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德國的西門子( SIEMENS)公司是歐洲的電子和電氣設(shè)備制造商之一，生產(chǎn)的SIMATIC可編程序控制器在歐洲處于地位。其代可編程序控制器是1975年投放市場的SIMATIC S3系列控制系統(tǒng)。之后在1979年，西門子公司將微處理器技術(shù)應用到可編程序控制器中，研制出了SIMATIC S5系列，取代了S3系列，目前S5系列產(chǎn)品仍然在工業(yè)現(xiàn)場使用，在20世紀末，西門子又在S5系列的基礎(chǔ)上推出了S7系列產(chǎn)品。的SIMATIC產(chǎn)品為SIMATIC S7和C7等幾大系列。C7是基于S7-300 PLC性能，同時集成了HMI。

    SIMATIC S7系列產(chǎn)品分為：通用邏輯模塊(LOGO!)、S7-200 PLC、S7-1200 PLC、S7-300 PLC和S7-400 PLC 5個產(chǎn)品系列。S7-200 PLC是在德州儀器公司的小型PLC的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，因此其指令系統(tǒng)、程序結(jié)構(gòu)、編程軟件，這些和S7-300/400 PLC有較大的區(qū)別。S7-1200 PLC是在2009年才推出的小型PLC，定位于S7-200 PLC和S7-300 PCL產(chǎn)品之間。S7-300/400 PLC是由西門子的S5系列發(fā)展而來。西門子的PLC產(chǎn)品系列的定位見表2-1。

    表2-1    SIMATIC控制器的定位

西門子S7-200 小型可編程控制器：

西門子S7-200針對低性能要求的摸塊化小控制系統(tǒng)，它多可有7個模塊的擴展能力，在模塊中集成背板總線，它的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接有rs-485通訊接口和profibus兩種，可通過編程器pg訪問所有模塊，帶有電源、cpu和i/o的一體化單元設(shè)備。其中的擴展模塊(em)有以下幾種：數(shù)字量輸入模塊(di)——24vdc和120/230vac;數(shù)字量輸出(do)——24vdc和繼電器;模擬量輸入模塊(ai)——電壓、電流、電阻和熱電偶;模擬量輸出模塊——電壓和電流。還有一個比較特殊的模塊-通訊處理器(cp)——該塊的功能是可以把s7-200作為主站連接到as-接口(傳感器和執(zhí)行器接口)，通過as-接口的從站可以控制多達248個設(shè)備，這樣就可以顯著的擴展s7-200的輸入和輸出點數(shù)。

西門子S7-300 中型可編程控制器:

西門子S7-300相比較s7-200，s7-300針對的是中小系統(tǒng)，他的模塊可以擴展多達32個模塊，背板總線也在模塊內(nèi)集成，它的網(wǎng)絡(luò)連接已比較成熟和流行，有mpi、工業(yè)以太網(wǎng)，使通訊和編程變得簡單，選擇性也比較多，并可借助工具進行組態(tài)和設(shè)置參數(shù)。s7-300的模塊稍微多一點，除了信號模塊(sm)和200的em模塊同類型之外，它還有接口模塊(im)——用來進行多層組態(tài)，把總線從一層傳到另一層;占位模塊(dm)——為沒有設(shè)置參數(shù)的信號模塊保留一個插槽或為以后安裝的接口模塊保留一個插槽;功能模塊(fm)——執(zhí)行特殊功能，如計數(shù)、定位、閉環(huán)控制相當于對cpu功能的一個擴展或補充;通訊處理器(cp)——提供點對點連接、profibus和工業(yè)以太網(wǎng)。針對cpu設(shè)計模式選擇器有：mres=模塊復位功能;stop=停止模式，程序不執(zhí)行;run=程序執(zhí)行，編程器只讀操作;run-p=程序執(zhí)行，編程器可讀寫操作。狀態(tài)指示器：sf，batf=電池故障;dc5v=內(nèi)部5vdc電壓指示;frce=表示至少有一個輸入或輸出被強制;run=當cpu啟動時閃爍，在運行模式下常亮;stop=在停止模式下常亮，有存儲器復位請求時慢速閃爍，正在執(zhí)行復位時快速閃爍。mpi接口用來連接到編程設(shè)備或其它設(shè)備，dp接口用來直接連接到分布式i/o。

西門子S7-400系列可編程控制器：

西門子S7-400同300的區(qū)別主要在于熱啟動(wrst)這一部分，其他基本一樣。它還有一個外部的電池電源接口，當在線更換電池時可以向ram提供后備電源。編程設(shè)備主要有pg720pg740pg760——可以理解成裝有編程軟件的手提電腦;也可以直接用安裝有step7(siemens的編程軟件)的pc來完成。而實現(xiàn)通訊(要編程首先要和plc的cpu通訊上)的要求主要在于接口：1.可以在pc上裝cp5611卡——上面有mpi口，可用電纜直接連接。2.加個pc適配器，把mpi口轉(zhuǎn)換成rs-232口后接到pc上。3.plc加cp343卡，使它具有以太網(wǎng)口。

西門子S7-1200 小型可編程控制器:

西門子SIMATIC S7-1200是一款緊湊型、模塊化的PLC，可完成簡單邏輯控制、高級邏輯控制、HMI 和網(wǎng)絡(luò)通信等任務(wù) 。
單機小型自動化系統(tǒng)的解決方案。 對于需要網(wǎng)絡(luò)通信功能和單屏或多屏HMI的自動化系統(tǒng)，易于設(shè)計和實施。
具有支持小型運動控制系統(tǒng)、過程控制系統(tǒng)的高級應用功能
新的模塊化SIMATIC S7-1200控制器是我們新推出產(chǎn)品的核心，可實現(xiàn)簡單卻高度的自動化任務(wù)。SIMATIC S7-1200 控制器實現(xiàn)了模塊化和緊湊型設(shè)計，功能強大、投資安全并且*適合各種應用。

可擴展性強、靈活度高的設(shè)計，可實現(xiàn)標準工業(yè)通信的通信接口以及一整套強大的集成技術(shù)功能，使該控制器成為完整、全面的自動化解決方案的重要組成部分。

使用*集成的新工程組態(tài) SIMATICSTEP 7 Basic，并借助 SIMATIC WinCC Basic 對 SIMATIC S7-1200 進行編程。SIMATIC STEP 7 Basic 的設(shè)計理念是直觀、易學和易用。這種設(shè)計理念可以使您在工程組態(tài)中實現(xiàn)效率。一些智能功能，例如直觀編輯器、拖放功能和“IntelliSense”（智能感知）工具，能讓您的工程進行的更加迅速。這款新軟件的體系結(jié)構(gòu)源于對未來創(chuàng)新的不斷追求，西門子在軟件開發(fā)領(lǐng)域已經(jīng)有很多年的經(jīng)驗，因此 SIMATIC STEP 7 的設(shè)計是以未來為導向的 。
SIMATIC S7-1200 系統(tǒng)有五種不同模塊，分別為 CPU 1211C、CPU 1212C 、 CPU 1214C、CPU1215C和CPU1217C。其中的每一種模塊都可以進行擴展，以*您的系統(tǒng)需要。可在任何 CPU 的前方加入一個信號板，輕松擴展數(shù)字或模擬量 I/O，同時不影響控制器的實際大小?？蓪⑿盘柲K連接至 CPU 的右側(cè)，進一步擴展數(shù)字量或模擬量 I/O 容量。CPU 1212C 可連接 2 個信號模塊，CPU 1214C 、CPU1215C和CPU1217C可連接 8 個信號模塊。，所有的 SIMATIC S7-1200 CPU 控制器的左側(cè)均可連接多達 3 個通訊模塊，便于實現(xiàn)端到端的串行通

S7-200之間的通訊

S7-200 與 S7-200 之間的通信常用于實現(xiàn)多個S7-200 CPU模塊之間的數(shù)據(jù)交換。S7-200 與 S7-200 之間的通信方式有網(wǎng)絡(luò)讀寫（PPI）通信﹑以太網(wǎng)通信﹑電話網(wǎng)Modem 通信﹑MD720-3無線通信等。由于S7-200 CPU模塊只能做MPI從站，S7-200 CPU 模塊的擴展模塊 EM277 也只能做 MPI 從站或 Profibus DP 從站，所以S7-200 與S7-200之間不支持MPI通信﹑Profibus DP 通信等通信方式。本文將從以下方面詳細介紹S7-200與S7-200之間的通信：

• 1. S7-200與S7-200之間有哪些通信方式
• 2. 如何選擇用于S7-200與S7-200之間的通信方式

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1. S7-200與S7-200之間有哪些通信方式

S7-200與S7-200之間的通信方式靈活多樣，常用的通信方式有如下四種：

• 網(wǎng)絡(luò)讀寫（PPI）通信

• 以太網(wǎng)通信

• 電話網(wǎng)Modem通信

• MD720-3 無線通信

提示：除了以上方式，您也許會想到Modbus通信和自由口通信。這兩種方式可以用于S7-200之間的數(shù)據(jù)交換，但是不是我們*的常用通信方式。因為使用Modbus通信和自由口通信時您需要編寫大量的程序，并無法很好的保證通信的準確性和實時性，Modbus 通信和自由口通信是常用于S7-200CPU與第三方設(shè)備或儀表之間的數(shù)據(jù)交換方式。

1.1 網(wǎng)絡(luò)讀寫（PPI）通信

PPI 協(xié)議是S7-200的主從通信協(xié)議.利用此方式可以實現(xiàn)S7-200與S7-200間的數(shù)據(jù)交換。這種通信方式利用CPU集成通信口即可實現(xiàn)，配置簡單。通信中，主站設(shè)備將請求發(fā)送至從站設(shè)備，然后從站設(shè)備進行響應。具體如下圖所示：

實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)讀寫（PPI）通信可以使用以下兩種方法：

*,使用Step 7 Micro/Win編程軟件中指令向?qū)е械腘ETR/NETW向?qū)В?/p>

具體方法和相關(guān)注意事項請參考《西門子 S7-200•LOGO!•SITOP 參考》（更新版）S7-200 PLC->通信->網(wǎng)絡(luò)讀寫（PPI）通信。

第二，使用NETR/NETW指令，需要客戶自己編寫程序?qū)崿F(xiàn)。

詳細的編程設(shè)置及例子程序請參考《S7-200可編程控制器系統(tǒng)手冊》第6章S7-200指令集->通信指令->網(wǎng)絡(luò)讀寫指令。

提示： NETR/NETW向?qū)褂煤唵?，不用大量編程，只需按照向?qū)Р襟E設(shè)置參數(shù)，因此不易出錯。*采用向?qū)У姆椒▽崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)讀寫（PPI）通信。

使用網(wǎng)絡(luò)讀寫（PPI）通信時需要注意以下幾點：

*，只有PPI主站需要配置或編程，從站不需要配置；

第二，主站既可以讀寫從站的數(shù)據(jù)，也可以讀寫另一個主站的數(shù)據(jù)；

第三，在一個PPI網(wǎng)絡(luò)中，與一個從站通信的主站的個數(shù)沒有限制，但是一個網(wǎng)絡(luò)中主站的個數(shù)不能超過32個；

第四，由于S7-200 CPU集成的通信口是非隔離的。因此在一個PPI通信網(wǎng)絡(luò)中，一個網(wǎng)段的距離不能超過50米。如果通訊距離超出50m，應在通信網(wǎng)絡(luò)中使用中繼器。如下所示:

提示：在上圖中，通常擴展一個中繼器可延長通信網(wǎng)絡(luò)50米，但如果擴展一對中繼器，并且它們之間沒有任何節(jié)點，中繼器之間的距離可達到1000米。

在網(wǎng)絡(luò)中使用中繼器的具體方法可參考《S7-200可編程控制器系統(tǒng)手冊》第7章 網(wǎng)絡(luò)通信->網(wǎng)絡(luò)的建立->在網(wǎng)絡(luò)中使用中繼器

1.2 以太網(wǎng)通信

S7-200PLC可以通過智能擴展模塊CP243-1連接至工業(yè)以太網(wǎng)中。這樣，S7-200之間就可以通過以太網(wǎng)進行數(shù)據(jù)交換，如下圖所示：

使用以太網(wǎng)通信需要注意以下幾點：

*，S7-200與S7-200之間采用以太網(wǎng)通信方式必須增加CP243-1以太網(wǎng)通信模塊，且一個S7-200CPU只能連接一個CP243-1擴展模塊；

第二，CP243-1不是即插即用模塊，需先通過Step 7 Micro/Win編程軟件對其組態(tài)；

第三，CP243-1可同時與多8個以太網(wǎng)S7控制器通信，即建立8個S7連接。

更多關(guān)于CP243-1模塊的使用問題可參考文檔《S7-200 以太網(wǎng)模塊系列 CP243-1》

以太網(wǎng)通信請參考《西門子 S7-200•LOGO!•SITOP 參考》V0.95版（更新版）S7-200 PLC->通信->以太網(wǎng)通信(CP243-1)

S7-200與S7-200之間的以太網(wǎng)通信編程可參考《CP243-1快速入門》《以太網(wǎng)模塊技術(shù)手冊》

1.3 電話網(wǎng)Modem通信

S7-200與S7-200之間的電話網(wǎng)Modem通信常用于異地通信，在S7-200與S7-200的本地通信中不常用。

如下圖所示：電話網(wǎng)Modem是通過S7-200 CPU的擴展模塊EM241調(diào)制解調(diào)器模塊來實現(xiàn)的。在公共電話網(wǎng)或小交換機的模擬音頻系統(tǒng)中，使用電話線連接EM241上標準的RJ11電話接口，對EM241 進行相應的配置編程即可實現(xiàn)S7-200 CPU之間的數(shù)據(jù)讀取或?qū)懭搿?/p>

電話網(wǎng)Modem通信（EM241）請參考《S7-200可編程控制器系統(tǒng)手冊》第10章創(chuàng)建調(diào)制解調(diào)模塊程序

電話網(wǎng)Modem通信注意事項請參考《西門子 S7-200•LOGO!•SITOP 參考》V0.95版（更新版）S7-200 PLC->通信->電話網(wǎng)Modem通信（EM241）

EM241與EM241之間的通信編程請參考《EM241快速入門》

1.4 MD720-3 無線通信

MD720-3無線通信也常用于異地通信，在S7-200與S7-200之間的本地通信中不常用。如有需要通信的模塊在異地或現(xiàn)場不適宜布線等原因，可考慮采用此通信方式。

S7-200與S7-200之間通過MD720-3無線通信模塊可以實現(xiàn)以下兩個功能：

• 終端模式：短消息功能

• OPC模式： 數(shù)據(jù)交換功能。

*，如下圖所示：MD720-3 終端模式用于S7-200與S7-200之間互相收發(fā)短信。此通信方式不需要OPC中心站，只需要在需要通信的每個S7-200 CPU右側(cè)都擴展MD720-3無線通信模塊，配置天線﹑西門子PC/PPI串口電纜等硬件，并且在MD720-3模塊中插入SIM卡。

終端模式需要的硬件軟件配置﹑庫指令的下載及編程請參考《S7-200 PLC 通過MD720-3 發(fā)送短消息》

第二，如下圖所示：MD720-3 OPC模式用于S7-200與S7-200之間進行數(shù)據(jù)交換。此通信方式除了配置以上與終端模式相同的硬件之外，還必須配置OPC中心站，即必須使用SINAUT MICRO SC　OPC服務(wù)器軟件和OPC客戶機軟件。

OPC模式需要的硬件軟件配置請參考《SINAUT MD720-3的GPRS通信》

OPC模式編程的庫指令 下載

MD720-3 OPC 模式編程請參考《SINAUT MD720-3功能塊編程入門》

更多信息請參考《MD720-3技術(shù)手冊》

2. 如何選擇用于S7-200與S7-200之間的通信方式

針對以上常用的四種通信方式，我們該如何選用S7-200與S7-200之間的通信方式呢？ 根據(jù)現(xiàn)場實際需求及通信模塊的使用條件，我們提供以下幾種參考：

• 如果需要進行通信的S7-200 CPU集成的通信端口未被占用，S7-200 CPU模塊都在本地，通信距離不遠，且通信速率要求不高，那么可選用網(wǎng)絡(luò)讀寫（PPI）通信；

• 如果需要進行通信的S7-200 CPU集成的通信端口已被占用，或通信距離較遠甚至達到幾千米，或通信速率要求達到M bits/s,那么可選用以太網(wǎng)通信；

• 如果需要進行通信的S7-200 CPU模塊分布在相距很遠的異地，并且模塊之間數(shù)據(jù)交換量不大，實時行要求不高，我們可考慮選用電話網(wǎng)Modem通信；

• 如果需要進行通信的S7-200 CPU模塊相互之間要求有短消息收發(fā)或?qū)崟r性不高的數(shù)據(jù)交換，并且現(xiàn)場環(huán)境不適宜布線，或模塊相距很遠或分布在異地，且現(xiàn)場環(huán)境滿足GPRS條件，那么可選用MD720-3 無線模式。

當然，選用S7-200與S7-200之間的通信方式不僅僅依據(jù)以上條件。除此之外，我們?nèi)詰摽紤]模塊的使用環(huán)境﹑調(diào)試﹑維修﹑成本等因素。

S7-200與S7-200之間的通信方式比較可參考《西門子 S7-200•LOGO!•SITOP 參考》（更新版）S7-200 PLC->通信->編程通信->可能的通信方式->表1

1.S7-200和S7-300進行MPI通信
S7-200 PLC與S7-300 PLC之間采用MPI通訊方式時，S7-200 PLC中不需要編寫任何與通訊有關(guān)的程序，只需要將要交換的數(shù)據(jù)整理到一個連續(xù)的V 存儲區(qū)當中即可，而S7-300 PLC中需要在組織塊OB1（或是定時中斷組織塊OB35）當中調(diào)用系統(tǒng)功能X_GET（SFC67）和X_PUT(SFC68)，以實現(xiàn)S7-200 PLC與S7-300 PLC之間的通訊。調(diào)用SFC67和SFC68時VAR_ADDR參數(shù)填寫S7-200的數(shù)據(jù)地址區(qū)，由于S7-200的數(shù)據(jù)區(qū)為v區(qū)，這里需填寫 P#DB1.DBX×× BYTE n 對應的就是S7200 V存儲區(qū)當中VB××到VB（××＋n）的數(shù)據(jù)區(qū)。例如交換的數(shù)據(jù)存在S7-200中VB50到VB59這10個字節(jié)當中，VAR_ADDR參數(shù)應為 P#DB1.DBX50.0 BYTE 10.
首先根據(jù)S7-300的硬件配置，在STEP7當中組態(tài)S7-300站并且下載，注意S7-200和S7-300出廠默認的MPI地址都是2，所以必須修 改其中一個PLC的站地址，例子程序當中將S7-300 MPI地址設(shè)定為2，S7-200地址設(shè)定3，另外要分別將S7-300和S7-200的通訊速率設(shè)定*，可設(shè)為9.6K，19.2K，187.5K三 種波特率，例子程序當中選用了19.2K的速率。

S7-200 PLC修改MPI地址可以參考下圖：

圖1 S7-200 設(shè)置MPI地址

S7-300 PLC修改MPI地址可以參考下圖：

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PLC主要有整體式和模塊式兩種結(jié)構(gòu)型式。

整體式PLC的每一個I/O點的平均價格比模塊式的便宜,且體積相對較小,一般用于系統(tǒng)工藝過程較為固定的小型控制系統(tǒng)中；而模塊式PLC的功能擴展靈活方便,在I/O點數(shù)、輸入點數(shù)與輸出點數(shù)的比例、I/O模塊的種類等方面選擇余地大,且維修方便,一般于較復雜的控制系統(tǒng)。

二、安裝方式的選擇

PLC系統(tǒng)的安裝方式分為集中式、遠程I/O式以及多臺PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式。

集中式不需要設(shè)置驅(qū)動遠程I/O硬件,系統(tǒng)反應快、成本低；遠程I/O式適用于大型系統(tǒng),系統(tǒng)的裝置分布范圍很廣,遠程I/O可以分散安裝在現(xiàn)場裝置附近,連線短,但需要增設(shè)驅(qū)動器和遠程I/O電源；多臺PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式適用于多臺設(shè)備分別獨立控制,又要相互聯(lián)系的場合,可以選用小型PLC,但必須要附加通訊模塊。

三、相應的功能要求

一般小型(低檔)PLC具有邏輯運算、定時、計數(shù)等功能,對于只需要開關(guān)量控制的設(shè)備都可滿足。

對于以開關(guān)量控制為主,帶少量模擬量控制的系統(tǒng),可選用能帶A/D和D/A轉(zhuǎn)換單元,具有加減算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送功能的增強型低檔PLC。對于控制較復雜,要求實現(xiàn)PID運算 、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能,可視控制規(guī)模大小及復雜程度,選用中檔或高擋PLC。但是中、高擋PLC價格較貴,一般用于大規(guī)模過程控制和集散控制系統(tǒng)等場合。

四、響應速度要求

PLC是為工業(yè)自動化設(shè)計的通用控制器,不同檔次PLC的響應速度一般都能滿足其應用范圍內(nèi)的需要。如果要跨范圍使用PLC,或者某些功能或信號有特殊的速度要求時,則應該慎重考慮PLC的響應速度,可選用具有高速I/O處理功能的PLC,或選用具有快速響應模塊和中斷輸入模塊的PLC等。

五、系統(tǒng)可靠性的要求閩侯縣西門子6ES7522-1BH10-0AA0

對于一般系統(tǒng)PLC的可靠性均能滿足。對可靠性要求很高的系統(tǒng),應考慮是否采用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)。

六、機型盡量統(tǒng)一

一個企業(yè),應盡量做到PLC的機型統(tǒng)一。主要考慮到以下三方面問題：

1)機型統(tǒng)一,其模塊可互為備用,便于備品備件的采購和管理。

2)機型統(tǒng)一,其功能和使用方法類似,有利于技術(shù)力量的培訓和技術(shù)水平的提高。

3)機型統(tǒng)一,其外部設(shè)備通用,資源可共享,易于聯(lián)網(wǎng)通信,配上位計算機后易于形成一個多級分布式控制系統(tǒng)

西門子中國總代理300系列產(chǎn)品概述

功能強大，結(jié)構(gòu)緊湊并且經(jīng)濟

SIMATIC S7- 300通用控制器可以節(jié)省安裝空間并且具有模塊化設(shè)計的特點。
大量的模塊可根據(jù)手頭的任務(wù)被用于擴展集中系統(tǒng)或創(chuàng)建分散結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，并促進備件成本效益的經(jīng)濟性。憑借其令人印象深刻的創(chuàng)新系列，SIMATIC S7 -300通用控制器成為了一個可以有效節(jié)省用戶額外投資和維護成本的綜合系統(tǒng)。