表1. S7-200系统支持的通信协议略表
协议类型 | 端口位置 | 接口类型 | 传输介质 | 通信速率 | 备注 |
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PPI | EM241模块 | RJ11 | 模拟电话 | 33.6Kbits/s | 数据传输速率 |
CPU口0/1 |
DB-9针 | RS-485 | 9.6K,19.2K,187.5K | 主、从站 | |
MPI | 19.2K,187.5K | 仅从站 | |||
EM277 | DB-9针 | RS-485 | 19.2K...187.5K...12M | 速率自适应 从站 |
|
PROFIBUS-DP | 9.6K,19.2K...187.5K...12M | ||||
S7协议 | CP243-1/ CP243-1 IT |
RJ45 | 以太网 | 10Mbits/s, 100Mbits/s | 自适应 |
AS-Interface | CP243-2 | 接线端子 | AS-i网络 | 5/10ms循环周期 | 主站 |
USS | CPU口0 | DB-9针 | RS-485 | 1200bits/s...9.6K...115.2K | 主站 自由口库指令 |
Modbus RTU | 主站/从站 自由口库指令 |
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EM241 | RJ11 | 模拟电话 | 33.6Kbits/s | 数据传输速率 | |
自由口 | CPU口0/1 | DB-9针 | RS-485 | 1200...9.6K...115.2K | |
S7-200 CPU上的通信口(Port0,Port1)可以工作在“自由口”模式下。 所谓自由口就是建立在RS-485半双工硬件基础上的串行通信功能,其字节传输格式为:一个起始位、7位或8位数据、一个可选的奇偶校验位、一个停止位。凡支持此格式的通信对象,一般都可以与S7-200通信。在自由口模式下,通信协议完全由通信对象,或者用户决定。
一些通信标准只支持一对一的通信方式;另一些支持网络通信。S7-200支持多种网络通信方式。
网络通信协议要比一对一的通信更为复杂。网络通信对网络中的设备也有一定的要求,通信设备能否完全符合网络通信协议的要求会影响、制约实现整个网络通信的完整功能。考察这些网络通信协议的要求,对于项目的规划、设计、调试具有重要的意义。选用适当的设备可以有目的地利用网络通信要求的特点,做到经济合理。
在用户的实际工作中,上述的制约更多地在使用了非西门子的第三方产品时出现。
S7-200的特点就是支持网络通信。连接到S7-200编程口的设备都可以认为是连接到了S7-200通信网络上。一个典型的例子是安装了编程软件Micro/WIN的计算机,通过编程电缆与CPU通信口相连,这也可以认为是一个通信网络。
通信协议规定了通信设备在网络中的角色,可分为:
安装编程软件Micro/WIN的计算机一定是通信主站;所有的HMI(人机操作界面)也是通信主站;与S7-200通信的S7-300/400往往也作为主站。
只有一个主站,其他通信设备都处于从站通信模式的网络就是单主站网络。单主站网络的例子有:
一个通信网络中,如果有多个通信主站存在,就称为多主站网络。属于多主站网络的情况有:
单主站和多主站网络的状态并不总是绝对不变的。例如一个仅包括一个CPU和一个TD200的单主站网络,如果要与Micro/WIN进行编程通信,它就变成了多主站网络。
并不是所有的设备都支持多主站网络通信!在多主站网络中,主站要轮流控制网络上的通信,这就要求它们有交换令牌的能力。不是所有的设备都有这个能力。参见多主站通信能力。
S7-200 CPU使用自由口通信模式时,既可以做主站,又可以做从站。如S7-200用USS协议控制西门子驱动装置时是主站;使用Modbus RTU从站指令库时它就是从站。这说明所谓主、从是由通信协议决定的,用户在编制通信协议时自己定义各通信设备在通信活动中的角色。
服务器(Server)与客户端(Client)的关系有些像从站与主站的关系。服务器总是等待客户端发起数据访问。这个概念常常在以太网通信中使用。
一个通信对象是服务器还是客户端取决于它们在通信活动中的具体作用。例如,CP243-1以太网模块既可以配置为服务器等待客户端来访问,也可以配置为客户端访问其他服务器。CP243-1作为服务器时,运行在计算机上的PC Access软件作为客户端通过CP243-1访问CPU的数据;而PC Access软件本身是OPC Server,OPC Client软件(如支持OPC的HMI软件)可以访问它。
CP243-1/CP243-1 IT与S7-300/400的以太网模块一样,既可以做服务器,也可以做客户端;S7-200的OPC Server——PC Access与CP243-1连接时是客户端,同时对上位的监控软件是服务器。
PPI,MPI和PROFIBUS都是基于OSI(开放系统互联)的七层网络结构模型,符合欧洲标准EN50170所定义的PROFIBUS标准,基于令牌的的网络通信协议。这些协议是非同步的(串行的)基于字符的通信协议,字符格式包括一个起始位、8个数据位、一个偶校验位和一个停止位。其通信帧包括特定的起始和结束字符、源和目的站的地址、帧长度和数据校验和。
在波特率一致、各站地址不同的情况下,PPI,MPI和PROFIBUS可以同时在一个网络上运行,并且互不干扰。
这就是说如果一个网络上有S7-300、S7-200,S7-300之间可以通过MPI或PROFIBUS通信,而在同时在同一个网络上的TP170 micro触摸屏可以与一个S7-200 CPU通信。
一些通信方式既支持编程通信,又支持数据通信;但能进行数据通信的,不一定支持编程通信方式。