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?西门子PLC几种常见的毗连口和通讯协议

宣布日期：

2022-11-10

RS232接口与RS485接口的区别

一、接口的物理结构

1、RS232接口

盘算机通讯接口之一，通常 RS-232 接口以9个引脚 (DB-9) 或是25个引脚 (DB-25) 的型态泛起，一样平常小我私家盘算机上会有两组 RS-232 接口，划分称为 COM1 和 COM2。

2、RS485接口

RS485无详细的物理形状，凭证工程的现真相形而接纳的接口。

二、接口的电子特征

1、RS232：传输电平信号接口的信号电平值较高(信号“1”为“-3V至-15V”,信号“0”为“3至15V”)，易损坏接口电路的芯片，又由于与TTL电平(0~“<0.8v”,1~“>2.0V”)不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL电路毗连。另外抗滋扰能力差。

2、RS485：传输差分信号逻辑“1”以两线间的电压差为+（2—6） V体现；逻辑“0”以两线间的电压差为-（2—6）V体现。接口信号电平比RS-232降低了，就不易损坏接口电路的芯片，且该电平与TTL电平兼容，可利便与TTL电路毗连。

三、通讯距离是非

1、RS232：RS232传输距离有限，最大传输距离标准值为15米，且只能点对点通讯，最大传输速率最大为20kB/s。

2、RS485：RS485最大无线传输距离为1200米。最大传输速率为10Mbps，在100Kb/S的传输速率下，才可以抵达最大的通讯距离。接纳阻抗匹配、低衰减的专用电缆可以抵达1800米！凌驾1200米，可加中继器（最多8只），这样传输距离靠近10Km。

四、能否支持多点通讯

RS232：RS232接口在总线上只允许毗连1个收发器，不可支持多站收发能力，以是只能点对点通讯，不支持多点通讯。

RS485：RS485接口在总线上是允许毗连多达128个收发器。即具有多站通讯能力，这样用户可以使用简单的RS485接口利便地建设起装备网络。

五、通讯线的差别

RS232：可以接纳三芯双绞线、三芯屏障线等。

RS485：可以接纳两芯双绞线、两芯屏障线等。在低速、短距离、无滋扰的场合可以接纳通俗的双绞线，反之，在高速、长线传输时，则必需接纳阻抗匹配（一样平常为120Ω）的RS485专用电缆（STP-120Ω（用于RS485 & CAN）一对18AWG），而在滋扰卑劣的情形下还应接纳铠装型双绞屏障电缆（ASTP-120Ω（用于RS485 & CAN）一对18AWG）。

增补：即然RS232传输距离只有15米这么短，那么有什么作用呢？着实它的应用很是普遍，可以毗连种种装备，例如监控、其它的装备升级或调试等都可能需要用到它。功效与USB较量靠近，随着USB端口的越来越普遍，将会泛起更多的把USB转换成RS-232或其它接口的转换装置。通过USB接口可毗连更多的RS-232装备，不但可获得更高的传输速率，实现真正的即插即用，同时解决了USB接口不可远距离传输的弱点(USB通讯距离在5米内）。

几种常见的通讯协议

RS485和MODBUS的区别：

RS485是一个物理接口，简朴的说是硬件。MODBUS是一种国际标准的通讯协议，用于差别厂商之间的装备交流数据（一样平常是工业用途）；所谓协议，也可以明确为上面有人说的“语言”吧，简朴的说是软件。一样平常情形下，两台装备通过MODBUS协议传输数据：最早是用RS232作为硬件接口，（也就是通俗电脑上的串行通讯口（串口））；也有用RS422的，也有常用的RS485，这种接口传输距离远，在一样平常工业现场用的较量多。MODBUS协议又分MODBUS RTU，MODBUS ASCII和厥后生长的MODBUS TCP三种模式。其中前两种（MODBUS RTU，MODBUS ASCII）所用的物理硬件接口都是串行（Serial）通讯（RS232，RS422，RS485）。而MODBUS TCP则是为了顺应当今天下生长潮流，什么都可以用Ethernet网或Internet来毗连，传送数据。以是又爆发MODBUS TCP模式，该模式的硬件接口就是以太网（Ethernet）口了，也就是我们电脑上一样平常用的网络口了。

一、PPI通讯：是西门子公司专为s7-200系列plc开发的通讯协议。内置于s7-200CPU中。PPI协议物理上基于RS-485口，通过屏障双绞线就可以实现PPI通讯。PPI协议是一种主-从协议。主站装备发送要求到从站装备，从站装备响应，从站不可自动发出信息。主站靠PPI协议管理的共享毗连来与从站通讯。PPI协议并不限制与恣意一个从站的通讯的主站的数目，但在一个网络中，主站不可凌驾32个。PPI协议最基本的用途是让西门子Step7-Micro/Win编程软件上传和下载程序和西门子人机界面与PC通讯。

二、MPI通讯：MPI (multipoint interface)是SIMATIC s7多点通讯的接口，是一种适用于少数站点间通讯的网络，多用于毗连上位机和少量plc之间近距离通讯。通过Profibus电缆和讨论，将控制器s7-300或s7-400的CPU自带的MPI编程口及s7-200CPU 自带的PPI通讯口相互毗连，以及与上位机网卡的编程口（MPI/DP 口）通过Profibus或MPI电缆毗连即可实现。网络中虽然也可以不包括PC机而只包括plc。MPI的通讯速率为19.2k～12mbit/s ，但直接毗连s7-200CPU通讯口的MPI网，其最高速率通常为187.5kbit/s （受s7-200CPU最高通讯速率的限制）。在MPI网络上最多可以有32个站，一个网段的最长通讯距离为50米（通讯波特率为187.5kbit/s时），更长的通讯距离可以通过rs-485中继器扩展。MPI允许主－主通讯和主－从通讯，每个s7-200CPU通讯口的毗连数为4个。

MPI协议不可与一个作为PPI主站的s7-200CPU通讯，即s7-300或s7-400与s7-200通讯时必需包管这个s7-200 CPU不可再作PPI主站，Micro/Win也不可通过MPI协议会见作为PPI主站的s7-200CPU。s7-200CPU只能做MPI从站，即s7-200CPU之间不可通过MPI网络相互通讯，只能通过PPI方法相互通讯。

三、Modbus 协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它装备之间可以通讯。它已经成为一通用工业标准。有了它,差别厂商生产的控制装备可以连成工业网络,举行集中监控。此协议界说了一个控制器能熟悉使用的新闻结构，而不管它们是经由何种网络举行通讯的。它形貌了一控制器请求会见其它装备的历程,怎样回应来自其它装备的请求，以及怎样侦测过失并纪录。它制订了新闻域名堂和内容的公共名堂。Modbus是一种单主站的主/从通讯模式。一条Modbus网络上同时只能有一台主站，从站可以有若干个。

Modbus具有以下几个特点：

1、标准、开放，用户可以免费、定心地使用Modbus协议，不需要交纳允许证费，也不会侵占知识产权。现在，支持Modbus的厂家凌驾400家，支持Modbus的产品凌驾600种。

2、Modbus可以支持多种电气接口，如RS-232、RS-485等，还可以在种种介质上传送，如双绞线、光纤、无线等。

3、Modbus的帧名堂简朴、紧凑，通俗易懂。用户使用容易，厂商开发简朴。

S7-200的Modbus通讯：

S7-200只支持Modbus RTU协议，不支持Modbus ASCII协议；

四、ProfiBus通讯

作为众多现场总线家族的成员之一ProfiBus是在欧洲工业界获得最普遍应用的一个现场总线标准，也是现在国际上通用的现场总线标准之一。ProfiBus是属于单位级、现场级的SIMITAC网络，适用于传输中、小量的数据。其开放性可以允许众多的厂商开发各自的切合ProfiBus协议的产品，这些产品可以毗连在统一个 ProfiBus网络上。

ProfiBus是一种电气网络，物理传输介质可以是屏障双绞线、光纤、无线传输。于1989年正式成为现场总线的国际标准。PROFIBUS是一种国际化、开放式、不依赖于装备生产商的现场总线标准，传送速率可在9.6kbaud~12Mbaud规模内选择且当总线系统启动时，所有毗连到总线上的装置应该被设成相同的速率。PROFIBUS普遍适用于制造业自动化、流程工业自动化和楼宇、交通电力等其他领域自动化。PROFIBUS也是一种用于工厂自动化车间级监控和现场装备层数据通讯与控制的现场总线手艺�？墒迪窒殖∽氨覆愕匠导浼都嗫氐氖枭⑹绞挚刂坪拖殖⊥ㄑ锻�，从而为实现工厂综合自动化和现场装备智能化提供了可行的解决计划。

五、USS通讯

USS (Universal Serial Interface, 即通用串行通讯接口) 是西门子专为驱动装置开发的通讯协议，多年来也履历了一个一直生长、完善的历程。最初 USS 用于对驱动装置举行参数化操作，即更多地面向参数设置。在驱动装置和操作面板、调试软件（如DriveES/STARTER）的毗连中获得普遍的应用。

迩来 USS 因其协议简朴、硬件要求较低，也越来越多地用于和控制器（如 PLC）的通讯，实现一样平常水平的通讯控制。（注重：USS 提供了一种低本钱的，较量浅易的通讯控制途径，由于其自己的设计，USS 不可用在对通讯速率和数据传输量有较高要求的场合。在这些对通讯要求高的场合，应中选择实时性更好的通讯方法，如 PROFIBUS-DP 等。在举行系统设计时，必需思量到 USS 的这一局限性。

例如，若是在一些速率同步要求较量高的应用场合（如造纸生产线），对十几甚至数十台变频器接纳 USS 通讯控制，其效果可想而知。

所有的西门子变频器都带有一个RS485通讯口，PLC作为主站，最多允许31个变频器作为通讯连路中的从站，凭证各变频器的地址或者接纳广播方法，可以会见需要通讯的变频器，只有主站才华发出通讯请求报文，报文中的地址字符指定要传输数据的从站，从站只有在接到主站的请求报文后才可以向从站发送数据，从站之间不可直接举行数据交流。在使用USS协议之前，需要先装置西门子的指令库。USS协议指令在STEP7—MICRO/WIN32指令树的库文件夹中，STEP7—MICRO/WIN32指令库提供14个子程序、3其中止程序和8条指令来支持USS协议。挪用一条指令时，将会自动地增添一个或几个子程序。

USS 协议的基本特点如下：

支持多点通讯（因而可以应用在 RS 485 等网络上）

接纳单主站的“主－从”会识趣制

一个网络上最多可以有 32 个节点（最多 31 个从站）

简朴可靠的报文名堂，使数据传输无邪高效

容易实现，本钱较低

USS 的事情机制是，通讯总是由主站提倡，USS 主站一直循环轮询各个从站，从站凭证收到的指令，决议是否、以及怎样响应。从站永远不会自动发送数据。从站在以下条件知足时应答：

1、吸收到的主站报文没有过失

2、并且本从站在吸收到主站报文中被寻址

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