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西门子PLC常用的通讯接口和通讯协议有哪些?(一)
发布时间:2022-07-05        浏览次数:1836        返回列表
 一、接口的物理结构
 
1、RS232接口:
计算机通讯接口之一,通常 RS-232 接口以9个引脚 (DB-9) 或是25个引脚 (DB-25) 的型态出现,一般个人计算机上会有两组 RS-232 接口,分别称为 COM1 和 COM2。
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2、RS485
RS485无具体的物理形状,根据工程的实际情况而采用的接口。
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二、接口的电子特性
1、RS232:传输电平信号接口的信号电平值较高(信号“1”为“-3V至-15V”,信号“0”为“3至15V”),易损坏接口电路的芯片,又因为与TTL电平(0~“<0.8v”,1~“>2.0V”)不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL电路连接。另外抗干扰能力差。
 
2、RS485:传输差分信号逻辑“1”以两线间的电压差为+(2—6) V表示;逻辑“0”以两线间的电压差为-(2—6)V表示。接口信号电平比RS-232降低了,就不易损坏接口电路的芯片,且该电平与TTL电平兼容,可方便与TTL电路连接。
 
三、通讯距离长短
1、RS232:RS232传输距离有限,极大传输距离标准值为15米,且只能点对点通讯,极大传输速率极大为20kB/s。
2、RS485:RS485极大无线传输距离为1200米。极大传输速率为10Mbps,在100Kb/S的传输速率下,才可以达到极大的通信距离。
 
采用阻抗匹配、低衰减的专用电缆可以达到1800米!超过1200米,可加中继器(至多8只),这样传输距离接近10Km。
 
四、能否支持多点通讯
RS232:RS232接口在总线上只允许连接1个收发器,不能支持多站收发能力,所以只能点对点通信,不支持多点通讯。
 
RS485:RS485接口在总线上是允许连接多达128个收发器。即具有多站通讯能力,这样用户可以利用单一的RS485接口方便地建立起设备网络。 
 
五、通讯线的差别
RS232:可以采用三芯双绞线、三芯屏蔽线等。
 
RS485:可以采用两芯双绞线、两芯屏蔽线等。在低速、短距离、无干扰的场合可以采用普通的双绞线,反之,在高速、长线传输时,则必须采用阻抗匹配(一般为120Ω)的RS485专用电缆(STP-120Ω(用于RS485 & CAN)一对18AWG),而在干扰恶劣的环境下还应采用铠装型双绞屏蔽电缆(ASTP-120Ω(用于RS485 & CAN)一对18AWG)。
 
补充:即然RS232传输距离只有15米这么短,那么有什么作用呢?
 
其实它的应用非常广泛,可以连接各种设备,例如监控、其它的设备升级或调试等都可能需要用到它。功能与USB比较接近,随着USB端口的越来越普遍,将会出现更多的把USB转换成RS-232或其它接口的转换装置。
 
通过USB接口可连接更多的RS-232设备,不仅可获得更高的传输速度,实现真正的即插即用,同时解决了USB接口不能远距离传输的缺点(USB通讯距离在5米内)。
几种常见的通讯协议
 
 
在开始这个问题之前,我们应该了解一个之前我一直混淆的问题。
 
RS485和MODBUS的区别:
RS485是一个物理接口,简单的说是硬件。
 
MODBUS是一种国际标准的通讯协议,用于不同厂商之间的设备交换数据(一般是工业用途);所谓协议,也可以理解为上面有人说的“语言”吧,简单的说是软件。
 一般情况下,两台设备通过MODBUS协议传输数据:***早是用RS232作为硬件接口,(也就是普通电脑上的串行通讯口(串口));也有用RS422的,也有常用的RS485,这种接口传输距离远,在一般工业现场用的比较多。
 
MODBUS协议又分MODBUS RTU,MODBUS ASCII和后来发展的MODBUS TCP三种模式。
 
其中前两种(MODBUS RTU,MODBUS ASCII)所用的物理硬件接口都是串行(Serial)通讯(RS232,RS422,RS485)。而MODBUS TCP则是为了顺应当今世界发展潮流,什么都可以用Ethernet网或Internet来连接,传送数据。所以又产生MODBUS TCP模式,该模式的硬件接口就是以太网(Ethernet)口了,也就是我们电脑上一般用的网络口了。 
 
然后我们可以通过一张图片了解西门子PLC S7-200 支持的几种通讯协议。
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一、PPI通讯
西门子公司专为s7-200系列plc开发的通讯协议。内置于s7-200CPU中。PPI协议物理上基于RS-485口,通过屏蔽双绞线就可以实现PPI通讯。PPI协议是一种主-从协议。主站设备发送要求到从站设备,从站设备响应,从站不能主动发出信息。主站靠PPI协议管理的共享连接来与从站通讯。PPI协议并不限制与任意一个从站的通讯的主站的数量,但在一个网络中,主站不能超过32个。PPI协议的基本的用途是让西门子Step7-Micro/Win编程软件上传和下载程序和西门子人机界面与PC通信。
 
二、MPI通讯
MPI (multipoint interface)是SIMATIC s7多点通信的接口,是一种适用于少数站点间通信的网络,多用于连接上位机和少量plc之间近距离通信。通过Profibus电缆和接头,将控制器s7-300或s7-400的CPU自带的MPI编程口及s7-200CPU 自带的PPI通信口相互连接,以及与上位机网卡的编程口(MPI/DP 口)通过Profibus或MPI电缆连接即可实现。 网络中当然也可以不包括PC机而只包括plc。
 
MPI的通信速率为19.2k~12mbit/s ,但直接连接s7-200CPU通信口的MPI网,其极高速率通常为187.5kbit/s (受s7-200CPU极高通信速率的限制)。在MPI网络上至多可以有32个站,一个网段的***长通信距离为50米(通信波特率为187.5kbit/s时),更长的通信距离可以通过rs-485中继器扩展。MPI允许主-主通信和主-从通信,每个s7-200CPU通信口的连接数为4个。
 
MPI协议不能与一个作为PPI主站的s7-200CPU通信,即s7-300或s7-400与s7-200通信时必须保证这个s7-200 CPU不能再作PPI主站,Micro/Win也不能通过MPI协议访问作为PPI主站的s7-200CPU。s7-200CPU只能做MPI从站,即s7-200CPU之间不能通过MPI网络互相通信,只能通过PPI方式互相通信。
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