一文看懂S7-200系列PLC串口通信协议

2019-07-10 11:41

  S7-200系列PLC特点

  一:功能强

  1.S7-200有6种CPU模块,最多可以扩展7个扩展模块,扩展到256点数字量I\O或45路模拟量I\O,最多有24KB程序储存空间和10KB用户数据存储空间。

  2.集成了6个有13种工作模式的高速计数器,以及两点高速脉冲发生器\脉冲宽度调制器。CPU224XP的高速计数器的最高计数频率为200kHZ,高速输出的最高频率为100kHZ。

  二:先进的程序结构

  S7-200的程序结构简单清晰,在编程软件中,主程序、子程序和中断程序分页存放。使用各程序块中的局部变量。易于将程序快移植到别的项目。子程序用输入、输出参数作软件接口,便与实现结构化编程。S7-200的指令功能强,易于掌握。

  三:灵活方便的存储器结构

  S7-200的输入(I)、输出(Q)、位存储器(M)、顺序控制继电器(S)、变量存储器(V)和局部变量(L)均可以按(bit)、字节、字和双字读写。

  四:功能强大、使用方便的编程软件

  编程软件STEP7-Micro\WIN可以使用包括中文在内的多种语言。有梯形图、语句表和功能块图编程语言,以及SIMATIC、IEC61131-3两种编程模式。

  五:简化复杂编程任务的向导功能

  PID控制、网络通信、高速输入、高速输出、位置控制、数据记录、配方和文本显示器等编程和应用是PLC程序设计中的难点,用普通的方法对它们编程既繁琐又容易出错。

  六:强大的通信功能

  S7-200S的CPU模块有1个或者2个标准的rs-485/' target='_blank'>RS-485端口,可用于编程或通信,不需增加硬件就可以与别的S7-200、S7-300\S7-400PLC、变频器和计算机通信。S7-200可以使用PPI、MPI、ModbusRTU从站、ModbusRTU主站和USS等通信协议,以及自由端口通信模式。

  S7-200系列PLC的基本硬件组成

  S7-200系列PLC可提供4种不同的基本单元和6种型号的扩展单元。其系统构成包括基本单元、扩展单元、编程器、存储卡、写入器、文本显示器等。

  1.基本单元

  S7-200系列PLC中可提供4种不同的基本型号的8种CPU供选择使用,其输入输出点数的分配见表4-11:

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  2.扩展单元

  S7-200系列PLC主要有6种扩展单元,它本身没有CPU,只能与基本单元相连接使用,用于扩展I/O点数,S7-200系列PLC扩展单元型号及输入输出点数的分配如表4-12所示。

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  3.编程器

  PLC在正式运行时,不需要编程器。编程器主要用来进行用户程序的编制、存储和管理等,并将用户程序送入PLC中,在调试过程中,进行监控和故障检测。S7-200系列PLC可采用多种编程器,一般可分为简易型和智能型。

  简易型编程器是袖珍型的,简单实用,价格低廉,是一种很好的现场编程及监测工具,但显示功能较差,只能用指令表方式输入,使用不够方便。智能型编程器采用计算机进行编程操作,将专用的编程软件装入计算机内,可直接采用梯形图语言编程,实现在线监测,非常直观,且功能强大,S7-200系列PLC的专用编程软件为STEP7-Micro/WIN。

  4.程序存储卡

  为了保证程序及重要参数的安全,一般小型PLC设有外接EEPROM卡盒接口,通过该接口可以将卡盒的内容写入PLC,也可将PLC内的程序及重要参数传到外接EEPROM卡盒内作为备份。程序存储卡EEPROM有6ES 7291-8GC00-0XA0和6ES 7291-8GD00-0XA0两种,程序容量分别为8K和16K程序步。

  5.写入器

  写入器的功能是实现PLC和EPROM之间的程序传送,是将PLC中RAM区的程序通过写入器固化到程序存储卡中,或将PLC中程序存储卡中的程序通过写入器传送到RAM区。

  6.文本显示器

  文本显示器TD200不仅是一个用于显示系统信息的显示设备,还可以作为控制单元对某个量的数值进行修改,或直接设置输入/输出量。文本信息的显示用选择/确认的方法,最多可显示80条信息,每条信息最多4个变量的状态。过程参数可在显示器上显示,并可以随时修改。TD200面板上的8个可编程序的功能键,每个都分配了一个存储器位,这些功能键在启动和测试系统时,可以进行参数设置和诊断。

  S7-200系列PLC串口通信协议

  在工业自动化控制方案当中,一个自动化控制项目通常由若干个控制设备组成,比如下位PLC、变频器、工控仪表、等设备,这些设备在控制系统当中都可以通过串口通信的方式与主控PLC、人机界面或者工控电脑实现数据通信,实现集中管理分散控制的功能,目前PLC的通信功能在项目当中的应用越来越多。下面我们以S7-200系列PLC与台达变频器之间串口通信方式通过人机界面实现控制功能。

  我们来看一下S7-200系列PLC支持的通信协议,见下表:

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  S7-200系列PLC的串口针脚定义

  在S7-200系列PLC的通信协议当中,使用最多的还是Modbus协议,现在Modbus已经是工业领域全球最流行的协议。此协议支持传统的RS-232、RS-422、RS-485和以太网设备。许多工业设备,包括PLC,DCS,智能仪表等都在使用Modbus协议作为他们之间的通讯标准。有了它,不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络,进行集中监控。

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  Modbus具有以下几个特点:

  (1)标准、开放,用户可以免费、放心地使用Modbus协议,不需要交纳许可证费,也不会侵犯知识产权。目前,支持Modbus的厂家超过400家,支持Modbus的产品超过600种。

  (2)Modbus可以支持多种电气接口,如RS-232、RS-485等,还可以在各种介质上传送,如双绞线、光纤、无线等。

  (3)Modbus的帧格式简单、紧凑,通俗易懂。用户使用容易,厂商开发简单。

  基于Modbus通信协议开放性和普及性,本实例也采用Modbus通信协议进行通信。

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