1.基本原则
(1)导线必须安装合适的浪涌抑制器,这样可以避免雷击浪涌。
(2)应避免将低压信号线和通信电缆与交流导线和高能量、快速开关的直流导线布置在同一线槽中。要成对使用导线,用中性线或公共线与能量线或信号线配对。
(3) S7-200 CPU的端口是不隔离的。如果想使网络隔离,应考虑使用RS-485中继器或者EM277。
(4)为网络确定通信距离、通信速率和电缆类型。
网段的最大长度取决于两个因素:隔离(使用RS-485中继器)和波特率。
当连接具有不同地电位的设备时需要隔离。当接地点之间的距离很远时,有可能具有不同的地电位。即使距离较近,大型机械的负载电流也能导致地电位不同。
2.在网络中使用中继器
RS-485中继器为网段提供偏压电阻和终端电阻。中继器有以下用途:
(1)增加网络的长度。在网络中使用一个中继器可以使网络的通信距离扩展50m。如图7-16所示,如果在已连接的两个中继器之间没有其他节点,那么网络的长度将能达到波特率允许的最大值。在一个串联网络中,最多可以使用9个中继器,但是网络的总长度不能超过9600m。
(2)网络增加设备。在9600的波特率下,50m距离之内,一个网段最多可以连接32个设备。使用一个中继器允许在网络上再增加32个设备。
(3)实现不同网段的电气隔离。如果不同的网段具有不同的地电位,将它们隔离会提高网络的通信质量。
一个中继器在网络中被算作网段的一个节点,尽管如此,它没有被指定站地址。
3.选择网络电缆
S7-200网络使用RS-485标准,使用双绞线电缆。表7-5中列出了网络电缆的技术指标。每个网段中最多只能连接32个设备。
4.网络电缆的偏压电阻和终端电阻
为了能够把多个设备很容易地连接到网络中,西门子公司提供两种网络连接器:一种标准网络连接器和一种带编程接口的连接器,后者允许在不影响现有网络连接的情况下,再连接一个编程站或者一个HMI设备到网络中。带编程接口的连接器将S7-200的所有信号(包括电源引脚)传到编程接口。这种连接器对于那些从S7-200取电源的设备(如TD200)尤为有用。
两种连接器都有两组螺钉连接端子,可以用来连接输入连接电缆和输出连接电缆。两种连接器也都有网络偏置和终端匹配的选择开关。典型的网络连接器偏置和终端如图7-17所示。电缆的两个末端必须有终端和偏置。
5.为网络选择PPI多主站电缆或CP卡
STEP 7- Micro/WIN支持多种CP卡以及RS- 232/PPI多主站电缆和USB/PPI多主站电缆,并允许编程站(计算机或SIMATIC编程器)作为网络的主站。
当波特率小于等于187.5k时,PPI多主站电缆能以最简单和经济的方式将STEP 7-Micro/WIN连接到S7-200 CPU或S7-200网络。PPI多主站电缆有两种类型,它们都能将STEP 7- Micro/WIN连接到S7-200网络。
USB/PPI多主站电缆是一种即插即用设备,适用于支持USB1.1版的PC。当在187.5k的波特率下进行PPI通信时,它能将PC和S7-200网络隔离。此时,无需设置任何开关,只需连上电缆,将PPI电缆设为接口并选用PPI协议,然后在PC接连标签下设置好USB端口即可。但在使用STEP 7-Micro/WIN时,不能同时将多根USB/PPI多主站电缆连接到PC上。
RS- 232/PPI多主站电缆带有8个DIP开关,其中两个是用来配置电缆,使之可以用于STEP7 - Micro/WIN的。
如果需要将电缆连到PC上,则需选择PPI模式(开关5=1)和本地操作(开关6=0)。
如果需要将电缆连在调制解调器上,则需选用PPI模式(开关5=1)和远程操作(开关6=1)。
该电缆能将PC和S7-200网络隔离。要实现此功能,需将PPI电缆设为接口,并在PC接连标签下设置好RS-232端口。然后在PPI标签下,选定站地址和网络波特率。这时,协议将根据RS- 232/PPI多主站电缆自动调整,因此无需再做更多的设置。
USB/PPI多主站电缆和RS-232/PPI多主站电缆都带有LED,用来指示PC或网络是否在进行通信。Tx LED用来指示电缆是否在将信息传送给PC。Rx LED用来指示电缆是否在接收PC传来的信息。而PPI LED则用来指示电缆是否在网络上传输信息。由于多主站电缆是令牌持有方,因此,当STEP 7 - Micro/WIN发起通信时,PPI LED会保持点亮。而当与STEP 7 - Micro/WIN的连接断开时,PPI LED会关闭。在等待加入网络时,PPI LED也会闪烁,其频率为1Hz。
CP卡为编程站管理多主网络提供了硬件,并且支持多种波特率下的不同协议,如表7—6所示。每一块CP卡为网络连接提供了一个单独的RS-485接口。CP 5511 PCMCIA卡有一个提供9针D型接口的适配器。可以将通信电缆的一端接到CP卡的RS-485接口上,另一端接入网络。
如果通过CP卡建立PPI通信,那么,STEP 7-Micro/WIN将无法支持在同一块CP卡上同时运行两个应用。在通过CP卡将STEP 7- Micro/WIN连接到网络之前,必须关掉另外一种应用。如果使用的是MPI或PROFIBUS通信,那么将允许多个STEP7 - Micro/WIN应用在网络上同时进行通信。
6.在网络中使用HMI设备
S7-200 CPU支持西门子公司的多种HMI设备,同时也支持其他厂家的产品。有些HMI设备(如TD 200或TP070)不允许选择此设备所使用的通信协议,而另一些(如OP7和TP170)则允许用户选择它们所用的通信协议。
如果HMI设备允许选择通信协议,应考虑以下原则:
(1)对于直接连接在S7 - 200 CPU通信端口上的HMI设备,如果网络上没有其他设备,既可以选择PPI协议,又可以选择MPI协议。
(2)对于连接在EM277模块上的HMI设备,可以选择MPI或PROFIBUS。
(3)如果网络中有S7-300或S7-400 PLC,为HMI设备选择MPI协议。
(4)如果HMI设备连接在一个PROFIBUS网络中,为HMI设备选择PROFIBUS协议与其他主站相兼容。
(5)如果HMI设备所连接的S7-200 CPU已经被配置为主站,为HMI设备选择PPI,最好使用PPI高级。MPI和PROFIBUS协议不支持S7-200 CPU作主站。