PLC地铁设备中的应用效果

1.PPI通信简介

PPI是一种主-从协议。PPI网络可以有多个主站，它并不限制与任意一个从站通信的主站数量，但是在一个网段中，通信站不能超过32个。

S7-200上集成的通信口支持PPI通信，不隔离的CPU通信口支持的标准PPI通信距离为50 m，如果使用一对RS-485中继器，最远通信距离可以达到1100 m。PPI支持的通信速为9.6 kb/s、19.2 kb/s和187.5 kb/s。

运行编程软件STEP 7-Micro/WIM的计算机也是一个PPI主站。要获得187.5 kb/s的PPI通信速率，必须有RS-232/PPI多主站电缆或USB/PPI多主站电缆作为编程接口，或者使用西门子的编程卡（CP卡）。

PPI通信还是最容易实现的S7-200 CPU之间的网络数据通信。只需要编程设置主站通信端口的工作模式，就可以用网络读/写指令（NETR/NETW）读/写从站的数据。

2.控制要求

现有2台S7-200系列PLC，两者之间通过RS-485电缆组成一个使用PPI协议的通信网络，通过通信网络实现两台PLC之间的数据交换。

具体控制要求：将主站的I0.0～I0.7的状态映射到从站的Q0.0～Q0.7，将从站的I0.0～I0.7的状态映射到主站的Q0.0～Q0.7。

硬件和软件平台：S7-200 PLC 2 台（CPU226）；RS-485通信电缆1条，用于网络连接；PC/PPI编程电缆1条，用于程序下载；1台带RS-232串口的PC机，在该PC上安装Micro/WIN软件。

3.硬件设计

S7-200 PLC的PPI网络连接如图9-8所示。通信电缆可以使用专门的串口通信线，或者使用PROFIBUS-DP总线连接器。如果DP总线连接器带编程接口，还可以把PC机连接到该PPI通信网络中。PPI主站PLC的Port0口与从站PLC的Port 0口相连接。两台PLC的PPI通信线进行连接时，Port0口和Port1口虽然可以任意选定，但必须与系统块配置中的端口设置一致。

图9-8　PLC的PPI网络

3.网络通信配置和编程

在Micro/WIN编程环境中，单击浏览条下的系统块，在“系统块”对话框中，对两台PLC进行系统配置。通过系统块将主站端口0地址设置为2；而将从站端口0的地址设置为3，如图9-9所示。注意主站和从站的地址不能冲突，且各站的通信速率必须相同。

图9-9　主站和从站通信端口配置

对主站PLC进行网络通信配置和编程的方法如下。

在Micro/Win编程环境下，双击左侧指令树“向导”中的NETR/NETW（网络读/网络写）。对主站进行通信组态，如图9-10所示。

图9-10　读/写操作项配置　

在这个窗口中确定通信过程读写操作的项目数，因为需要网络读和网络写各一次，故需要2次操作。单击“下一步”按钮会弹出如图9-11所示的端口及子程序配置窗口。

图9-11　PLC通信口配置

PLC端口配置应该与图9-9中的主站端口一致。单击“下一步”按钮会弹出如图9-12所示的配置窗口。该窗口对操作类型、数据大小、远程PLC地址和数据地址进行定义和配置。将从站的I0.0～I0.7的状态映射到主站的Q0.0～Q0.7，对主站来说，是执行读操作（NETR）。单击“下一项操作”，将主站的I0.0～I0.7的状态映射到从站的Q0.0～Q0.7，对主站来说，应该是执行写操作（NETW）。数据均为1字节，远程PLC（即从站PLC）地址为3，数据存取位置分别为QB0和IB0。

图9-12　网络读写操作数据配置(https://www.xing528.com)

单击“下一步”按钮会弹出如图9-13所示的存储区配置窗口。在S7-200 PLC中实现远程读/写是通过NETW/NETR指令完成，这两个指令都需要一个参数列表，在参数列表中会详细包含地方的PPI地址、发送读/写数据量及地址单元等，在向导中需要对这个参数列表分配一个地址范围。可以通过“建议地址”按钮改变存储区范围的配置。

图9-13　存储区配置　

单击“下一步”按钮会弹出如图9-14所示的配置窗口。该窗口不需要更改，向导会自动生成一个子程序和全局符号表，这个子程序和全局符号表属于加密状态，用户无法阅读到具体内容，但是可以在程序块和符号表中找到该子程序和符号表，在以后的编程中需要调用子程序。

单击“完成”按钮，弹出完成向导配置确定窗口，如图9-14所示。单击“是”按钮则完成NETH/NEW通信组态。左侧指令树NETR/NETW的下一级菜单会出现“NET配置”，如图9-15所示，可以通过双击重新配置“起始地址”“网络读写操作”“通信端口”。

图9-14　子程序和全局符号表配置窗口

图9-14　完成向导配置　

图9-15　NET配置子菜单

主站NETR/NETW通信组态到此已全部完成，还需要编写主程序。打开组态时自动生成子程序“NET　EXE”，如图9-16所示，包括子程序、变量声明表及注释。

图9-16　子程序及其变量声明表注释

仔细阅读子程序及其变量声明表，了解配置状态及各个参数的具体含义。在主程序中编写程序，并通过PC/PPI电缆将该项目下载到主站PLC中。主程序如图9-17所示。

图9-17　主站主程序

正常通信时，Cycle会不断变化，而Error位始终保持为0。注意所分配的地址V2.1、V2.2不能与组态过程中分配的V存储区地址范围重叠。

3.调　试

调试主要是检测网络配置是否正确，数据传输是否符合要求，从而对网络参数和程序进行不断优化和调整。调试步骤如下。

（1）在线监控PLC运行状态。

（2）测试主站向从站传送数据，即网络写操作是否正常。将主站PLC输入端子的I0.0、I0.1、…、I0.7分别接通，应能观察到其对应输入点指示灯为ON。

（3）观察从站PLC输出端子上对应的Q0.0、Q0.1、…、Q0.7的指示灯状态。若网络配置及控制程序正确，从站Q0.0、Q0.1、…、Q0.7输出状态应为ON。

（4）由从站向主站传送测试数据，观察网络读操作是否正常。将从站PLC输入端子的I0.0、I0.1、…、I0.7分别接通，应能观察到其对应输入点指示灯为ON。

（5）观察主站PLC输出端子上对应的Q0.0、Q0.1、…、Q0.7的指示灯状态。若网络配置及控制程序正确，主站Q0.0、Q0.1、…、Q0.7输出状态应为ON。

在调试过程中，若出现通信异常现象，应重点排查通信线连接是否正确，以及PLC通信端口配置是否正确，例如：各站的地址设置是否冲突，通信波特率是否相同，以及主站主程序中“Cycle“和“Error”变量分配的地址是否与通信组态过程中自动分配的V存储区地址范围重叠等。