产品描述
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S7-200的接口模块主要有数字量I/O模块、模拟量I/O模块和通信模块。下面分别介绍这些模块。
(一)数字量I/O模块
数字量I/O模块是为了解决本机集成的数字量输入/输出点不能满足需要而使用的扩展模块。S7-200PLC目前总共可以提供3大类,共9种数字量I/O模块。
1.EM221数字量输入扩展模块
8DI,DC24V(直流输入)
2.EM222数字量输出扩展模块
8DO,DC24V(直流输出)
8DO,Relay(DC24V/ AC24~230V)(继电器输出)
3.EM223数字量混合模块
4DI(DC24V),4DO(DC24V/2A)
4DI(DC24V),4DO(Relay 2A)
8DI(DC24V),8DO(DC24V/2A)
8DI(DC24V),8DO(Relay 2A)
16DI(DC24V),16DO(Relay 2A)
16DI(DC24V),16DO(DC24V/2A)
(二)模拟量I/O模块
模拟量I/O模块提供了模拟量输入和模拟量输出的扩展功能。S7-200的模拟量扩展模块具有较大的适应性、可以直接与传感器相连,并有很大的灵活性,且安装方便。
1.EM231模拟量输入模块
4AI(电压或电流)输入信号的范围由SW1、SW2和SW3设定。
2.EM232模拟量输出模块
2AO(电压或电流)
3.EM235模拟量混合模块
4AI(电压或电流),量程由SW1~SW6设定
1AO(电压或电流)
(三)通信模块
S7-200系列PLC除了CPU226本机集成了两个通信口以外,其他均在其内部集成了一个通信口,通信口采用了RS-485总线。此外,各PLC还可以接入通信模块,以扩大其接口的数量和联网能力。
1.EM277模块
EM277模块是PROFIBUS-DP从站模块,同时也支持MPI从站通讯;
2.EM241:调制解调器(Modem)通讯模块
3.CP243-1:工业以太网通讯模块;
4.CP243-1 IT:工业以太网通讯模块,同时提供Web/E-mail等IT应用;
5.CP243-2:AS-Ⅰ主站模块,可连接较多62个AS-Ⅰ从站。
S7-200PLC的配置就是由S7-200CPU和这些扩展模块构成的
使用说明如下:
( 1 )如 D8120 = 0F9EH 则选择下列参数。
E = 7 位数据位、偶校验、 2 位停止位
9 =波特率为 19200bps
F =起始字符、结束字符、硬件 1 型( H/W1 )握手信号、单线模式控制
0 =硬件 2 型( H/W2 )握手信号为 OFF
( 2 )起始字符和结束字符可以根据用户的需要自行修改。
( 3 )起始字符和结束字符在发送时自动加到发送的信息上。在接收信息过程中,除非接收到起始字符,不然数据将被忽略;数据将被连续不断地读进直到接到结束字符或接收缓冲区全部占满为为止。因此,必须将接收缓冲区的长度与所要接收的较长信息的长度设定的一样。
2 .串行通讯指令
该指令的助记符、指令代码、操作数、程序步如下表所示。
RS 指令用于对 FX 系列 PLC 的通讯适配器 FX-232ADP 进行通讯控制,实现 PLC 与外围设备间的数据传送和接收。 RS 指令在梯形图中使用的情况如下图所示。
[S] *传送缓冲区的首地址
[m] *传送信息长度
[D] *接收缓冲区的首地址
[n] *接收数据长度,即接收信息的较大长度
( 1 ) RS 指令使用说明
( a )发送和接收缓冲区的大小决定了每传送一次信息所允许的较大数据量,缓冲区的大小在下列情况下可加以修改。
发送缓冲区――在发送之前,即 M8122 置 ON 之前。
接收缓冲区――信息接收完后,且 M8123 复位前。
( b )在信息接收过程不能发送数据,发送将被延迟( M8121 为 ON )。
( c )在程序中可以有多条 RS 指令,但在任一时刻只能有一条被执行。
( 2 ) RS 指令自动定义的软元件(下表所示)
可编程控制器网络中常用的通信方式
一、可编程控制器控制网络的“周期 I/O 方式”通信
可编程控制器的远程 I/O 链路就是一种可编程控制器控制网络,在远程 I/O 链路中采用“周期 I/O 方式”交换数据。远程 I/O 链路按主从方式工作,可编程控制器带的远程 I/O 主单元在远程 I/O 链路中担任主站,其它远程 I/O 单元皆为从站。在主站中设立一个“远程 I/O 缓冲区”,采用信箱结构,划分为 n 个分信箱与每个从站一一对应,每个分信箱再分为两格,一格管发送,一格管接收。主站中负责通信的处理器采用周期扫描方式,按顺序与各从站交换数据,把与其对应的分箱中发送分格的数据送从站,从从站中读取数据放入与其对应的分信箱的接格中。这样周而复始,使主站中的“远程 I/O 缓冲区”得到周期性的刷新。
在主站中可编程控制器的 CPU 单元负责用户程序的扫描,它按照循环扫描方式进行处理,每个周期都有一段时间集中进行 I/O 处理,这时它对本地 I/O 单元及远程 I/O 缓冲区进行读写操作。可编程控制器的 CPU 单元对用户程序的周期性循环扫描,与可编程控制器负责通信的处理器对各远程 I/O 单元的周期性扫描是异步进行的。
尽管可编程控制器的 CPU 单元没有直接对远程 I/O 单元进行操作,但是由于远程 I/O 缓冲区获得周期性刷新,可编程控制器的 CPU 单元对远程 I/O 缓冲区的读写操作,就相当于直接访问了远程 I/O 单元。
主站中负责通信的处理器采用周期扫描方式与各从站交换数据,使主站中“远程 I/O 缓冲区”得到周期性刷新,这样一种通信方式既涉及到周期又涉及到 I/O ,因而被称为“周期 I/O 方式”。这种通信方式要占用可编程控制器的 I/O 区,因此只适用于少量数据的通信。从表面看来远程 I/O 链路的通信就好像是可编程控制器直接对远程 I/O 单元进行读写操作,因此简单、方便。
二、可编程控制器控制网络的“全局 I/O 方式”通信
“全局 I/O 方式”是一种串行共享存储区通信方式,它主要用于带有链接区的可编程控制器之间的通信。
全局 I/O 方式的通信原理如图所示。在可编程控制器网络的每台可编程控制器的 I/O 区中划出一个块来作为链接区,每个链接区都采用图中所表示的邮箱结构。相同编号的发送区与接收区大小相同,占用相同的地址段,一个为发送区,其它皆为接收区。采用广播方式通信。可编程控制器把 1 #发送区的数据在可编程控制器网络上广播,可编程控制器 2 、可编程控制器 3 收听到后把它接收下来存入各自的 1 #接收区中。可编程控制器 2 把 2 #发送区数据在可编程控制器网上广播,可编程控制器 1 、可编程控制器 3 把它接收下来存入各自的 2 #接收区中。可编程控制器 3 把 3 #发送区数据在可编程控制器网上广播,可编程控制器 1 、可编程控制器 2 把它接收下来存入各自的 3 #接收区中。显然通过上述广播通信过程,可编程控制器 1 、可编程控制器 2 、可编程控制器 3 的各链接区中数据是相同的,这个过程称为等值化过程。通过等值化的通信使得可编程控制器网络中的每台可编程控制器的链接区中的数据保持一致。它既包含着自己送出去的数据,也包含着其它可编程控制器送来的数据。由于每台可编程控制器的链接区大小一样,占用的地址段相同,每台可编程控制器只要访问自己的链接区,就等于访问其它可编程控制器的链接区,也就相当于与其它可编程控制器交换了数据。这样链接区就变成了名符其实的共享存储区,共享区成为各可编程控制器交换数据的中介。
当然这里的共享存储区与并行总线的共享存储区在结构上有些差别,它把物理布在各站的链接区,通过等值化通信使其好像重叠在一起,在逻辑上变成一个存储区,大小与一个链接区一样。这种共享存储区称为串行共享存储区。
链接区可以采用异步方式刷新(等值化),也可以采用同步方式刷新。异步方式刷新与可编程控制器中用户程序无关,由各可编程控制器所带的通信处理器按顺序进行广播通信,周而复始,使其所有链接区保持等值化。同步方式刷新是由用户程序中对链接区的发送指令启动一次刷新。这种方式只有当链接区的发送区数据变化时才刷新(等值化),这样事半功倍。
全局 I/O 方式中的链接区是从可编程控制器的 I/O 区划分出来的,经过等值化通信变成所有可编程控制器共享(全局共享),因此称为“全局 I/O 方式”。这种方式下可编程控制器直接用读写指令对链接区进行读写操作,简单、方便、快速,但应注意在一台可编程控制器中对某地址的写操作在其它可编程控制器中对同一地址只能进行读操作。与周期 I/O 方式一样,全局 I/O 方式也要占用可编程控制器的 I/O 区,因而只适用于少量数据的通信。
三、主从总线 1:N 通信方式(可编程控制器通信网络)
主从总线通信方式又称为 1:N 通信方式,这是在可编程控制器通信网络上采用的一种通信方式。在总线结构的可编程控制器子网上有 N 个站,其中只有一个主站,其它皆是从站,也就是因为这个原因主从总线通信方式又称为 1:N 通信方式。
主从总线通信方式采用集中式存取控制技术分配总线使用权,通常采用轮询表法。所谓轮询表法是一张从机号排列顺序表,该表配置在主站中,主站按照轮询表的排列顺序对从站进行询问,看它是否要使用总线,从而达到分配总线使用权的目的。
为了保证实时性,要求轮询表包含每个从站号不能少于一次,这样在周期轮询时,每个从站在一个周期中至少有一次机会取得总线使用权,从而保证了每个站的基本实时性。对于实时性要求比较高的站,可以在轮询表中让其从机号多出现几次,这样就用静态的方式,赋予该站较高的通信**权。在有些主从总线中把轮询表法与中断法结合使用,让紧急任务可以打断正常的周期轮询而插入,获得**服务,这就是用动态方式赋予某项紧急任务以较高**权。
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