杨永清

摘要：随着科学技术的不断进步，西门子公司生产出了S7-200系列小型可编程序控制器。S7-200系列目前由于其优异的表现在各个领域都有着广泛的应用，文章根据S7-200的工作特点，分析其网络通信功能，并对其通信能力进行了详细的研究。最后详细说明了 S7-200控制技术，并对S7-200的相关应用进行讨论。

关键词：S7-200；网络研究；通信技术

为了更快速高效地进行编程控制，西门子公司研发出了S7-200系列小型可编程序控制器。目前S7-200系列产品已经研发至第二代，这种控制器具有结构巧妙、稳定性高、运行速度快的特点。第二代在第一代的基础上进行了优化，在CPU方面由CPU212， 214， 215， 216改造为221，222， 224，226。较一代相比，二代与其有着不同的技术特征，可以更加灵活地控制任务。S7-200系列产品根据控制任务的不同特点进行不同功能的扩展系统，使其影响范围覆盖面积更广，甚至可以控制极为复杂的小型控制系统。S7-200系列产品也有着多功能性，可以适应不同的编程语言或者指令集，通过这些指令可以进行复杂任务的编写。并且S7-200系列还具有极强的通信功能，使用户之间组网变得更加便捷，更轻松地完成复杂自动化方案程序的编程。

1 S7-200PLC的网络通信功能

S7-200PLC具有两个相同的编程口，这两个编程口均具有相应的PPI通信协议，并且都可以作为从站接入MPI网，同时CPU可以通过增加EM277 PROFIBUS-DP扩展模块与现场总线DP进行连接，科学合理地使用RS-485的串行口，可以将以下网络连接得以实现[1]。

1.1 SIMATICS7-200网络

运用PPI协议，将接口进行点对点的对接操作，并且申请由主站发出，从站进行相应，从站对于信息的处理设置为禁止初始化。然而主站发出申请或询问时，从站允许进行相对应的回应。其中，主站可以使用不同型号的CRJ主机，从站为S7-200。若S7-200中CPU允许PPI主站模式，当系统处于RUN模式时，也可以将S7-200作为主站。并且在这种模式下，S7-200可以通过发送通信指令的方式来获取其他主站数据。同时，可以将其作为从站来回应主站发出的申请以及其他命令。

1.2 自由口模式

运用可供编程的便捷自由通信端口的模式即可称为自由口模式。在用户程序中设置任务，使S7-200PLC能够根据程序任务控制终端装置、变频装置等，使S7-200PLC可以进行更加便捷灵活的通信。

1.3 PROFIBUS-DP网络

由于仅有一台CPU215支持DP协议，因此该服务器智能作为从站，不能作为主站进行使用。提供了S7-200与其之间更加良好的网络通信功能，并且所有的SIMATIC系统组件可以直接进入快速的现场纵向领域。

1.4 AS-1 网络

通过合理使用C242-2的通信扩展模块，可以将其作为4AS-1的网络主站进行使用。并且由于其所携带的传感设备具有较强适应性，可以和S7-200PLC进行直接连接。因此在通信扩展模块与S7-200PLC连接成功后，S7-200PLC可以在整个网络系统中作为主站进行工作。

1.5 以太网络

首先完成CP243-1模板配置，要求其中以太网木块配置成服务器端接受所有客户端的连接请求。其次设置TSAP地址，根据S7-200的槽号自动生成本地TSAP地址，配置地址完成后进入PC Access进行设置，即可实现S7-200以太网络通信[2]。

2 S7-200PLC的自由口通信模式

2.1 与自由口模式有关的特殊寄存器与相关位

自由口模式由两个特殊寄存器SMB30和SMB130进行控制，包括配置自由口的通信参数、奇偶校验和数据位等。若PLC主机上有通信端口 1，则使用SMB130寄存器來进行控制。自由口模式下往往存在SMB2在暂态寄存器，其作用是存在自由通信模式下所接收到的数据，并将其存储。

SM3.0是自由口模式中的通信校验结果标志位，按照SMB30所设置的奇偶校验方式，将接收到的数据进行校验。若在教研过程中出现问题，贝UPLC自动将SM3.0设置为1。若SM3.0=0则表示校验正确，根据此数据进行信息取舍。

工作方式标志位为SM0.7， SM0.7可以对CPU工作位置进行设置，当开关处于RUN位置时，可正常进行自由端进口通信。为了使其能够与其他设备进行正常通信，使开关处于TERM位置时，即可实现。

SM4.5是自由口模式下的发送空闲标志位，其主要任务为收发有关指令以及S7-200PLC专门的发送指令。数据长度最大要求为225，并且在自由口模式下，PROT指定通信口要求为0。正在发送信息时SM4.5=0，信息发送完成后SM4.5=1。由此可以判断数据信息是否发送完毕，并且可以对数据发送进行中断控制[3]。运用RCV TABLE与SMB86?SMB94寄存器进行配合，即可中止信息的发送或接收。

2.2 S7-200系列PLC的通信中断

在S7-200系列PLC进行通信工作时，通信端口 0可以通过8号进行接受字符的中断控制，9号进行发送字符的中断控制。并且用户可以通过ENI指令进行全局中断，DISI指令禁止所有中断指令。

3 应用实例

以交通灯为例，介绍S7-200的PLC控制系统设计。交通同部分梯形图如图1所示。

运用S7-200PLC系列的CPU226使本交通信号灯系统得以实现，本系统中共包括24个接入点和16个输出点。根据我国交通法律及对交通信号灯的标准规则，将PLC控制系统的元件分别设置。再设计时要注意，该系统中存在两个输入地址，分别为系统启动按钮以及停止按钮，分为6个输出地址，分别是交通灯南北方向与东西方向的信号灯。PLC控制系统采用以转换为中心的顺序控制梯形图的编程方法，将转换所有的前级步对应的位存储器的常开触点与转换条件对应的触点串联，并且作为所有后续步对应的位存储器职位，和所有的前级步对应位存储器复位的条件。

3.1 PLC通信程序

在進行S7-200PLC与PC机的数据通信工作中，一般采用自由端口的通信模式。其中波特率设置为9 600 bps，字符为8位，无奇偶校验。并且采用主从式通信协议，将PC设为主站，S7-200设为从站[4]。PLC接受指令RCV进行数据的接受以及中断，以这种方式为前提，进行SMB87?SMB94的设置，具体程序如下：

MOVB 9， SMB30//通信参数MOVB 16#170， SMB87//报文接收控制参数MOVB 16#0A，SMB89 //报文结束字符为0AHMOVW+5， SMW90//空闲线时间为5msMOVB 10， SMB94//接收的最大字符数为10ATCHINT_0，23//报文接收结束中断ATCH INT_2，9//发送结束中断ENI//允许中断RCV VB30，0//执行接收指令，接收缓冲区指向VB30。

3.2 上位PC机程序设计

设计PLC，并进行处理。一般传输共16位两个字节的方式[5]。为了将PC机所接收到的字符进行处理，需要注意将变量中的高低字节进行交换，使PC机能够接收到正确的高低字节。

4 结语

本文以交通灯为例，介绍了S7-200系列PLC通信及网络应用。S7-200可以实现包括以太网络，4AS-1网络等5种网络的信息传输。并且S7-200具有高可靠性、灵活性强、适应性高的特点，得到了广泛使用。并且由于S7-200系统使通信变得更加便捷，适用性极强，可以根据不同结构的系统进行变化，从而实现对于各种控制系统的全面控制要求。经过研究发现，S7-200系列PLC具有极高的系统控制程度，极强的实效性，具有较大推广意义。

[参考文献]

[1]吴宝春，杨亚宁，孙炎辉，等.基于S7-200SMARTPLC的多步进电机控制系统设计[J].智能计算机与应用，2017（2）：113-115.

[2]廖常初. “S7-200SMARTPLC”讲座第8讲S7-200SMART与变频器V20的USS协议通信[J].电世界，2016（1）：42-45.

[3]沃玉报，王玉明.S7-200PLC自由口通信在监控系统的应用[J].水利建设与管理，2016（1）：65-68.

[4]屈国园，丁洪旗.基于MCGS触摸屏和S7-200PLC的换热站控制系统设计[J].电工技术，2016（4）：4-5.

[5]王浩，王芹.基于S7-200SMARTPLC两轴系统伺服控制的实现[J].电气技术，2016（5）：85-90.