西门子S7-400中央处理单元CPU416-3

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各种型号西门子PLC所支持的通信协议小结

西门子PLC有4大类，几十个型号类型，PLC不同所支持的通讯协议也不相同。

按照大类型来划分，具体可分为串口协议和以太网通信协议两大类。

串口协议主要有：MODBUS RTU 通信协议；PROFIBUS 通信协议；USS通信协议；PPI通信协议；MPI通信协议；自由口。

以太网通信协议主要有：MODBUS TCP/IP 通信协议；OPC 通信协议；ISO-ON-TCP通信协议；UDP通信协议；PROFINET通信协议；S7协议。

按照具体型号来划分，具体可分为S7-200系列和S7-300\400系列两大类。

S7-200系列支持的协议有：PPI、MPI、PROFIBUS、以太网、S7协议、AS-INTERFACE、USS、MODBUS、自由口。

S7-300\400系列支持的协议有：MPI、PROFIBUS、ETHERNET网、ISO协议、ISO-ON-TCP、MODBUS等。

这两大类协议的相同点是同一协议物理传输介质相同。比如S7协议可以使用DP、以太网作为传输介质。不同之处是每个协议都对应不同的组态方式和程序。

下面就给大家展示几个具体协议下的无线通讯案例，来具体说明相关协议的工作原理。

西门子S7-1200与DTD433F无线Modbus通信

基于Modbus RTU协议下实现的1主多从自组网无线通信形式，主站为S7-1200 PLC，DTD433F作为从站。

测试设备与参数：

1. 硬件环境搭建

主站设备：西门子S7-1200

从站设备：DTD433FC *4台

无线数据终端（主站设备）DTD434MC*1块

2. 测试参数

通讯协议：Modbus RTU协议

主从关系：1主4从

主站通讯接口：Rs485接口

从站接口：模拟信号

威纶通触摸屏与2台S7-200 SMART 无线PPI通信

通过欧美系PLC专用无线通讯终端DTD434M，能够稳定方便地实现无线 PPI网络，无需更改网络参数或原有程序，直接替换有线Rs485通讯。

测试设备与参数：

触摸屏：TK6071IQ × 1台

200SMART型号：CPU SR20 × 2台

无线通讯设备：DTD434MC × 3块

数据线：西门子PLC专用485线 × 1根

触摸屏数据线：触摸屏专用Rs485数据线 × 1根

主从关系：1主2从

通讯接口：Rs485接口（两线制）

组态王与S7-200Smart之间 Profinet无线以太网通信

通过欧美系PLC专用无线通讯终端DTD418MB，即可直接替换组态王与PLC之间有线以太网通讯，且稳定方便的实现PLC无线以太网通讯。

测试设备与参数：

西门子PLC型号：S7-200Smart × 2台

上位机：组态王6.55 × 1台

通讯设备：DTD418MB × 3块

主从关系：1主2从

通讯接口：RJ45接口

通讯协议：Profinet协

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西门子PLC顺序控制梯形图的设计方法

本章首先介绍两种通用的设计方法，即使用起保停电路的设计方法和以转换为中心的设计方法，然后介绍使用顺序控制继电器的设计方法，*后介绍具有多种工作方式的控制系统的设计方法。

  本章介绍的编程方法很容易学握，用它们可以迅速地、得心应手地设计出任意复杂的数字量控制系统的梯形图。

  较复杂的控制系统的梯形图一般采用图5-1所示的典型结构。I2.0是自动/手动切换开关，当它为1时将跳过自动程序，执行手动程序为0时将跳过手动程序，执行自动程序，公用程序用于自动程序和手动程序相互切换的处理。开始执行自动程序时，要求系统处于与自动程序的顺序功能图中初始步对应的初始状态。如果开机时系统没有处于初始状态，则应进人手动工作方式，用手动操作使系统进人初始状态后，再切换到自动工作方式，也可以设置使系统自动进人初始状态的工作方式(见5.4节):

  系统进人初始状态之前，还应将与顺序功能图的初始步对应的编程元件置1，为转换的实现作好准备，并将其余各步对应的编程元件置为0状态，这是因为在没有并行序列或并行序列木处于活动状态时，同时只能有一个活动步。

  图5-1自动/手动程序

  为了便于将顺序功能图转换为梯形图，**用代表各步的编程元件的地址(如MO.0)作为步的代号，并用编程元件的地址来标注转换条件和各步的动作或命令。

  在5.1-5.3节中，假设刚开始执行用户程序时，系统已处于要求的初始状态，并用初始化脉冲SM0.1将初始步置1，代表其余各步的各编程元件均为0状态，为转换的实现作好了准备。

  使用起保停电路设计顺序控制梯形图的方法

  根据顺序功能图设计梯形图时，可以用存储器位M米代表步。某一步为活动步时，对应的存储器位为1，某一转换实现时，该转换的后续步变为活动步，前级步变为不活动步。很多转换条件都是短信号，即它存在的时间比它激活的后续步为活动步的时间短，因此应使用有记忆功能的电路或指令(如起保停电路和置位、复位指令)来控制代表步的存储器位。

  单序列的编程方法

  起保停电路仅仅使用与触点和线圈有关的指令，任何一种可编程序控制器的指令系统都有这一类指令，因此这是一种通用的编程方法，可以用于任意型号的可编程序控制器。图5-2中的波形图给出了控制锅炉的鼓风机和引风机的要求，按了起动按钮I0.0后，应先开引风机，延时5s后再开鼓风机。按了停止按钮10.1后再停引风机。

  根据Q0.0和Q0.10N/OFF状态的变化，显然工作期间可以分为3步，分别用M0.1、M0.2、M0.3来代表这3步，另外还应设置用M0.0米代表的等待起动的初始步。起动按钮I0.0和停止按钮I0.1的常开触点、定时器延时接通的常开触点是各步之间的转换条件。顺序功能图如图5-2所示，图中有两个T37，它们的意义完全不同。与M0.1步相连的动作框中的T37表示T37的IN输人端在MO.1步应为1状态，在梯形图中，T37的IN输人端与M0.1的线圈左侧相连。转换旁边的T37表示T37延时接通的常开触点，它被用来作M0.1和M0.2之间的转换条件。

  图5-2鼓风机和引风机的顺序功能图和梯形图

  设计起保停电路的关键是找出它的起动条件和停止条件。根据转换实现的基本规则，转换实现的条件是它的前级步为活动步并且满足相应的转换条件。步M0.1变为活动步的条件是步M0.0为活动步，且二者之间的转换条件I0.0=1。在起保停电路中，则应将代表前级步的M0.0的常开触点和代表转换条件的I0.0的常开触点申联后，作为控制M0.1的起动电路。

  开M0.1和T37的常开触点均闭合时，步M0.2变为活动步，这时步M0.1应变为不活动步，因此可以将M0.2=1作为使存储器位M0.1变为OFF的条件，即将M0.2的常闭触点与M0.1的线圈申联。上述的逻辑关系可以用逻辑代数式表示为:平始自说关

  在这个例子中，可以用T37的常闭触点代替M0.2的常闭触点。但是当转换条件由多个信号经“与，或、非"逻辑运算组合而成时，需将它的逻辑表达式求反，再将对应的触点串井联电路作为起保停电路的停止电路，这样做不如使用后续步对应的常闭触点简单方便。

  根据上述的编程方法和顺序功能图，很容易画出梯形图。以初始步M0.0为例，由顺序功能图可知，M0.3是它的前级步，二者之间的转换条件为T38的常开触点。所以应将M0，3和T38的常开触点串联，作为M0.0的起动电路。可编程序控制器开始运行时应将M0.0置为1，否则系统无法工作，故将仅在第一个扫描周期接通的SM0.1的常开触点与起动电路并联，起动电路还并联了M0.0的自保持触点。后续步M0.1的常闭触点与M0.0的线圈串联，M0.1为1时M0.0的线圈“断电”，初始步变为不活动步。

  下面介绍设计梯形图的输出电路部分的方法。由于步是根据输出变量的状态变化来划分的，它们之间的关系极为简单，可以分为两种情况来处理:

  某一输出*仅在某一步中为ON，例如图5-2中的Q0.1就属于这种情况，可以将它的线周与对应步的存储器位M0.2的线围并联。

  有的人也许会认为，既然如此，不如用这些输出来代表该步，例如用00.1代节M0.2。当然这样做可以节省些编程元件，但是存储器位M是完全够用的，多用一些不会增加硬件费用，在设计和输人程序时也多花不了多少时间。全部用存储器位来代表步具有概念清楚、缩程规范、梯形图易于阅读和查错的优点。

  某输出在儿少中都为ON，应将代表各有关步的存储器位的常开触点并联后，驱动该输出的线圈图5-2中Q0.0在M0.1~M0.3这3步中均应工作，所以用M0.1-M0.3的常开触点组成的并联电路来驱动Q0.0的线圈。