基于S7-200PLC的自由端口通信

張海莉

（徐州經貿高等職業學校機電工程系，江蘇 徐州 221004）

基于S7-200PLC的自由端口通信

張海莉

（徐州經貿高等職業學校機電工程系，江蘇 徐州 221004）

S7-200PLC是西門子公司開發的一種微型可編程控制器，它除了具有編程簡單、功能強、可靠性高等優點還具有滿足通信和網絡需求的功能，此外它還擁有通信端口、通信電纜及通信卡等部件，通過制定內部通信協議，從而與外部的其它設備進行通訊，因此被廣泛應用于工業控制領域。文章詳細闡述了S7-200PLC中幾種常用的通信模式，并重點分析了自由口串行通信實現的方式。

S7-200PLC；通信方式；自由端

德國西門子公司是歐洲最大的電子電氣設備制造公司，其公司生產的PLC種類很多，其中SIMΑTIC系列的PLC具有功能強大，性能優越等優點，在歐洲乃至全世界都處于領先地位，同時具有很高的市場認可度。最新的SIMΑTIC系列PLC主要有S7、M7、C7三大系列，其中S7系列又分為微型、中小型、大中型幾個系列，而S7-200系列的PLC則是其微型PLC的代表，同時又以功能強大、結構緊湊小巧、開放式通訊、較高的穩定性及價格低廉而著稱，是目前市場上使用最為普遍的PLC之一。在S7-200PLC的控制系統中，PLC作為下位機完成現 場各種信號和數據的采集、運算和控制，PC機作為上位機可提供人機交互界面，實現數據的處理以及現場數據的實時顯示等監視和遠程控制等功能。

1 S7-200PLC的通信部件

S7-200PLC的通信端口為RS-485串行接口，其外形為9針D型。S7-200PLC的通信電纜為PC/PPI電纜，其PC端與計算機RS-232通信口連接，其PPI端則與PLC的CPU模塊中的通信端口連接。通過PC/PPI電纜上的8個DIP開關可以對通信的波特率進行選擇，一般默認的通信速率為9600bps。在STEP7-Micro/WIN編程軟件中，通過指令樹中的通信圖標可以對PC/PPI電纜進行通信設置，具體過程如下：打開通信對話框，雙擊右上角PC/PPI圖標，系統會彈出PC/PG接口屬性對話框，單擊屬性按鈕在彈出的屬性對話框中選擇通信速率為9600bps。除了通信端口和通信電纜之外，S7-200PLC還帶有網絡連接器、PROFIBUS網絡電纜、網絡中繼器以及EM227PROFIBUS-DP模塊等通信部件。

2 S7-200PLC的通信方式

2.1 單主站方式

在單主站方式的通信網絡中，將一臺PC作為單一主站通過PC/ PPI電纜與作為從站的S7-200CPU進行通信，繼而實現點對點通信、監控、參數設定、編程等。

2.2 多主站方式

在整個通信網絡中設置多個主站，一個或多個從站的模式就是多主站通信方式，其主站通常有PC、TD200、HMI等，而S7-200CPU則作為從站，主站PC和HMI可以共享網絡可以對任意的從站進行讀寫數據，從站S7-200CPU之間可以互相讀寫數據。

2.3 遠程通信方式

將PC/PPI電纜與調制解調器（Modem）進行連接也就是將單一主站與一個或多個從站通過調制解調器（Modem）進行連接，可以將數據的傳輸距離進一步加大，此種方式為遠程通信方式。我們通過設置PC/PPI電纜上的DIP開關5來實現數據的傳送和接收，如果DIP開關5的設置為1信號，則PC/PPI電纜處于接收模式即數據從RS-485傳送到RS-232接口，如果DIP開關5的設置為0信號，則PC/ PPI電纜處于發送模式此時數據從RS-232傳送到RS-485接口。

2.4 自由端口通信方式

S7-200PLC系列PLC的CPU其通信端口完全由用戶程序控制，通過發送/接收中斷以及發送/接收指令，用戶程序可以對通信口進行操作，繼而實現S7-200PLC與打印機、變頻器、上位PC等外部串口設備的自由端口通信。S7-200PLC系列PLC具有兩個特殊存儲器位SMB30 和SMB130，其中SMB30用于對應端口0而SMB130用于對應端口1，而其224系列的CPU就是通過對SMB30賦值之后，自由端口通信方式就被確定，SMB30和SMB130中的具體內容內容如下表1所示。

表1 特殊存儲器位SMB30 和SMB130

3 自由端口模式下S7-200PLC與遠程PC的通信實現

S7-200PLC與遠程PC的通信需要遵循中斷通信處理程序要短小精悍，要免XMT與RCV指令在一個端口同時執行等諸多規則，其通信程序框圖如圖1所示：

S7-200PLC支持PPI、MPI、自由端口、PROFIBUS等多種通信協議，其網絡通信可以支持一個或多個協議。其中自由端口通信協議即用戶自定義通信協議是其中的一個特色功能，S7-200PLC可以通過自由端口通信協議與打印機、變頻器、上位PC等外部串口設備進行通信，也可以對兩個CPU中的數據進行交換。當PLC與外部串口設備連接后，CPU的通信端口完全由用戶程序控制，通過發送/接收中斷以及發送/接收指令，用戶程序可以對通信口進行操作，此時可以通過PLC內部特殊存儲器SMB30、SMB130對波特率、奇偶校驗以及數據位數進行設定。特別說明一點，只有當PLC處于運行模式的狀態下，其自由端口通信才能被允許，當PLC處于停止模式的狀態下自由端口通信會被中斷，通信口轉換成PPI協議操作。本電梯教學模型中的通信系統采用遠程PC定時發送一串字符，然后PLC通過中斷查詢的方式接收數據，當PLC收到回車符完成接收時再將信息發回給PC，其設置的自由端口模式通信協議內容如下：傳輸速率為9600bps，無奇偶校驗，每個字符8位，接受和發送使用同一個緩沖區，首地址為VB100，具體控制程序如下：

1.通信主程序

LD SM0.1

MOVB 16#09，SMB30

MOVB 16#B0，SMB87

MOVB 16#0Α，SMB89

MOVW +5，SMB90為5ms

MOVB 100，SMB94為100

ΑTCH INT_0，23中斷0

ΑTCH INT_2，9中斷2

ENI

RCV VB100，0的數據

2.通信中斷0程序

LDB= SMB86，16#20

MOVB 10，SMB34

ΑTCH INT_1，10

CRET1

NOT

RCV VB100，0

3.通信中斷1程序

LD SM0.0

DTCH 10

XMT VB100，0

4.通信中斷2程序

LD SM0.0

RCV VB100，0

4 結束語

S7-200系列PLC是自動化控制和采集網絡系統的一種基礎構件，其主要利用自由口串行通信對數據信息進行交換控制，在很大程度上較好的解決了工業控制系統中數據采集和數據分析的難題。S7-200系列PLC性價比極高，流程控制效率明顯提升，內部含有很大的數據存儲器容量，它可以適用于各種通信模式，它可以對數據采集的過程進行簡化，它可以將實時性監控變為現實，它的系統研發成本投入較少，它可以更好的滿足各種工業自動化控制生產的要求。

［1］李洪群.基于PLC的雙勻速電梯模型系統設計［D］.蘇州大學，2009（10）∶29-33.

［2］鄭鳳冀，金沙.圖解西門子S7-200系列PLC應用88例［M］.電子工業出版社，2009.

［3］李劍.西門子PLC與監控計算機通信問題的研究［D］.天津大學，2007（01）∶15-16.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.19.099

張海莉（1980-），女，江蘇徐州人，從教于徐州經貿高等職業學校，講師，主要從事電工電子、電子CAD、PLC等電子專業課程的教學研究工作。