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S7-200 SMART 通信端口以及連接方式

每個(gè) S7-200 SMART CPU 都提供一個(gè)以太網(wǎng)端口和一個(gè) RS485 端口（端口0），標準型 CPU 額外支持 SB CM01 信號板（端口1），信號板可通過(guò) STEP 7-Micro/WIN SMART 軟件組態(tài)為 RS232 通信端口或 RS485 通信端口。

CPU 通信端口引腳分配

1.S7-200 SMART CPU 集成的 RS485 通信端口（端口0）是與 RS485 兼容的9針 D 型連接器。CPU 集成的 RS485 通信端口的引腳分配如表1. S7-200 SMART CPU 集成 RS485 端口的引腳分配表所示。
表1. S7-200 SMART CPU 集成 RS485 端口的引腳分配

2.標準型 CPU 額外支持 SB CM01 信號板，該信號板可以通過(guò) STEP 7-Micro/WIN SMART 軟件組態(tài)為 RS485通信端口或者 RS232 通信端口。表 2. 給出了 SB CM01 信號板的引腳分配 。
表2. S7-200 SMART SB CM01 信號板端口（端口1）的引腳分配表

使用STEP 7-Micro/WIN SMART 軟件組態(tài) SB CM01 信號板為 RS485通信端口或者RS232通信端口的過(guò)程如圖 1. SB CM01 信號板組態(tài)過(guò)程所示。

圖1. SB CM01 信號板組態(tài)過(guò)程

EM DP01通訊端口引腳分配

EM DP01 上的 RS485 串行通信接口是一個(gè) RS485 兼容的九針迷你 D型插口，與歐洲標準 EN 50170 規定的 PROFIBUS標準一致，下圖介紹了通訊端口的引腳分配。

以太網(wǎng)端口連接

S7-200 SMART CPU 的以太網(wǎng)端口有兩種網(wǎng)絡(luò )連接方法：直接連接和網(wǎng)絡(luò )連接。

直接連接 ：

當一個(gè) S7-200 SMART CPU 與一個(gè)編程設備、 HMI 或者另外一個(gè) S7-200 SMART CPU 通信時(shí)，實(shí)現的是直接連接。直接連接不需要使用交換機，使用網(wǎng)線(xiàn)直接連接兩個(gè)設備即可，如圖2.通信設備的直接連接所示。

圖 3. 通信設備的直接連接

網(wǎng)絡(luò )連接 ：

當兩個(gè)以上的通信設備進(jìn)行通信時(shí)，需要使用交換機來(lái)實(shí)現網(wǎng)絡(luò )連接?？梢允褂脤к壈惭b的西門(mén)子 CSM1277 4端口交換機來(lái)連接多個(gè) CPU 和 HMI 設備，如圖 3. 多個(gè)通信設備的網(wǎng)絡(luò )連接所示。

圖 4.多個(gè)通信設備的網(wǎng)絡(luò )連接

RS485 網(wǎng)絡(luò )連接

RS485 網(wǎng)絡(luò )的傳輸距離和波特率

RS485 網(wǎng)絡(luò )為采用屏蔽雙絞線(xiàn)電纜的線(xiàn)性總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，總線(xiàn)兩端需要終端電阻。RS485 網(wǎng)絡(luò )允許每一個(gè)網(wǎng)段的最大通信節點(diǎn)數為 32 個(gè)，允許的最大電纜長(cháng)度則由通信端口是否隔離以及通信波特率大小等兩個(gè)因素所決定，見(jiàn)表 3. RS485 網(wǎng)段電纜的最大長(cháng)度所示。
表 3. RS485 網(wǎng)段電纜的最大長(cháng)度

S7-200 SMART CPU 集成的 RS485 端口以及 SB CM01 信號板都是非隔離型通信端口，允許的最大通信距離為 50m，該距離為網(wǎng)段中第一個(gè)通信節點(diǎn)到最后一個(gè)節點(diǎn)的距離。如果網(wǎng)絡(luò )中的通信節點(diǎn)數大于 32 個(gè)或者通信距離大于 50m 則需要添加 RS485 中繼器拓展網(wǎng)絡(luò )連接。
注意：
● S7-200 SMART CPU 集成的 RS485 端口以及 SB CM01 信號板都是非隔離型，與網(wǎng)段中其它節點(diǎn)通信時(shí)需要做好參考點(diǎn)電位的等電位連接或者使用 RS485 中繼器為網(wǎng)絡(luò )提供隔離。參考點(diǎn)電位不同的節點(diǎn)通信時(shí)可能會(huì )導致通信錯誤或者端口燒壞。
● S7-200 SAMRT CPU 與其它節點(diǎn)聯(lián)網(wǎng)時(shí)，可以將 CPU 模塊右下角的傳感器電源的 M 端與其它節點(diǎn)通信端口的 0V 參考點(diǎn)連接起來(lái)做到等電位連接。

RS485 中繼器

RS485 中繼器可用于延長(cháng)網(wǎng)絡(luò )距離，電氣隔離不同網(wǎng)段以及增加通信節點(diǎn)數量。中繼器的作用如下：
1.延長(cháng)網(wǎng)絡(luò )距離：
網(wǎng)絡(luò )中添加中繼器允許將網(wǎng)絡(luò )再延長(cháng) 50m ，如果兩臺中繼器連接在一起，中間無(wú)其它節點(diǎn)，則可將網(wǎng)絡(luò )延長(cháng) 1000m ，一個(gè)網(wǎng)絡(luò )中最多可以使用 9 個(gè)西門(mén)子中繼器。如圖 4. 使用 RS485 中繼器拓展網(wǎng)絡(luò )所示。

圖 5. 使用 RS485 中繼器拓展網(wǎng)絡(luò )

2.電氣隔離不同網(wǎng)段：
隔離網(wǎng)絡(luò )可以使參考點(diǎn)電位不相同的網(wǎng)段相互隔離，從而確保通信傳輸質(zhì)量。

3.增加網(wǎng)絡(luò )設備：
在一個(gè) RS485 網(wǎng)段中，最多可以連接 32 個(gè)通信節點(diǎn)。使用中繼器可以向網(wǎng)絡(luò )中拓展一個(gè)網(wǎng)段，可以再連接 32 個(gè)通信節點(diǎn)，但是中繼器本身也占用一個(gè)通信節點(diǎn)位置，所以拓展的網(wǎng)段只能再連接 31 個(gè)通信節點(diǎn)。

RS485 網(wǎng)絡(luò )連接器

西門(mén)子提供了兩種類(lèi)型的 RS485 網(wǎng)絡(luò )連接器（如圖 5. RS485網(wǎng)絡(luò )連接器所示），可使用它們輕松地將多臺通信節點(diǎn)連接到通信網(wǎng)絡(luò )上。一種是標準型網(wǎng)絡(luò )連接器，另一種則增加了可編程接口。帶有可編程接口的網(wǎng)絡(luò )連接器可以將 S7-200 SMART CPU 集成的 RS485 端口所有通信引腳擴展到編程接口，其中 2 號、7 號引腳對外提供 24VDC電源，可以用于連接 TD400C 。

圖 6. RS485網(wǎng)絡(luò )連接器
網(wǎng)絡(luò )連接器上兩組連接端子，用于連接輸入電纜和輸出電纜。網(wǎng)絡(luò )連接器上具有終端和偏置電阻的選擇開(kāi)關(guān)，網(wǎng)絡(luò )兩端的通信節點(diǎn)必須將網(wǎng)絡(luò )連接器的選擇開(kāi)關(guān)設置為 On ，網(wǎng)絡(luò )中間的通信節點(diǎn)需要將選擇開(kāi)關(guān)設置為 Off 。典型的網(wǎng)絡(luò )連接器終端電阻和偏置電阻接線(xiàn)如表 4. 網(wǎng)絡(luò )連接器終端和偏置電阻所示。
表 4. 網(wǎng)絡(luò )連接器終端和偏置電阻

使用 SB CM01 信號板可用于連接 RS485 網(wǎng)絡(luò )，當信號板為終端通信節點(diǎn)時(shí)需要接終端電阻和連接偏置電阻，典型的電路圖如圖 6. SB CM01 信號板終端和偏置電阻接線(xiàn)圖所示。

圖 7. SB CM01 信號板終端和偏置電阻接線(xiàn)
注意：
● 終端電阻用于消除通信電纜中由于特性阻抗不連續而造成的信號反射。信號傳輸到網(wǎng)絡(luò )末端時(shí)，如果電纜阻抗很小或者沒(méi)有阻抗的話(huà)，在這個(gè)地方就會(huì )引起信號反射。消除這種反射的方法，就是在網(wǎng)絡(luò )的兩端端接一個(gè)與電纜的特性阻抗相同的終端電阻，使電纜阻抗連續。
● 當網(wǎng)絡(luò )上沒(méi)有通信節點(diǎn)發(fā)送數據時(shí)，網(wǎng)絡(luò )總線(xiàn)處于空閑狀態(tài)，增加偏置電阻可使總線(xiàn)上有一個(gè)確定的空閑電位，保證了邏輯信號 “0”、“1” 的穩定性。

RS232 連接

RS232 網(wǎng)絡(luò )為兩臺設備之間的點(diǎn)對點(diǎn)連接，最大通信距離為15m，通信速率最大為 115.2 Kbit/s 。RS232 連接可用于連接掃描器、打印機、調制解調器等設備。SB CM01 信號板通過(guò)組態(tài)可以設置為 RS232 通信端口，典型的 RS232 接線(xiàn)方式如圖 7. SB CM01 信號板 RS232 連接圖所示。

圖 8. SB CM01 信號板 RS232 連接

RS-485網(wǎng)絡(luò )連接器

在S7-200 SMART系統中，無(wú)論是組成PPI通信、還是自由口通信，用到的主要部件都是一樣的：

• PROFIBUS電纜：電纜型號有多種，其中最基本的是PROFIBUS FC（Fast Connect快速連接）Standard電纜（訂貨號6XV1 830-0EH10）
• PROFIBUS網(wǎng)絡(luò )連接器：網(wǎng)絡(luò )連接器也有多種形式，如出線(xiàn)角度不同等等

連接網(wǎng)絡(luò )連接器

A. 電纜和剝線(xiàn)器。使用FC技術(shù)不用剝出裸露的銅線(xiàn)。

圖1. 剝好一端的PROFIBUS電纜與快速剝線(xiàn)器（FCS，訂貨號6GK1905-6AA00）。

B. 打開(kāi)PROFIBUS網(wǎng)絡(luò )連接器。首先打開(kāi)電纜張力釋放壓塊，然后掀開(kāi)芯線(xiàn)鎖。

圖2. 打開(kāi)的PROFIBUS連接器

C. 去除PROFIBUS電纜芯線(xiàn)外的保護層，將芯線(xiàn)按照相應的顏色標記插入芯線(xiàn)鎖，再把鎖塊用力壓下，使內部導體接觸。應注意使電纜剝出的屏蔽層與屏蔽連接壓片接觸。

圖3. 插入電纜

 由于通信頻率比較高，因此通信電纜采用雙端接地。電纜兩頭都要連接屏蔽層。

D. 復位電纜壓塊，擰緊螺絲，消除外部拉力對內部連接的影響。

網(wǎng)絡(luò )連接器

網(wǎng)絡(luò )連接器主要分為兩種類(lèi)型：帶和不帶編程口的。不帶編程口的插頭用于一般聯(lián)網(wǎng)，帶編程口的插頭可以在聯(lián)網(wǎng)的同時(shí)仍然提供一個(gè)編程連接端口，用于編程或者連接HMI等。

圖4. 左側為不帶編程口的網(wǎng)絡(luò )連接器（訂貨號：6ES7 972-0BA52-0XA0）
右側的是帶編程口的網(wǎng)絡(luò )連接器（訂貨號：6ES7 972-0BB52-0XA0）

線(xiàn)型網(wǎng)絡(luò )結構

通過(guò)PROFIBUS電纜連接網(wǎng)絡(luò )插頭，構成總線(xiàn)型網(wǎng)絡(luò )結構。

圖5. 總線(xiàn)型網(wǎng)絡(luò )連接

在上圖中，網(wǎng)絡(luò )連接器A、B、C分別插到三個(gè)通信站點(diǎn)的通信口上；電纜a把插頭A和B連接起來(lái)，電纜b連接插頭B和C。線(xiàn)型結構可以照此擴展。

注意圓圈內的"終端電阻"開(kāi)關(guān)設置。網(wǎng)絡(luò )終端的插頭，其終端電阻開(kāi)關(guān)必須放在"ON"的位置；中間站點(diǎn)的插頭其終端電阻開(kāi)關(guān)應放在"OFF"位置。