（1）PLC_1_DP_Master通過(guò)CM1243-5 做PROFIBUS DP主站，PLC_2_DP_Slave 通過(guò)CM1242-5做PROFIBUS DP從站。組態(tài)設(shè)備并創(chuàng)建DP主站網(wǎng)絡(luò)

（2）從站連接到主站，將 PLC_2_DP_Slave 分配給 DP主站 CM1243-5

（3）雙擊PLC_2_DP_Slave，點(diǎn)擊DP口通過(guò)屬性組態(tài)數(shù)據(jù)傳輸區(qū)

傳輸區(qū)_1主站讀取從站33個(gè)字，傳輸區(qū)_2主站發(fā)送10個(gè)字節(jié)到從站，按長(zhǎng)度單位保持?jǐn)?shù)據(jù)的*性。“按長(zhǎng)度單位”*性數(shù)據(jù)的讀取，不需要編寫(xiě)通訊程序。

比如傳輸區(qū)_1，主站將從站QW100 開(kāi)始的33個(gè)字，讀取到從IW104 開(kāi)始的地址里。
編譯，存盤(pán)，下載程序到各自的CPU。
通過(guò)監(jiān)控表可以看到數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

對(duì)于智能從站的I/O模塊：
DP 主站無(wú)法直接讀寫(xiě)智能從站的I/O模塊，要通過(guò)智能從站CPU編寫(xiě)程序，將I/O模塊和DP傳輸區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換來(lái)實(shí)現(xiàn)。

假如主站要讀取從站CPU集成輸入點(diǎn)IW0，則從站主循環(huán)程序OB1需要插入一段MOVE程序，如下圖，通過(guò)MOVE指令將IW0傳送到QW120 。使用上邊的組態(tài)，從站數(shù)據(jù)QW120通過(guò)傳輸區(qū)_1到達(dá)主站的IW124。

通過(guò)下圖的監(jiān)控表可以看到，主站在IW124讀到了從站CPU的集成點(diǎn)IW0。

3、組態(tài)基于 GSD 的 DP 從站

當(dāng)DP從站為第三方設(shè)備，或在 STEP7 V11 硬件列表中找不到的西門(mén)子設(shè)備，可通過(guò)安裝GSD 文件將該設(shè)備添加到STEP7 V11 ，這樣該設(shè)備就被添加到系統(tǒng)中。
設(shè)備的GSD文件，由設(shè)備供應(yīng)商提供。
下面以S7-1200 通過(guò)CM1243-5 做主站，S7-200 通過(guò)EM277 做從站，介紹組態(tài)過(guò)程：
（1）在STEP7 V11安裝EM277 GSD文件
安裝GSD 文件前，要關(guān)閉硬件和網(wǎng)絡(luò)編輯器,在“選項(xiàng)”(Options) 菜單中，選擇命令“安裝設(shè)備描述文件”。

從“源路徑”選擇要安裝 GSD 文件的文件夾，從所顯示 GSD 文件的列表中選擇要安裝的文件，單擊“安裝” (Install) 按鈕。

重啟STEP7后，在硬件目錄中“其它現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備”文件夾下，就可以找到通過(guò) GSD 文件安裝的 DP 從站。

（2）將EM277 拖放到網(wǎng)絡(luò)視圖，并連接到主站模塊CM1243-5

（3）雙擊EM277 ，在屬性中查看PROFIBUS DP參數(shù)，EM277 DP地址為4 ，V區(qū)地址偏移量是0

（4）組態(tài)通信數(shù)據(jù)
EM277 設(shè)備概覽中只有一個(gè)可組態(tài)的槽位，根據(jù)通信數(shù)據(jù)的要求，可選擇固定報(bào)文或通用模塊，本例選擇通用模塊，定義了與主站的數(shù)據(jù)交換為10字節(jié)輸入，10字節(jié)輸出，*性選擇“按長(zhǎng)度單位”。

（5）編譯檢查組態(tài)，下載到 S7-1200 CPU 。

（6）將EM277 地址撥碼開(kāi)關(guān)撥到4，啟動(dòng)PLC。

通過(guò) S7-1200 的監(jiān)控表和S7-200的狀態(tài)表查看通信數(shù)據(jù)。

4、主站和從站不在一個(gè)項(xiàng)目中

當(dāng)DP主站和DP從站不在同一項(xiàng)目時(shí)，DP通信組態(tài)要在各自的項(xiàng)目中完成。如下例子CPU315-2PN/DP做DP主站，CPU1214C 和CM1242-5 做DP智能從站，CPU315-2PN/DP在STEP7 V5.5完成組態(tài)，S7-1200 使用STEP7 V11 SP2 組態(tài)。

（1）在STEP7 V5.5 組態(tài)DP主站

a. 在STEP7 V5.5 安裝CM1242-5 GSD文件

STEP7 V5.5 硬件組態(tài)，Option/Install GSD File ，將CM1242-5 GSD文件安裝到STEP7 V5.5 。

b. 組態(tài)主/從通信
將地址為3的DP從站模塊CM1242-5 連接到CPU315-2PN/DP。槽1插入通用模塊，2個(gè)字節(jié)的輸入；槽2插入通用模塊，2個(gè)字節(jié)的輸出。

c. 下載DP主站組態(tài)
如上組態(tài)編譯檢查，若沒(méi)有錯(cuò)誤，存盤(pán)并下載到CPU315-2PN/DP。

（2）在STEP7 V11組態(tài)DP從站

a.在STEP7 V11組態(tài)S7-1200
在STEP7 V11項(xiàng)目視圖添加PLC站S7-1200，以及CM1242-5模塊。CM1242-5模塊的DP網(wǎng)口添加新網(wǎng)PROFIBUS_1，DP地址定義為3，與STEP7 V5.5 相同。由于主站不在同一個(gè)項(xiàng)目中，S7-1200的主站分配狀態(tài)為“未分配”。

b. 組態(tài)通信傳輸區(qū)
選擇模塊CM1242-5上的 DP口屬性，添加與主站通信的數(shù)據(jù)傳輸區(qū)。1槽插入2個(gè)字節(jié)的輸出，2槽插入2個(gè)字節(jié)的輸入，與主站通信組態(tài)的槽交叉對(duì)應(yīng)

c.下載到 S7-1200 的CPU
選擇 S7-1200 PLC 站，編譯，若沒(méi)有錯(cuò)誤，將組態(tài)下載到 CPU 1214C。

（3）查看通信狀態(tài)
通過(guò)STEP7 V5.5 的變量表，以及STEP7 V11 的監(jiān)控表， 查看DP通信結(jié)果。

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PLC有哪些常用的網(wǎng)絡(luò)組態(tài)
PLC控制系統(tǒng)
現(xiàn)在，以監(jiān)控軟件如Wince，MCGS為上位機(jī)軟件，PLC為下位機(jī)而組成的操控體系，已成為廣泛應(yīng)用的操控模式，它結(jié)合了計(jì)算機(jī)的界面友好，直觀和PLC安穩(wěn)、編程靈活的長(zhǎng)處，主導(dǎo)計(jì)算機(jī)操控體系的流行趨勢(shì)，因此，對(duì)PLC的數(shù)據(jù)交互，組網(wǎng)功用提出了更高的要求，如PLC與PLC之間，PLC與計(jì)算機(jī)、PLC與智能設(shè)備等都需求進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，特別是在某些遠(yuǎn)程操控，操控點(diǎn)分散等場(chǎng)合，PLC的網(wǎng)絡(luò)功用顯得尤為重要
常用PLC組網(wǎng)方式大致可歸納為根據(jù)通用串口、根據(jù)總線及根據(jù)以太網(wǎng)三種。
1通用串口模塊
根據(jù)串口通訊模塊來(lái)完成網(wǎng)絡(luò)銜接，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示，采用了計(jì)算機(jī)鏈接的方式，在上位機(jī)的組態(tài)軟件中進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，無(wú)需編程，即可與多臺(tái)PLC進(jìn)行通訊，以三菱公司的FXlS系列的PLC為例，RS232C/485轉(zhuǎn)換適配器選用FX-485PC—IF，RS-485通訊板選用FXlN-485一BD即可完成，這種方法運(yùn)用較為便利，性能也很好，關(guān)鍵是串口通訊模塊的本錢(qián)相對(duì)較高。
2根據(jù)總線
現(xiàn)在，PLC廠商如OMRON，Siemens等，對(duì)其旗下的PLC產(chǎn)品都供給了的網(wǎng)絡(luò)體系，如OMRON公司的ControllerLink網(wǎng)，DeviceNet網(wǎng)絡(luò)等，這種網(wǎng)絡(luò)體系由于廠商產(chǎn)品的專屬性，不同廠家的設(shè)備無(wú)法互通，基本上選定一個(gè)廠家的PLC，其他配套設(shè)備設(shè)備也必須為該廠家的，本錢(qián)相對(duì)較高，所以應(yīng)用時(shí)有必定的局限。
  3根據(jù)規(guī)范工業(yè)以太網(wǎng)
根據(jù)規(guī)范工業(yè)以太網(wǎng)方式進(jìn)行組網(wǎng)，體系一般分為三個(gè)層次：*層為工控機(jī)組成的上位機(jī)監(jiān)控站;第二層為由集線器、雙絞線和收發(fā)器等組成的工業(yè)以太網(wǎng);第三層為操控站，選擇TCP/IP作為通訊協(xié)議，并采用C/S模式使操控站和監(jiān)控站完成面向銜接的通訊。
采用此種方式組網(wǎng)，大的長(zhǎng)處在于可以運(yùn)用現(xiàn)有的工廠局域網(wǎng)，進(jìn)步綜合利用率，且速度快，以太網(wǎng)通訊速率可達(dá)100Mbps;若采用光纖傳輸，則抗干擾才能大大增強(qiáng)，且傳輸間隔可達(dá)數(shù)十公里，但是，以太網(wǎng)無(wú)法和PLC等串口設(shè)備進(jìn)行直接通訊，需配以相關(guān)設(shè)備完成通訊，運(yùn)用上增加了本錢(qián)。在一般小中型操控體系中并不多見(jiàn)。

PLC串口通訊如何使用
電力作業(yè)人員在使用PLC的時(shí)候會(huì)接觸到很多的通訊協(xié)議以及通訊接口，那么你是否了解基本的PLC串口通訊和通訊接口呢？
一、什么是串口通訊
串口是計(jì)算機(jī)上一種非常通用設(shè)備通信的協(xié)議(不要與通用串行總線Universal Serial Bus或者USB混淆)。大多數(shù)計(jì)算機(jī)包含兩個(gè)基于RS232的串口。串口同時(shí)也是儀器儀表設(shè)備通用的通信協(xié)議；很多GPIB兼容的設(shè)備也帶有RS- 232口。同時(shí)，串口通信協(xié)議也可以用于獲取遠(yuǎn)程采集設(shè)備的數(shù)據(jù)。
二、串口通訊的使用
串口通訊使用3根線完成：(1)地線，(2)發(fā)送，(3)接收。由于串口通信是異步的，端口能夠在一根線上發(fā)送數(shù)據(jù)同時(shí)在另一根線上接收數(shù)據(jù)。其他線用于握手，但是不是必須的。
串口通信重要的參數(shù)是波特率、數(shù)據(jù)位、停止位和奇偶校驗(yàn)。對(duì)于兩個(gè)進(jìn)行通行的端口，這些參數(shù)必須匹配：
a、停止位：用于表示單個(gè)包的后一位。典型的值為1，1.5和2位。由于數(shù)據(jù)是在傳輸線上定時(shí)的，并且每一個(gè)設(shè)備有其自己的時(shí)鐘，很可能在通信中兩臺(tái)設(shè)備間出現(xiàn)了小小的不同步。因此停止位不僅僅是表示傳輸?shù)慕Y(jié)束，并且提供計(jì)算機(jī)校正時(shí)鐘同步的機(jī)會(huì)。適用于停止位的位數(shù)越多，不同時(shí)鐘同步的容忍程度越大，但是數(shù)據(jù)傳輸率同時(shí)也越慢。
b、數(shù)據(jù)位：這是衡量通信中實(shí)際數(shù)據(jù)位的參數(shù)。當(dāng)計(jì)算機(jī)發(fā)送一個(gè)信息包，實(shí)際的數(shù)據(jù)不會(huì)是8位的，標(biāo)準(zhǔn)的值是5、7和8位。如何設(shè)置取決于你想傳送的信息。比如，標(biāo)準(zhǔn)的ASCII碼是0～127(7位)。擴(kuò)展的ASCII碼是0～255(8位)。如果數(shù)據(jù)使用簡(jiǎn)單的文本(標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼)，那么每個(gè)數(shù)據(jù)包使用7位數(shù)據(jù)。每個(gè)包是指一個(gè)字節(jié)，包括開(kāi)始/停止位，數(shù)據(jù)位和奇偶校驗(yàn)位。由于實(shí)際數(shù)據(jù)位取決于通信協(xié)議的選取，術(shù)語(yǔ)“包”指任何通信的情況。
c、奇偶校驗(yàn)位：在串口通信中一種簡(jiǎn)單的檢錯(cuò)方式。有四種檢錯(cuò)方式：偶、奇、高和低。當(dāng)然沒(méi)有校驗(yàn)位也是可以的。對(duì)于偶和奇校驗(yàn)的情況，串口會(huì)設(shè)置校驗(yàn)位(數(shù)據(jù)位后面的一位)，用一個(gè)值確保傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有偶個(gè)或者奇?zhèn)€邏輯高位。例如，如果數(shù)據(jù)是011，那么對(duì)于偶校驗(yàn)，校驗(yàn)位為0，保證邏輯高的位數(shù)是偶數(shù)個(gè)。如果是奇校驗(yàn)，校驗(yàn)位位1，這樣就有3個(gè)邏輯高位。高位和低位不真正的檢查數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)單置位邏輯高或者邏輯低校驗(yàn)。這樣使得接收設(shè)備能夠知道一個(gè)位的狀態(tài)，有機(jī)會(huì)判斷是否有噪聲干擾了通信或傳輸和接受的數(shù)據(jù)不同步。
d、波特率：這是一個(gè)衡量通信速度的參數(shù)。它表示每秒鐘傳送的bit的個(gè)數(shù)。例如300波特表示每秒鐘發(fā)送300個(gè)bit。當(dāng)我們提到時(shí)鐘周期時(shí)，我們就是指波特率例如如果協(xié)議需要4800波特率，那么時(shí)鐘是4800Hz。這意味著串口通信在數(shù)據(jù)線上的采樣率為4800Hz。通常電話線的波特率為14400，28800和36600。波特率可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這些值，但是波特率和距離成反比。高波特率常常用于放置的很近的儀器間的通訊。