西门子s7-200自由口与ppi通讯协议的区别

西门子s7-200自由口与ppi通讯协议的区别

1、ppi协议是专门为西门子s7-200plc开发的通信协议。

西门子s7-200cpu的通信口（port0、port1）支持ppi通信协议，西门子s7-200的一些通信模块也支持ppi协议。

micro/win与cpu进行编程通信也通过ppi协议。

编程时西门子ppi电缆使用方法

进入 step7 micro/win 编程软件中的“设置 pg/pc 接口”，选中“ pc/ppi cable （ ppi）”条目后点击“ properties… ”按钮。

在“ local connection ”的下拉框中选中“ usb ”选项。

在“ ppi ”的 station parameters 设置中进行如下设置： address ： 0 ， timeout ：1s

在“ ppi ”的 network parameters 设置中根据你的需要可选择以下通信协议的任何一个：

** ppi   ：勾选 advanced ppi 复选框；
多主站 ppi ：勾选 multiple master network 复选框；
普通 ppi   ：不勾选以上二个复选框，这是默认的选项。
注：要与西门子*新推出的 s7-200cn cpu 正常编程通信，必须满足以下条件：
（1） 、使用编程软件 step 7-micro/win v4.0 sp3 以上版本
（2）、将编程软件的工作环境设置为中文状态
s7-200cpu的ppi网络通信是建立在rs-485网络的硬件基础上，因此其连接属性和需要的网络硬件设备是与其他rs-485网络一致的。
s7-200 cpu之间的ppi网络通信只需要两条简单的指令，它们是网络读（netr）和网络写（netw）指令。
ppi协议是西门子的专用协议，其具体详情是不公开的，一般用于西门子设备之间的通讯。

s7-200 plc之ppi协议

通过硬件和软件侦听的方法，分析plc内部固有的ppi通讯协议，然后上位机采用vb编程，遵循ppi通讯协议，读写plc数据，实现人机操作任务。这种通讯方法，与一般的自由通讯协议相比，省略了plc的通讯程序编写，只需编写上位机的通讯程序资源

s7-226的编程口物理层为rs-485结构，siemens提供microwin软件，采用的是ppi(point topoint)协议，可以用来传输、调试plc程序。

在现场应用中，当需要plc与上位机通讯时，较多的使用自定义协议与上位机通讯。在这种通讯方式中，需要编程者首先定义自己的自由通讯格式，在plc中编写代码，利用中断方式控制通讯端口的数据收发。

采用这种方式，plc编程调试较为烦琐，占用plc的软件中断和代码资源，而且当plc的通讯口定义为自由通讯口时，plc的编程软件无法对plc进行监控，给plc程序调试带来不便。

siemenss7-200plc的编程通讯接口，内部固化的通讯协议为ppi协议，如果上位机遵循ppi协议来读写plc，就可以省略编写plc的通讯代码。如何获得ppi协议？可以在plc的编程软件读写plc数据时，利用第三个串口侦听plc的通讯数据，或者利用软件方法，截取已经打开且正在通讯的端口的数据，然后归纳总结，解析出ppi协议的数据读写报文。这样，上位机遵循ppi协议，就可以便利的读写plc内部的数据，实现上位机的人机操作功能。

软件设计

系统中测控任务由siemenss7-226plc完成，plc采用循环扫描方式工作，当定时时间到时，执行数据采集或pid控制任务，完成现场的信号控制。计算机的监控软件采用vb编制，利用mscomm控件完成串口数据通讯，通讯遵循的协议为ppi协议。

ppi协议

西门子的ppi（point topoint）通讯协议采用主从式的通讯方式，一次读写操作的步骤包括：首先上位机发出读写命令，plc作出接收正确的响应，上位机接到此响应则发出确认申请命令，plc则完成正确的读写响应，回应给上位机数据。这样收发两次数据，完成一次数据的读写[5]。

其通讯数据报文格式有以下几类：
1、读写申请的数据格式如下：
sd le ler sd da sa fc dasp ssap du fcs ed 
sd:(start delimiter)开始定界符(68h)
le:（length）报文数据长度
ler:（repeated length）重复数据长度
sd: (start delimiter)开始定界符(68h)
sa:（source address）源地址，指该地址的指针，为地址值乘以8
da:（destination address）目标地址，指该地址的指针，为地址值乘以8
fc:（function code）功能码
dsap:（destination service access point）目的服务存取点
ssap:（source service access point）源服务存取点
du:（data unit）数据单元
fcs:（frame check sequence）校验码
ed:（end delimiter）结束分界符（16h）
报文数据长度和重复数据长度为自da至du的数据长度，校验码为da至du数据的和校验，只取其中的末字节值。
在读写plc的变量数据中，读数据的功能码为 6ch，写数据的功能码为 7ch。

2、plc接收到读写命令，校验后正确，返回的数据格式为 e5h

3、确认读写命令的数据格式为：
sd sa da fc fcs ed 
其中sd为起始符，为10h
sa为数据源地址
da为目的地址
fc为功能码，取5ch
fcs为sa+da+fc的和的末字节
ed为结束符，取16h

ppi协议的软件编制

在采用上位机与plc通讯时，上位机采用vb编程，计算机采用ppi电缆或普通的485串口卡与plc的编程口连接，通讯系统采用主从结构，上位机遵循ppi协议格式，发出读写申请，plc返回相应的数据。程序实现如下：

1、串口初始化程序：
 

mscomm1.commport = 1
mscomm1.settings = "9600,e,8,1"
mscomm1.inputlen = 0
mscomm1.rthreshold = 1
mscomm1.inputmode = cominputmodebinary
 

ppi协议定义串口为以二进制形式收发数据，这样报文的通讯效率比ascii码高。

2、串口读取数据程序，以读取vb100数据单元为例：
dim str_read(0 to 32) ‘定义发送的数据为字节为元素的数组。
str_ read (32) = &h16 ‘相应的数组元素赋值，按照以下格式：
str_ read (29) = (100*8) \ 256   ‘地址为指针值，先取高位地址指针
str_ read (30) = (100*8) mod 256 ‘取低位地址指针
str_ read (24) = 1 ‘读取的数据长度（byte的个数）
for i=4 to 30
    temp_fcs = temp_fcs + str_read(i)
next i
str_read(31)= temp_fcs mod 256 ‘计算fcs校验码，其它数组元素赋值省略。
68 1b 1b 68 2 0 6c 32 1 0 0 0 0 0 e 0 0 4 1 12 a 10 2 0 1 0 1 84 03 20 8b 16
plc返回数据 e5 后，确认读取命令，发送以下数据：
10 2 0 5c 5e 16

然后，上位机vb程序接受到以下数据：
68 16 16 68 0 2 8 32 3 0 0 0 0 0 2 0 5 0 0 4 1 ff 4 0 8 22 7816

首先识别目标地址和源地址，确认是这次申请的返回数据，然后经过校验检查，正确后解析出第26号数据（&h22）即为vb100字节的数据。

3、串口写入数据程序，以写vb100数据单元为例：
 

dim str_write(0 to 37) ‘定义发送的数据为字节为元素的数组。
str_write (37) = &h16   ‘相应的数组元素赋值，按照以下格式
str_write (35) = &h10   ‘要写入的数据值
68 20 20 68 2 0 7c 32 1 0 0 0 0 0 e 0 5 5 1 12 a 10 2 0 1 0 1 84 03 20 0 4 0 8 c b9 16
 

plc返回数据 e5 后，确认写入命令，发送以下数据：
10 2 0 5c 5e 16

然后，上位机vb程序接受到以下数据：
68 12 12 68 0 2 8 32 3 0 0 0 0 0 2 0 1 0 0 5 1 ff 47 16
这是plc正确接收并写入信息的返回数据。

4、串口接收程序：
在数据接收程序中，利用vb中mscomm控件，一次接收缓冲区中的全部数据，存放到数组形式的暂存单元中，然后分析每个元素的值，得到读写的数据。
 

dim rcv_array() as byte
dim dis_array as string
dim rcv_len as long
rcv_array = mscomm1.input ‘取出串口接收缓冲器的数据。
rcv_len = ubound(rcv_array)
redim temp(0 to ubound(rcv_array))
for i = 0 to rcv_len
dis_array = dis_array & hex(rcv_array (i)) & " "
next i
text1.text = dis_array ‘接收到的数据送显示。
 

在程序的读写过程中，一次*大可以读写222个字节，目前给出的数据读写为整数格式。
数据类型 str_ read（27）   
s 04h   
sm 05h   
i 81h   
q 82h   
m 83h   
v 84h 

以上程序，是以读写plc的v变量区为例，利用ppi协议还可以读写s7-200plc中的各种类型数据，包括i、q、sm、m、v、t、c、s等数据类型，能够直接读出以上变量中的位、字节、字、双字等，其中读位变量时，是读取该位所在的字节值，然后上位机自动识别出该位的值。按照读写的数据类型，其中str_read（27）的值各不同：

在控制系统中，plc与上位计算机的通讯，采用了ppi通讯协议，上位机每0.5秒循环读写一次plc。plc编程时，将要读取的检测值、输出值等数据，存放在plc的一个连续的变量区中，当上位机读取plc的数据时，就可以一次读出这组连续的数据，减少数据的分次频繁读取。当修改设定值等数据时，进行写数据的通讯操作

2、自由口：
s7-200cpu的通信口可以设置为自由口模式。选择自由口模式后，用户程序就可以完全控制通信端口的操作，通信协议也完全受用户程序控制。
s7-200 cpu上的通信口在电气上是标准的rs-485半双工串行通信口。此串行字符通信的格式可以包括：
一个起始位
7或8位字符（数据字节）
一个奇/偶校验位，或者没有校验位
一个停止位

自由口通信速波特率可以设置为1200、2400、4800、9600、或112500。

凡是符合这些格式的串行通信设备，理论上都可以和s7-200 cpu通信。

自由口模式可以灵活应用。micro/win的两个指令库（uss和modbus rtu）就是使用自由口模式编程实现的。