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第五章.PLC工业通讯网络

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课程 可编程控制技术 班级 电气工程自动化 学期 5 课时 2h 累计课时 58h 教师 上课日期 课程类型 理论，实验。

课程名称 （章、节）

第五章．PLC工业通讯网络 5.1网络的概念。OSI参考模型（Open System Interconnection）。 5.2 多点接口（MPI）

教学目的 要 求 了解OSI参考模型 掌握多点接口（MPI）通讯方式及设计

教学重点 多点接口（MPI）全局数据设置 教学难点 程序。组态及全局数据综合 主要教具 设备材料

多媒体教室、计算机投影、PLC实训室

可编程控制器S7-300/400，编程器/STEP7软件， MPI网络

课后记 1．应适当提供下厂观摩课，加强学员对S7网络认识； 2．可以尝试项目教学法，让学员独立完成一个项目。 教 案 教 学 内 容 备 注 5.1网络基本概念。OSI参考模型 5.1.1网络的概念 通过线路互联起来的，自治的终端设备集合。 将分布在不同地理位置上的具有独立工作能力的计算机、终端及其附属设备用通信设备和通信线路连接起来，并配置网络软件，以实现计算机资源共享的系统。 网络按网络拓扑划分 总线型，星型，.环型，网状， 树状， 星环型，拓扑。 5.1.2网络的发展过程 1．具有通信功能的单机系统。该系统称为终端，是早期计算机网络的主要形式，它是将一台计算机通信线路与若干个终端直接相连 2．具有通信功能的多机系统。在简单的“终端——通信线路——计算机”这样的单机系统中，主计算机负担较重，既要进行数据处理，又要承担通信功能。 3．以共享资源为主要目的的计算机网络。既利用通信线路将多台终端设备连接起来，实现设备与设备之间的通信。 4．局域网络及其互连为主要支撑环境的分布式计算阶段。局域网是继远程网之后发展起来的小型终端设备网络，它继承了远程网的分组交换技术和计算机的I/O总线结构技术。并具有结构简单、经济实用、功能强大、方便灵活等特点。是随着微型计算机的广泛应用而发展起来的。 5.1.3通信方式  单工通信（simplex），  半双工通信（Half-duplex）  全双工通信（Full-duplex） 幻灯片 S7-300/400 网络结构 网络划分

教学课件 网络的发展过程 局域网 教 案 教 学 内 容 备 注 5.1.4 OSI参考模型 标准意义的网络结构： OSI参考模型（Open System Interconnection）, 物理层：提供建立，维护和拆除物理链路所需的机械，电气，功能和规程特性。 数据链路层：在网络层实体间提供数据传输功能和控制，提供数据的流量控制，检测和纠正物理链路产生的差错。 网络层：提供路由选择，拥塞控制，网络互连等功能。根据传输层的要求，选择服务质量，向传输层指示未恢复的差错。 传输层：提供建立，维护和拆除传输连接的功能。监控服务质量，提供可靠的透明数据传输，差错控制和流量控制。 会话层：提供两个进程之间建立，维护和结束会话连接的功能。提供会话流量控制和交叉会话。 表示层：提供不同信息格式和编码之间的转换。提供数据表示，数据压缩和数据加密功能。 应用层：提供网络服务，例如数据库管理系统，电子邮件系统，文件传输程序，网络管理程序等。 5.1.5 RS—232C与RS—485标准 1．RS—232C规范：RS—232C的机械规范定义的是25针插头，RS—232C的电气规范是用低于“—3V”的负电压表示逻辑“1”，高于“+3V”的正电压表示逻辑“0”．数据传输率最高允许20kbps。 2，RS—485标准 RS-485串行接口用最少的信号连线来完成通信任务． 已经在几乎所有新装置或仪表中出现． RS-485实际上是RS-422A的简化变型， RS-485仅支持半双工通信，分时使用一对信号线发送或接收． 幻灯片 S7-300/400 OSI参考模型

RS-485 RS-422A 教学课件 教 案 教 学 内 容 备 注 5.2 多点接口（MPI） S7—300／S7—400可以通过MPI接口组成PLC网络，MPI网采用全局数据(Globe Data)通信模式，可在PLC之间进行少量数据交换。它不需要额外的硬件和软件，成本低，用法简。 MPI网用于连接多个不同的CPU或设备．MPI符合RS—485标准，具有多点通信的性质．MPI的波特率设定为187．5kbps．

5.2.1多点接口（MPI）网络组态

5.2.2多点接口（MPI）全局数据设置 GD通信的数据结构 GD通信应用 1．建立MPI站1的硬件组态 2．设置MPI站1的站地址 3．建立MPI站2的硬件组态，打开组态界面的CPU特性，设置MPI站2的站地址 4．点击Configure Network 进入配置网络界面 5．打开全局数据表 Options/Define Global Date 6．生成并装载全局数据，实现CPU到CPU通讯

发送/接收数据规则：1个MPI站的发送数据可以发送到多个MPI站，1个MPI站的接收数据只能接收1个MPI站的发送数据。 SIMATIC S7300（1）站和SIMATIC S7300（2）站的控制程序 幻灯片 STEP7软件 MPI接口 全局数据 西门子网站 GD通信的数据结构及应用 教学模型 教学课件 发送/接收数据规则 课程 可编程控制技术 班级 电气工程自动化 学期 5 课时 2h 累计课时 60h 教师 上课日期 课程类型 理论，实验。

课程名称 （章、节）

第五章．PLC工业通讯网络 5.3 工业现场总线（PROFIBUS） 5.4工业以太网（Industrial Ethernet）

教学目的 要 求 了解三种PROFIBUS系统的区别 熟悉ET 200系列产品 掌握带DP口的PROFIBUS系统的组成 了解工业以太网（Industrial Ethernet）的结构

教学重点 ET 200系列产品 带DP口的PROFIBUS系统

教学难点 DP-SEND（发送块）和DP-RECV（接收块） 主要教具 设备材料

多媒体教室、计算机投影、PLC实训室

可编程控制器S7-300/400，编程器/STEP7软件， PROFIBUS DP站。工业以太网（Industrial Ethernet）

课后记 1．定场景来锻炼学员的网络意识。 2．可以尝试项目教学法，让学员独立完成一个项目。 3．在今后的教学中应在加强PROFIBUS DP站的内容。 教 案 教 学 内 容 备 注 5.3 工业现场总线（PROFIBUS） 5.3.1 PROFIBUS协议 PROFIBUS协议的三个主要部分： PROFIBUS DP（Distributed I/Os）：在主站和从站之间采用轮循的通讯方式，主要应用于制造业自动化系统中单元级和现场级通信。 PROFIBUS PA(Process Automation)：电源和通信数据通过总线并行传输，主要用于面向过程自动化系统中单元级和现场级通讯。 PROFIBUS FMS(Fieldbus Message Specification)：定义主站和主站之间的通讯模型，主要用于自动化系统中系统级和车间级的过程数据交换。 PROFIBUS网络由主站，从站，网络部件等构成： 主站也被称做主动节点。包括SIMATIC PLC，SIMATICWinAC控制器，支持主站功能的通讯处理器，IE／PB链路模块以及ET200S／ET200X的主站模块 典型的从站为传感器，执行器以及变频器。从站不会拥有总线访问的授权。 PROFIBUS的传输速度为9.6/19.2/93.75/187.5/500/1500Kbit／s以及3/6/12Mbit／s。 最大节点数127(地址0-126)。 ET 200系列产品包括： 可直接安装在恶劣工业环境中的IP65／67防护等级的输入／输出模块(ET 200eco／ET 200X／ET200R 可安装在危险区和2区的本安输入／输出的DP从站(ET 200iS) 适用于安装在控制室或控制柜中的IP20防护等级的高性能输入／输出从站(ET 200S) 适用于安装在控制室或控制柜中的IP20防护等级的普通的输入懒出从站(ET 200M／ET 200L／ET 200B： 其它：分布式智能气动系统功能模块、电机驱动器、变频器、安全技术等一系列已集成在ET 200内的功能。 幻灯片 STEP7软件 PROFIBUS协议 西门子网站

主站，从站，网络部件

ET 200系列 教学模型 教学课件 课堂练习 教 案 教 学 内 容 备 注 5.3.2 PROFIBUS DP系统组态 PROFIBUS DP系统组态可分为带DP口的主站系统，采用通讯模板CP的主站系统以及带智能从站的DP系统。三种DP系统中带DP口的主站系统，采用通讯模板CP的主站系统在硬件组态时基本相同。 1. PROFIBUS DP系统之一：带DP口的主/从系统 带DP口的主/从系统设计十分灵活，它允许用CPU中不同的数据区域来储存DP过程数据。对数据区域的选择取决于CPU的类型和应用。过程映像区，位存储器以及数据块都可用于DP输入，输出数据。 过程映像是标准的数据分配。在CPU的过程映像中须有充分的空间为DP保留一个连续的输入区域和一个连续的输出区域。这可能受中央配置中过程映像大小和信号模块数量的限制。 位存储器与过程映像相同，这个区域适合于DP信号的全局存储。例如，如果过程映像可利用的空间(没有被中央信号模块占据的空间)不够用，则可以使用位存储区。 数据块也可以用来存储DP信号。最好在有关的DP数据区只被一个程序调用时使用这种存储。  建立S7-300 PLC主站的硬件组态（带DP口）：双击“X2/DP”栏或“CP342-5”栏，在对话框内选中“DP-Master”  在PROFIBUS总线上添加ET-200 从站： 主站/从站的I/O地址不能重复，它是由系统软件分配的。如果用户需要对地址进行修改，可以通过模板特性对话框重新设置。 幻灯片 STEP7软件 三种DP系统 西门子网站

教学模型 教学课件 项目设计 课堂练习

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电气控制与Plc第5章-S7-200-PLC的基本指令及程序设计

电气控制与Plc第5章-S7-200-PLC的基本指令及程序设计

(Q0.0)
KA2
(M0.1)
KM2
(Q0.1)
KM1
(Q0.0)
KM2
(Q0.1)
KA1
(M0.0)
图5-4 电气原理图
LD M0.0 A I0.0 = Q0.0
LD Q0.0
AN M0.1
=
Q0.1
AN Q0.1
=
M0.0
(a) 梯形图
图5-5 触点串联指令编程使用举例
(b) 语句表
触点并联指令使用说明：
EXIT
5.1.2 触点串连指令
与指令：用于单个常开触点的串联连接。 指令格式：A bit
与反指令：用于单个常闭触点的串联连接。 指令格式：AN bit
例3-2 触点串联指令的应用举例。图5-4为电气原理图（已标 地址），图5-5为对应的梯形图和语句表。
KA1
(M0.0)
SB
(I0.0)
KM1
EXIT
5.1.9 逻辑堆栈操作指令
S7－200 PLC使用了一个9层堆栈来处理所有逻辑操作， 逻辑堆栈指令主要用来完成对触点进行的复杂连接，配 合ALD、OLD指令使用。
1．指令
1）逻辑入栈指令 指令格式：LPS
2）逻辑读栈指令 指令格式：LRD
3）逻辑出栈指令 指令格式：LPP
4）装入堆栈指令 指令格式：LDS n
I0.1 I0.2 Q0.1,Q0.2
(b) STL
(c) 时序图
图5-14 S/R指令使用举例
EXIT
S/R指令使用说明
➢S/R指令的操作数为：I、Q、M、SM、T、C、V、S和 L。 ➢ N的常数范围为1～255，N也可为：VB、IB、QB、 MB、SMB、SB、LB、AC、常数、*VD、*AC和*LD。 一般情况下使用常数。 ➢ 对位元件来说一旦被置位，就保持在通电状态，除非对 它复位；而一旦被复位就保持在断电状态，除非再对它置 位。
三菱FX3U系列PLC编程技术与应用 第五章

三菱FX3U系列PLC编程技术与应用 第五章


§5.2 程序流控制指令及其应用
5.2.2 应用实例： PLC控制工件装配 （点动与连续的混合控制）
装配单元的基本功能是完成将该单元 料仓内的黑色或白色小圆柱工件嵌入到已 加工的工件中的装配过程。
本系统具有自动工作方式与手动点动工 作方式,具体由自动工作与手动点动工作转换 开关K1选择。当K1=1时为手动点动工作，系 统可通过三个点动按钮和外部选择开关对电 磁阀进行控制以便对设备进行调整，检修和 事故处理。在自动工作方式时：
连续执行方式：每个扫描周期都重复执行一次 脉冲执行方式：只在信号OFF→ON时执行一次，在指令后加P（Pulse）表示。
§5.1 功能指令概述
功能指令还提供变址寄存器V、Z，改变操作数的地址，其作用是存放改 变地址的数据。实际地址等于当前地址加变址数据，32位运算时V和Z组合 使用，V为高16位，Z为低16位。
§5.2 程序流控制指令及其应用
5．循环指令 循环开始：FNC08 FOR 源操作数[S]：K、H、KnY、KnS、T、C、D、V、Z 循环结束：FNC09 NEXT 无操作数
只在FOR～NEXT 指令之间的处理执行 几次之后，才处理 NEXT指令以后程序。 若采用Kn直接指定次 数时，n的取值为0～ 32767时有效。如右 图所示，为3层嵌套 的循环程序，这类循 环程序最多可嵌套5 层。
目的操作数和其它操作数。源操作数用S 也可用两个数据寄存器合并起来存储32位
表示；目标操作数用D表示；其它操作数 数据（最高位为正、负符号位）。通常数
用m、n表示：补充注释的常数，用K（十 据寄存器又可分为以下几类：
进制）和H（十六进制）表示。
1．通用数据寄存器（D0～D199）
2．停电保持用寄存器（D200～D999）
第5章 S7-200系列PLC的基本指令及程序设计-2

第5章 S7-200系列PLC的基本指令及程序设计-2


●计数器的当前值≠0时，其状态位为0；而它 的当前值=0时，状态位置 1，且停止计数。 ●当装载输入端 LD=1时，减计数器复位：
当前值=设定值，状态位=0。
计数器的应用 举例--计数范围的扩展
【例5-4-1】: 做一个计数器，当计数到200000时， 使Q0.0 = 1。 控制程序如下：
2
手动复位 初始化
●跳转/标号指令必须成对使用，且只能用在同一程 序块中。 ●跳转/标号指令中, n 的范围： 0～255。 ●执行跳转指令后，跳过程序段中各个元件（除定 时器外）的状态不变，保持跳转前的状态。
●跳过程序段中若有定时器:
a.1ms、10ms的定时器，系统会对它们周期 刷新，故会继续计时. b. 对于100ms的定时器，只有执行指令时其 当前值和状态位才会被刷新，因此跳过程序 段中的定时器指令因不执行而停止刷新，会 使定时器计时失准.
跳转、标号指令应用
【例5-3-5】
有一个机械手， 用工作方式开关
选择手动、单步
、自动工作方式
，主程序如下：
6. 子程序
● 在结构化程序设计时，采用子程序可以
优化程序结构，减少扫描时间；
● 与子程序相关的操作有： ※ ※ ※ 建立子程序 子程序调用 子程序返回
1）创建子程序
用命令“编辑” 程序” “插入” “子
第五章 S7-200PLC 基本指令及程序设计-2
河南延龙机电设备有限公司
§5-3 PLC的梯形图程序设计方法
1. 梯形图程序设计的方法 梯形图程序的基本 形式：
X开:开启条件 X关:关断条件 Fk 的自锁触点。
Fk
尽可能是短信号.
线圈Fk: 逻辑运算的中间(或最终)结果；
1）梯形图程序的设计方法：
HU编程手册通信功能yzq

HU编程手册通信功能yzq

第五章通信功能5.1 概要H3U系列PLC主模块包含2个独立物理串行通信口，分别命名为COM0和COM1。

COM0具有编程、监控功能；COM1功能完全由用户自由定义。

PLC标配MiniUSB通信口，具有上下载、监控、配置等功能。

主模块整机硬件标准配置，COM0硬件为标准RS422，接口端子为8孔鼠标头母座；COM1硬件为标准RS485，接口为接线端子。

5.1.1 硬件及通信连线COM0硬件为标准RS422，接口端子为8孔鼠标头母座。

USB通信口为MiniUSB接口。

接口定义：图COM0和MiniUSB程序下载口H3u通过COM0，PLC与计算机或触摸屏的连接有两种方式。

方式1：PLC侧为RS422，计算机侧为USB。

计算机通过专用的USB下载电缆连接到COM0的程序下载口。

方式2：PLC侧为RS422，计算机侧为RS232，计算机通过专用的串口下载电缆连接到COM0的程序下载口。

H3u支持USB下载，USB驱动安装程序见后台安装目录下“usb”文件夹。

COM1为RS485，接口为接线端子，接口定义：图通信接线端子COM1与其它设备通信连接方式。

通过接线端子，用户现场配线。

5.1.2 H3U通信协议切换逻辑说明1）COM0协议COM0协议默认为为下载协议/HMI监控协议(D8116=0X81);COM0口可以通过D8116=0X02在运行状态下为MODBUS_RTU的从站操作。

2）COM1协议协议切换条件：系统上电运行或用户程序的停机状态COM1都可以切换协议，运行状态中不对协议进行更改。

*RS指令半双工/全双工模式由D8120的Bit10设定；1:半双工RS485a) N:N的协议设置：可以通过从0步编写如下用户程实现N:N设置图N:N协议设置b) 并联协议设置：M8070置位为并联协议主站，M8071置位为并联协议从站，M8070与M8071不能同时置位，若同时置位并联协议无效。

c) 计算机链接协议设置：D8120的bit14 = 1，系统设置COM1协议为计算机链接协议。