浅谈西门子PLC常用的通讯方式

摘要：西门子系列PLC主要包括早期的S5和S7200、S7300、S7400、S1200、s1500等各型号PLC， 以西门子300的PLC为例，其支持MPI、 Profibus 和以太网总线系统和计算机进行通讯。如果要完成点对点通讯，可以使用CP340/341。S7400可以通过S7标准的MPI进行通讯，同时可以通过C总线，Profibus和以太网进行通讯。如果要使用点对点通讯，S7400需要通过CP441通讯模块。

关键词：PLC；MPI；Profibus；以太网

1 通讯的组成部分

1.1 通讯过程

模拟/离散信号源的信号经过发送设备对其进行编码、调制后经有线或无线传输介质送给接受设备，经过解调、译码后送达接收者以完成通讯过程。

1.2 比特率和波特率

比特（bit）为数据信号中最小的单位 ，在数字信道中比特率是数字信号的传输速率（bit/s）bps。波特（baud）是指信号大小方向变化的一个波形。波特率为每秒传输信号波形的变化次数（baud）。

波特率与比特率关系为：比特率=波特率*单个信号对应的二进制位数。

2 常用的通讯方式

2.1 MPI

MPI（Multipoint Interface）具有简单经济、通讯速率低的特点。其中PG、HMI、CPU等节点分别对应缺省的MPI地址为0、1、2。通常的应用中不改变MPI的通讯速率（187.5K bit/s），整个MPI网络中通讯速率必须保持一致且MPI站地址不能冲突。PC侧MPI通讯卡类型有：（1）PC Adapter（PC 适配器）一端连PC，一端连CPU，没有网络诊断功能，通讯速率最高为15M/s。（2）CP5511/CP5512 用于PG和PLC通讯，有网络诊断功能，通讯速率最高为12M/s 。（3）CP5611/CP5613 用于台式电脑和PLC通讯，有网络诊断功能，通讯速率最高为12M/s。

S7300/400与HMI通讯不需要STEP7软件组态，也不需要编程，只需要在HMI组态软件设置相关参数即可。用ProTool或wincc flexible设定参数，通讯速率要一致。与PC组态软件通讯时上位机要插入CP5611通讯卡，设置PG/PC接口选择CP5611（MPI）即可。

2.2 Profibus

Profibus符合国际标准IEC61158，是目前国际上通用的现场总线标准之一，包括三个主要部分：ProfibusDP、ProfibusPA、ProfibusFMS。

Profibus总线传输是以半双工、异步为基础的，传输介质是光缆或屏蔽双绞线，每个传输段为32个站点，总线两段为终端电阻。传输速率在9.6187.5K bit/s时传输长度可达1000m。对于长度超出或Profibus从站数大于32时，可以利用RS485中继器扩展。一般根据现场需求选择不同的I/O站，在根据站点数决定线缆的敷设以及RS485的数量。

不同俩个Profibus网络可通过DP/DP Coupler连接进行数据通讯，数据通讯区最高可达244字节输入和244字节输出。当然俩个网络的通讯速率可以不一样。

2.3 以太网

Simatic Net工业以太网主要体系结构是由网络硬件、网络部件、拓扑结构、通信处理器和Simatic Net软件等部分组成。Simatic Net工业以太网有2种类型，分别为10Mbit/s工业以太网和100Mbit/s工业以太网。在西门子工业以太网中，通常使用的物理传输介质是屏蔽双绞线（TP），工业屏蔽双绞线（ITP）以及光缆。常用的Simatic Net工业以太网通信处理器包括S7 PLC站上的处理器CP2431系列、CP3431系列、CP4431系列以及用在PC上的网卡。

Simatic Net工业以太网通讯方式最主要的是根据不同的设备分配不同的设备名、设备号、设备地址。在做过网络拓扑的系统中，网络会根据所查到的设备名去查找或分配其设备地址，这使得现场维修变得更加容易、快速，只需将同型号的设备直接替换即可。

3 常见通讯故障

Profibus常见通讯故障：终端电阻ON/OFF的选择，Profibus接头处理，设备接口以及PG连接时PG/PC设置等。Profinet常见通讯故障：设备名、设备号、设备地址分配问题，是否在同一个网段等。

参考文献：

[1]李道霖.电气控制与PLC原理及应用 [M].北京：电子工业出版社，2004.

[2]李正军.现场总线及其应用技术[M].北京：机械工业出版社，2005.

[3]崔坚，李佳，杨光.西门子工业网络通讯指南（下册）[M].北京：机械工业出版社，2005：199201.

作者简介：康利佳（1989），男，沈阳人，工學学士，助理工程师，在华晨宝马汽车有限公司主要负责总装车间设备电气类，包括PLC、HMI等。