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為網絡確定通訊距離、通訊速率和電纜類型
網段的大長度取決于兩個因素:隔離(用RS-485中繼器)和波特率。但連接具有不同電位的設備是需要隔離。當接地點之間的距離很遠時,有可能具有不同的地電位。即使距離較近,大型機械的負載電流也能導致地電位的不同。
表1 網絡電纜的大長度
波特率 | 非隔離CPU口1 | 有中繼器的CPU口或者EM277 |
9.6K到187.5K | 50m | 1000m |
500k | 不支持 | 400m |
1M到1.5M | 不支持 | 200m |
3M到12M | 不支持 | 100m |
1 如果不是用隔離端和中繼器,允許的大距離為50m。測量該距離時,從網段的個節點開始。到網段的后一個節點。
在網絡中使用中繼器
RS-485中繼器為網段提供偏壓電阻和終端電阻。目的是為了:
●增加網絡的長度:在網絡中使用一個中繼器可以使網絡的通訊距離擴展50m。如果使用兩個中繼器而且中間沒有其他節點,網絡的通訊距離按照所使用的波特率擴展一個網段的長度。在一個串聯網絡中,多可以使用9個中繼器。但網絡的長度不能超過9600m.
●為網絡增加設備:在9600的波特率下。50米距離之內,一個網段多可以連接32個設備,使用一個中繼器允許在網絡上增加32個設備。
●在不同的網段之間電隔離:如果不同的網段具有不同的地電位,將他們隔離會提高網絡的通訊質量。
一個中繼器在網絡中被算作網段的一個節點,但沒有被站地址。
寫程序之前,用戶必須選擇指令集和編輯器。
在S7-200系列PLC支持的指令集有SIMATIC和IEC1131-3兩種。SIMATIC是專為S7-200PLC設計的,性強,采用SIMATIC指令編寫的程序執行時間短,可以使用LAD、STL、FBD三種編輯器。IEC1131-3指令集是按*電工委員會(IEC)PLC編程標準提供的指令系統,作為不同PLC廠商的指令標準,集中指令較少。有些SIMATIC所包含的指令,在IEC 1131-3中不是標準指令。IEC1131-3標準指令集適用于不同廠家PLC,可以使用LAD和FBD兩種編輯器。本教材主要用SIMATIC編程模式。
S7-200在CPU單元上設有硬件電路(芯片等)處理高速數字量I/O,如高速計數器(輸入)、高速脈沖輸出。這些硬件電路在用戶程序的控制下工作,可以達到很高的頻率;但點數受到硬件資源的限制。
S7-200 CPU按照以下機制循環工作:
讀取輸入點的狀態到輸入映像區
執行用戶程序,進行邏輯運算,得到輸出信號的新狀態
將輸出信號寫入到輸出映像區
只要CPU處于運行狀態,上述步驟就周而復始地執行。在第二步中,CPU也執行通訊、自檢等工作。
上述三個步驟是S7-200 CPU的軟件處理過程,可以認為就是程序掃描時間。
實際上,S7-200對數字量的處理速度受到以下幾個因素的限制:
輸入硬件延時(從輸入信號狀態改變的那一刻開始,到CPU刷新輸入映像區時能夠識別其改變的時間)
CPU的內部處理時間,包括:
讀取輸入點的狀態到輸入映像區
執行用戶程序,進行邏輯運算,得到輸出信號的新狀態
將輸出信號寫入到輸出映像區
輸出硬件延時(從輸出緩沖區狀態改變到輸出點真實電平改變的時間)
上述A,B,C三段時間,就是限制PLC處理數字量響應速度的主要因素。
一個實際的系統可能還需要考慮輸入、輸出器件的延時,如輸出點外接的中間繼電器動作時間等 。
CPU上的部分輸入點延時(濾波)時間可以在編程軟件Micro/WIN的“系統塊”中設置,其缺省的濾波時間是6.4ms。
如果把容易受到干擾的信號接到CPU上可改變濾波時間的DI點上,調整濾波時間可能改善信號檢測的質量。
支持高速計數器功能的輸入點在相應功能開通時不受此濾波時間約束。濾波設置對輸入映像區的刷新、開關量輸入中斷、脈沖捕捉功能同樣有效。
有些輸出點要比其他點更快些,是因為它們可以用于高速輸出功能,在硬件上有特殊設計。沒有專門使用硬件高速輸出功能時,它們只是和普通點一樣處理
1)PPI協議:西門子專為S7-200開發的通訊協議
2)MPI協議:不*支持,只能作從站
3)自由口模式:由用戶自定義的通訊協議,用于與其他串行通訊設備通訊(如串行打印機等)。
S7-200編程軟件Micro/WIN提供了通過自由口模式實現的通訊功能:
1)USS指令庫:用于S7-200與西門子變頻器(MM4系列、SINAMICS G110和老的MM3系列)
2)Modbus RTU指令庫:用于與支持Modbus RTU主站協議的設備通訊
S7-200 CPU上的兩個通訊口基本一樣,沒有什么特殊的區別。它們可以各自在不同的模式、通訊速率下工作;它們的口地址甚至也可相同。分別連接到CPU上兩個通訊口上的設備,不屬于同一個網絡。S7-200 CPU不能充當網橋的作用。
1)PPI協議:西門子專為S7-200開發的通訊協議
2)MPI協議:不*支持,只能作從站
3)自由口模式:由用戶自定義的通訊協議,用于與其他串行通訊設備通訊(如串行打印機等)。
S7-200編程軟件Micro/WIN提供了通過自由口模式實現的通訊功能:
1)USS指令庫:用于S7-200與西門子變頻器(MM4系列、SINAMICS G110和老的MM3系列)
2)Modbus RTU指令庫:用于與支持Modbus RTU主站協議的設備通訊