基于S7—200PLC的自由端口通信
作者：张海莉
来源：《山东工业技术》2016年第19期
        摘 要：S7-200PLC是西门子公司开发的一种微型可编程控制器，它除了具有编程简单、功能强、可靠性高等优点还具有满足通信和网络需求的功能，此外它还拥有通信端口、通信电缆及通信卡等部件，通过制定内部通信协议，从而与外部的其它设备进行通讯，因此被广泛应用于工业控制领域。文章详细阐述了S7-200PLC中几种常用的通信模式，并重点分析了自由口串行通信实现的方式。
        关键词：S7-200PLC；通信方式；自由端口
        DOI：10.16640/jki.37-1222/t.2016.19.099
        德国西门子公司是欧洲最大的电子电气设备制造公司，其公司生产的PLC种类很多，其中SIMATIC系列的PLC具有功能强大，性能优越等优点，在欧洲乃至全世界都处于领先地位，同时具有很高的市场认可度。最新的SIMATIC系列PLC主要有S7、M7、C7三大系列，其中S7系
列又分为微型、中小型、大中型几个系列，而S7-200系列的PLC则是其微型PLC的代表，同时又以功能强大、结构紧凑小巧、开放式通讯、较高的稳定性及价格低廉而著称，是目前市场上使用最为普遍的PLC之一。在S7-200PLC的控制系统中，PLC作为下位机完成现 场各种信号和数据的采集、运算和控制，PC机作为上位机可提供人机交互界面，实现数据的处理以及现场数据的实时显示等监视和远程控制等功能。
        1 S7-200PLC的通信部件
        S7-200PLC的通信端口为RS-485串行接口，其外形为9针D型。S7-200PLC的通信电缆为PC/PPI电缆，其PC端与计算机RS-232通信口连接，其PPI端则与PLC的CPU模块中的通信端口连接。通过PC/PPI电缆上的8个DIP开关可以对通信的波特率进行选择，一般默认的通信速率为9600bps。在STEP7-Micro/WIN编程软件中，通过指令树中的通信图标可以对PC/PPI电缆进行通信设置，具体过程如下：打开通信对话框，双击右上角PC/PPI图标，系统会弹出PC/PG接口属性对话框，单击属性按钮在弹出的属性对话框中选择通信速率为9600bps。除了通信端口和通信电缆之外，S7-200PLC还带有网络连接器、PROFIBUS网络电缆、网络中继器以及EM227PROFIBUS-DP模块等通信部件。
        2 S7-200PLC的通信方式
        2.1 单主站方式
        在单主站方式的通信网络中，将一台PC作为单一主站通过PC/PPI电缆与作为从站的S7-200CPU进行通信，继而实现点对点通信、监控、参数设定、编程等。
        2.2 多主站方式
        在整个通信网络中设置多个主站，一个或多个从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则作为从站，主站PC和HMI可以共享网络可以对任意的从站进行读写数据，从站S7-200CPU之间可以互相读写数据。
        2.3 远程通信方式
        将PC/PPI电缆与调制解调器（Modem）进行连接也就是将单一主站与一个或多个从站通过调制解调器（Modem）进行连接，可以将数据的传输距离进一步加大，此种方式为远程通信方式。我们通过设置PC/PPI电缆上的DIP开关5来实现数据的传送和接收，如果DIP开关
5的设置为1信号，则PC/PPI电缆处于接收模式即数据从RS-485传送到RS-232接口，如果DIP开关5的设置为0信号，则PC/PPI电缆处于发送模式此时数据从RS-232传送到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户程序控制，通过发送/接收中断以及发送/接收指令，用户程序可以对通信口进行操作，继而实现S7-200PLC与打印机、变频器、上位PC等外部串口设备的自由端口通信。S7-200PLC系列PLC具有两个特殊存储器位SMB30 和SMB130，其中SMB30用于对应端口0而SMB130用于对应端口1，而其224系列的CPU就是通过对SMB30赋值之后，自由端口通信方式就被确定，SMB30和SMB130中的具体内容内容如下表1所示。
        3 自由端口模式下S7-200PLC与远程PC的通信实现
        S7-200PLCsocket通信为什么要指定端口与远程PC的通信需要遵循中断通信处理程序要短小精悍，要免XMT与RCV指令在一个端口同时执行等诸多规则，其通信程序框图如图1所示：
        S7-200PLC支持PPI、MPI、自由端口、PROFIBUS等多种通信协议，其网络通信可以支持一个或多个协议。其中自由端口通信协议即用户自定义通信协议是其中的一个特功能，S7-200PLC可以通过自由端口通信协议与打印机、变频器、上位PC等外部串口设备进行通信，也可以对两个CPU中的数据进行交换。当PLC与外部串口设备连接后，CPU的通信端口完全由用户程序控制，通过发送/接收中断以及发送/接收指令，用户程序可以对通信口进行操作，此时可以通过PLC内部特殊存储器SMB30、SMB130对波特率、奇偶校验以及数据位数进行设定。特别说明一点，只有当PLC处于运行模式的状态下，其自由端口通信才能被允许，当PLC处于停止模式的状态下自由端口通信会被中断，通信口转换成PPI协议操作。本电梯教学模型中的通信系统采用远程PC定时发送一串字符，然后PLC通过中断查询的方式接收数据，当PLC收到回车符完成接收时再将信息发回给PC，其设置的自由端口模式通信协议内容如下：传输速率为9600bps，无奇偶校验，每个字符8位，接受和发送使用同一个缓冲区，首地址为VB100，具体控制程序如下：
        4 结束语
        S7-200系列PLC是自动化控制和采集网络系统的一种基础构件，其主要利用自由口串行
通信对数据信息进行交换控制，在很大程度上较好的解决了工业控制系统中数据采集和数据分析的难题。S7-200系列PLC性价比极高，流程控制效率明显提升，内部含有很大的数据存储器容量，它可以适用于各种通信模式，它可以对数据采集的过程进行简化，它可以将实时性监控变为现实，它的系统研发成本投入较少，它可以更好的满足各种工业自动化控制生产的要求。
        参考文献：
        [1]李洪.基于PLC的双匀速电梯模型系统设计[D].苏州大学，2009（10）：29-33.
        [2]郑凤冀，金沙.图解西门子S7-200系列PLC应用88例[M].电子工业出版社，2009.
        [3]李剑.西门子PLC与监控计算机通信问题的研究[D].天津大学，2007（01）：15-16.
        作者简介：张海莉（1980-），女，江苏徐州人，从教于徐州经贸高等职业学校，讲师，主要从事电工电子、电子CAD、PLC等电子专业课程的教学研究工作。

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