淺析S7-200 PLC支持的幾種通訊協(xié)議

在開始這個問題之前，我們應該了解一個比較容易混淆的問題。

RS485和MODBUS的區(qū)別：

RS485是一個物理接口，簡單的說是硬件。

MODBUS是一種國際標準的通訊協(xié)議，用于不同廠商之間的設備交換數(shù)據（一般是工業(yè)用途）；所謂協(xié)議，也可以理解為上面有人說的“語言”吧，簡單的說是軟件。

一般情況下，兩臺設備通過MODBUS協(xié)議傳輸數(shù)據：

最早是用RS232作為硬件接口，（也就是普通電腦上的串行通訊口（串口））；

也有用RS422的，也有常用的RS485，這種接口傳輸距離遠，在一般工業(yè)現(xiàn)場用的比較多。

MODBUS協(xié)議又分MODBUS RTU，MODBUS ASCII和后來發(fā)展的MODBUS TCP三種模式。

其中前兩種（MODBUS RTU，MODBUS ASCII）所用的物理硬件接口都是串行（Serial）通訊（RS232，RS422，RS485）。

而MODBUS TCP則是為了順應當今世界發(fā)展潮流，什么都可以用Ethernet網或Internet來連接，傳送數(shù)據。所以又產生MODBUS TCP模式，該模式的硬件接口就是以太網（Ethernet）口了，也就是我們電腦上一般用的網絡口了。?

然后我們可以通過一張圖片了解 S7-200 PLC支持的幾種通訊協(xié)議。

一、PPI通訊

PPI通訊是西門子公司專為s7-200系列plc開發(fā)的通訊協(xié)議。內置于s7-200CPU中。PPI協(xié)議物理上基于RS-485口，通過屏蔽雙絞線就可以實現(xiàn)PPI通訊。

PPI協(xié)議是一種主-從協(xié)議。主站設備發(fā)送要求到從站設備，從站設備響應，從站不能主動發(fā)出信息。主站靠PPI協(xié)議管理的共享連接來與從站通訊。PPI協(xié)議并不限制與任意一個從站的通訊的主站的數(shù)量，但在一個網絡中，主站不能超過32個。PPI協(xié)議最基本的用途是讓西門子Step7-Micro/Win編程軟件上傳和下載程序和西門子人機界面與PC通信。

二、MPI通訊

MPI (multipoint interface)是SIMATIC s7多點通信的接口，是一種適用于少數(shù)站點間通信的網絡，多用于連接上位機和少量plc之間近距離通信。

通過Profibus電纜和接頭，將控制器s7-300或s7-400的CPU自帶的MPI編程口及s7-200CPU 自帶的PPI通信口相互連接，以及與上位機網卡的編程口（MPI/DP 口）通過Profibus或MPI電纜連接即可實現(xiàn)。?網絡中當然也可以不包括PC機而只包括plc。MPI的通信速率為19.2k～12mbit/s ，但直接連接s7-200CPU通信口的MPI網，其最高速率通常為187.5kbit/s （受s7-200CPU最高通信速率的限制）。在MPI網絡上最多可以有32個站，一個網段的最長通信距離為50米（通信波特率為187.5kbit/s時），更長的通信距離可以通過rs-485中繼器擴展。MPI允許主－主通信和主－從通信，每個s7-200CPU通信口的連接數(shù)為4個。MPI協(xié)議不能與一個作為PPI主站的s7-200CPU通信，即s7-300或s7-400與s7-200通信時必須保證這個s7-200 CPU不能再作PPI主站，Micro/Win也不能通過MPI協(xié)議訪問作為PPI主站的s7-200CPU。s7-200CPU只能做MPI從站，即s7-200CPU之間不能通過MPI網絡互相通信，只能通過PPI方式互相通信。

三、Modbus?通訊

Modbus是由Modicon（現(xiàn)為施耐德電氣公司的一個品牌）在1979年發(fā)明的，是全球第一個真正用于工業(yè)現(xiàn)場的總線協(xié)議。為更好地普及和推動Modbus在基于以太網上的分布式應用，目前施耐德公司已將Modbus協(xié)議的所有權移交給IDA（Interface for Distributed Automation，分布式自動化接口）組織，并成立了Modbus-IDA組織，為Modbus今后的發(fā)展奠定了基礎。在我國，Modbus已經成為國家標準GB/T19582-2008。據不完全統(tǒng)計：截止到2007年，Modbus的節(jié)點安裝數(shù)量已經超過了1000萬個。Modbus 協(xié)議是應用于電子控制器上的一種通用語言。通過此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經由網絡（例如以太網）和其它設備之間可以通信。它已經成為一通用工業(yè)標準。有了它,不同廠商生產的控制設備可以連成工業(yè)網絡,進行集中監(jiān)控。此協(xié)議定義了一個控制器能認識使用的消息結構，而不管它們是經過何種網絡進行通信的。它描述了一控制器請求訪問其它設備的過程,如何回應來自其它設備的請求，以及怎樣偵測錯誤并記錄。它制定了消息域格局和內容的公共格式。Modbus是一種單主站的主/從通信模式。一條Modbus網絡上同時只能有一臺主站，從站可以有若干個。Modbus具有以下幾個特點:1、標準、開放，用戶可以免費、放心地使用Modbus協(xié)議，不需要交納許可證費，也不會侵犯知識產權。目前，支持Modbus的廠家超過400家，支持Modbus的產品超過600種。2、Modbus可以支持多種電氣接口，如RS-232、RS-485等，還可以在各種介質上傳送，如雙絞線、光纖、無線等。3、Modbus的幀格式簡單、緊湊，通俗易懂。用戶使用容易，廠商開發(fā)簡單。注：S7-200只支持Modbus RTU協(xié)議，不支持Modbus ASCII協(xié)議；

四、ProfiBus 通訊

作為眾多現(xiàn)場總線家族的成員之一ProfiBus是在歐洲工業(yè)界得到最廣泛應用的一個現(xiàn)場總線標準，也是目前國際上通用的現(xiàn)場總線標準之一。ProfiBus是屬于單元級、現(xiàn)場級的SIMITAC網絡，適用于傳輸中、小量的數(shù)據。其開放性可以允許眾多的廠商開發(fā)各自的符合ProfiBus協(xié)議的產品，這些產品可以連接在同一個 ProfiBus網絡上。ProfiBus是一種電氣網絡，物理傳輸介質可以是屏蔽雙絞線、光纖、無線傳輸。于1989年正式成為現(xiàn)場總線的國際標準。PROFIBUS是一種國際化、開放式、不依賴于設備生產商的現(xiàn)場總線標準，傳送速度可在9.6kbaud~12Mbaud范圍內選擇且當總線系統(tǒng)啟動時，所有連接到總線上的裝置應該被設成相同的速度。PROFIBUS廣泛適用于制造業(yè)自動化、流程工業(yè)自動化和樓宇、交通電力等其他領域自動化。PROFIBUS也是一種用于工廠自動化車間級監(jiān)控和現(xiàn)場設備層數(shù)據通信與控制的現(xiàn)場總線技術。可實現(xiàn)現(xiàn)場設備層到車間級監(jiān)控的分散式數(shù)字控制和現(xiàn)場通信網絡，從而為實現(xiàn)工廠綜合自動化和現(xiàn)場設備智能化提供了可行的解決方案。

五、USS通訊

USS (Universal Serial Interface, 即通用串行通信接口) 是西門子專為驅動裝置開發(fā)的通信協(xié)議，多年來也經歷了一個不斷發(fā)展、完善的過程。最初 USS 用于對驅動裝置進行參數(shù)化操作，即更多地面向參數(shù)設置。在驅動裝置和操作面板、調試軟件（如DriveES/STARTER）的連接中得到廣泛的應用。近來 USS 因其協(xié)議簡單、硬件要求較低，也越來越多地用于和控制器（如 PLC）的通信，實現(xiàn)一般水平的通信控制。（注意：USS 提供了一種低成本的，比較簡易的通信控制途徑，由于其本身的設計，USS 不能用在對通信速率和數(shù)據傳輸量有較高要求的場合。在這些對通信要求高的場合，應當選擇實時性更好的通信方式，如 PROFIBUS-DP 等。在進行系統(tǒng)設計時，必須考慮到 USS 的這一局限性。?例如，如果在一些速度同步要求比較高的應用場合（如造紙生產線），對十幾甚至數(shù)十臺變頻器采用 USS 通信控制，其效果可想而知。

所有的西門子變頻器都帶有一個RS485通訊口，PLC作為主站，最多允許31個變頻器作為通訊連路中的從站，根據各變頻器的地址或者采用廣播方式，可以訪問需要通訊的變頻器，只有主站才能發(fā)出通訊請求報文，報文中的地址字符指定要傳輸數(shù)據的從站，從站只有在接到主站的請求報文后才可以向從站發(fā)送數(shù)據，從站之間不能直接進行數(shù)據交換。在使用USS協(xié)議之前，需要先安裝西門子的指令庫。USS協(xié)議指令在STEP7—MICRO/WIN32指令樹的庫文件夾中，STEP7—MICRO/WIN32指令庫提供14個子程序、3個中斷程序和8條指令來支持USS協(xié)議。調用一條指令時，將會自動地增加一個或幾個子程序。