一文看懂S7-200系列PLC串口通信協(xié)議

S7-200系列PLC特點(diǎn)

一：功能強(qiáng)

1.S7-200有6種CPU模塊，最多可以擴(kuò)展7個(gè)擴(kuò)展模塊，擴(kuò)展到256點(diǎn)數(shù)字量IO或45路模擬量IO，最多有24KB程序儲(chǔ)存空間和10KB用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。

2.集成了6個(gè)有13種工作模式的高速計(jì)數(shù)器，以及兩點(diǎn)高速脈沖發(fā)生器脈沖寬度調(diào)制器。CPU224XP的高速計(jì)數(shù)器的最高計(jì)數(shù)頻率為200kHZ，高速輸出的最高頻率為100kHZ。

二：先進(jìn)的程序結(jié)構(gòu)

S7-200的程序結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單清晰，在編程軟件中，主程序、子程序和中斷程序分頁存放。使用各程序塊中的局部變量。易于將程序快移植到別的項(xiàng)目。子程序用輸入、輸出參數(shù)作軟件接口，便與實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化編程。S7-200的指令功能強(qiáng)，易于掌握。

三：靈活方便的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)

S7-200的輸入(I)、輸出(Q)、位存儲(chǔ)器(M)、順序控制繼電器(S)、變量存儲(chǔ)器(V)和局部變量(L)均可以按(bit)、字節(jié)、字和雙字讀寫。

四：功能強(qiáng)大、使用方便的編程軟件

編程軟件STEP7-MicroWIN可以使用包括中文在內(nèi)的多種語言。有梯形圖、語句表和功能塊圖編程語言，以及SIMATIC、IEC61131-3兩種編程模式。

五：簡(jiǎn)化復(fù)雜編程任務(wù)的向?qū)Чδ?/p>

PID控制、網(wǎng)絡(luò)通信、高速輸入、高速輸出、位置控制、數(shù)據(jù)記錄、配方和文本顯示器等編程和應(yīng)用是PLC程序設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)，用普通的方法對(duì)它們編程既繁瑣又容易出錯(cuò)。

六：強(qiáng)大的通信功能

S7-200S的CPU模塊有1個(gè)或者2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的rs-485/' target='_blank'>RS-485端口，可用于編程或通信，不需增加硬件就可以與別的S7-200、S7-300S7-400PLC、變頻器和計(jì)算機(jī)通信。S7-200可以使用PPI、MPI、ModbusRTU從站、ModbusRTU主站和USS等通信協(xié)議，以及自由端口通信模式。

S7-200系列PLC的基本硬件組成

S7-200系列PLC可提供4種不同的基本單元和6種型號(hào)的擴(kuò)展單元。其系統(tǒng)構(gòu)成包括基本單元、擴(kuò)展單元、編程器、存儲(chǔ)卡、寫入器、文本顯示器等。

1.基本單元

S7-200系列PLC中可提供4種不同的基本型號(hào)的8種CPU供選擇使用，其輸入輸出點(diǎn)數(shù)的分配見表4-11：

2.擴(kuò)展單元

S7-200系列PLC主要有6種擴(kuò)展單元，它本身沒有CPU，只能與基本單元相連接使用，用于擴(kuò)展I/O點(diǎn)數(shù)，S7-200系列PLC擴(kuò)展單元型號(hào)及輸入輸出點(diǎn)數(shù)的分配如表4-12所示。

3.編程器

PLC在正式運(yùn)行時(shí)，不需要編程器。編程器主要用來進(jìn)行用戶程序的編制、存儲(chǔ)和管理等，并將用戶程序送入PLC中，在調(diào)試過程中，進(jìn)行監(jiān)控和故障檢測(cè)。S7-200系列PLC可采用多種編程器，一般可分為簡(jiǎn)易型和智能型。

簡(jiǎn)易型編程器是袖珍型的，簡(jiǎn)單實(shí)用，價(jià)格低廉，是一種很好的現(xiàn)場(chǎng)編程及監(jiān)測(cè)工具，但顯示功能較差，只能用指令表方式輸入，使用不夠方便。智能型編程器采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行編程操作，將專用的編程軟件裝入計(jì)算機(jī)內(nèi)，可直接采用梯形圖語言編程，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)，非常直觀，且功能強(qiáng)大，S7-200系列PLC的專用編程軟件為STEP7-Micro/WIN。

4.程序存儲(chǔ)卡

為了保證程序及重要參數(shù)的安全，一般小型PLC設(shè)有外接EEPROM卡盒接口，通過該接口可以將卡盒的內(nèi)容寫入PLC，也可將PLC內(nèi)的程序及重要參數(shù)傳到外接EEPROM卡盒內(nèi)作為備份。程序存儲(chǔ)卡EEPROM有6ES 7291-8GC00-0XA0和6ES 7291-8GD00-0XA0兩種，程序容量分別為8K和16K程序步。

5.寫入器

寫入器的功能是實(shí)現(xiàn)PLC和EPROM之間的程序傳送，是將PLC中RAM區(qū)的程序通過寫入器固化到程序存儲(chǔ)卡中，或?qū)LC中程序存儲(chǔ)卡中的程序通過寫入器傳送到RAM區(qū)。

6.文本顯示器

文本顯示器TD200不僅是一個(gè)用于顯示系統(tǒng)信息的顯示設(shè)備，還可以作為控制單元對(duì)某個(gè)量的數(shù)值進(jìn)行修改，或直接設(shè)置輸入/輸出量。文本信息的顯示用選擇/確認(rèn)的方法，最多可顯示80條信息，每條信息最多4個(gè)變量的狀態(tài)。過程參數(shù)可在顯示器上顯示，并可以隨時(shí)修改。TD200面板上的8個(gè)可編程序的功能鍵，每個(gè)都分配了一個(gè)存儲(chǔ)器位，這些功能鍵在啟動(dòng)和測(cè)試系統(tǒng)時(shí)，可以進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和診斷。

S7-200系列PLC串口通信協(xié)議

在工業(yè)自動(dòng)化控制方案當(dāng)中，一個(gè)自動(dòng)化控制項(xiàng)目通常由若干個(gè)控制設(shè)備組成，比如下位PLC、變頻器、工控儀表、等設(shè)備，這些設(shè)備在控制系統(tǒng)當(dāng)中都可以通過串口通信的方式與主控PLC、人機(jī)界面或者工控電腦實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)集中管理分散控制的功能，目前PLC的通信功能在項(xiàng)目當(dāng)中的應(yīng)用越來越多。下面我們以S7-200系列PLC與臺(tái)達(dá)變頻器之間串口通信方式通過人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)控制功能。

我們來看一下S7-200系列PLC支持的通信協(xié)議，見下表：

S7-200系列PLC的串口針腳定義

在S7-200系列PLC的通信協(xié)議當(dāng)中，使用最多的還是Modbus協(xié)議，現(xiàn)在Modbus已經(jīng)是工業(yè)領(lǐng)域全球最流行的協(xié)議。此協(xié)議支持傳統(tǒng)的RS-232、RS-422、RS-485和以太網(wǎng)設(shè)備。許多工業(yè)設(shè)備，包括PLC，DCS，智能儀表等都在使用Modbus協(xié)議作為他們之間的通訊標(biāo)準(zhǔn)。有了它，不同廠商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行集中監(jiān)控。

Modbus具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

(1)標(biāo)準(zhǔn)、開放，用戶可以免費(fèi)、放心地使用Modbus協(xié)議，不需要交納許可證費(fèi)，也不會(huì)侵犯知識(shí)產(chǎn)權(quán)。目前，支持Modbus的廠家超過400家，支持Modbus的產(chǎn)品超過600種。

(2)Modbus可以支持多種電氣接口，如RS-232、RS-485等，還可以在各種介質(zhì)上傳送，如雙絞線、光纖、無線等。

(3)Modbus的幀格式簡(jiǎn)單、緊湊，通俗易懂。用戶使用容易，廠商開發(fā)簡(jiǎn)單。

基于Modbus通信協(xié)議開放性和普及性，本實(shí)例也采用Modbus通信協(xié)議進(jìn)行通信。