一、通信基础
1. 网络术语与设备
- 关键设备：交换机、路由器、网关等。
- 物理接口：RS-485（支持多点通信）、RS-232C（点对点串行通信）。
2. OSI参考模型
- 核心框架：理解协议分层（物理层至应用层），指导通信协议设计。
3. 现场总线
- 主流类型：PROFIBUS、CAN、Modbus等，用于工业设备互联。
二、S7通信（西门子专用协议）
1. 通信基础
- 基于西门子内部协议，高效实现同品牌PLC间数据交换（如S7-1200之间）。
2. 典型应用
- S7-1200 PLC间通信：无需额外硬件，通过编程配置数据块共享。
- 优势：低延迟、高可靠性，适用于实时控制任务。
三、PROFINET IO通信（工业以太网）
1. 通信基础
- 基于以太网的实时工业协议，支持循环数据交换与设备诊断。
2. 应用场景
- 连接分布式I/O模块（如ET200SP）：
- 关键配置步骤：
- 在TIA Portal中组态ET200SP从站。
- 分配设备名称和IP地址（注：PLC地址通常不可直接修改，需恢复出厂设置）。
- ET200SP必须启用“电位组”（ET200MP无此要求）。
- 特点：支持拓扑灵活扩展，适用于模块化生产线。
四、串行通信（Modbus-RTU）
1. Modbus通信基础
- 协议指令：支持功能码（如03读保持寄存器、06写单寄存器）。
- 地址映射：将设备数据点映射至Modbus地址空间。
2. 应用案例：PLC与温度仪表通信
- 硬件配置：
- 使用CM1241模块（RS-485接口）连接温度仪表。
- 设计原理图：确保总线终端电阻匹配。
- 编程实现：
- 在OB1中调用通信功能块（如`MB_MASTER`）。
- 在FB1中处理温度数据转换与监控逻辑。
- 实时读取温度值并触发报警或控制。
五、Modbus-RTU通信（第三方设备集成）
案例：S7-1200读取温度仪表数据
硬件：
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S7-1200（CPU 1214C） + CM1241（RS485模块）
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温度仪表（支持Modbus-RTU，地址01，温度寄存器40001）
编程步骤：
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硬件配置
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在TIA Portal中启用CM1241模块，设置参数：
波特率：9600 数据位：8 停止位：1 校验位：无
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调用Modbus指令
-
在OB1中调用主站指令块
MB_MASTER：
"MB_MASTER"(REQ:=TRUE, MB_ADDR:=1, // 仪表地址01MODE:=0, // 0=读取DATA_ADDR:=40001, // 温度寄存器DATA_LEN:=1, // 读取1个寄存器DATA_PTR:=P#DB3.DBX0.0 WORD 1, // 存入DB3DONE=>#Done, ERROR=>#ErrorCode);
-
-
数据处理（FB1功能块）
// 将读取的原始值转换为实际温度（假设仪表返回值为0-1000对应0-100℃） #RawValue := WORD_TO_INT(DB3.DBW0); #RealTemperature := INT_TO_REAL(#RawValue) / 10.0;
调试要点（PPT提示）：
-
确保CM1241模块的接线端子A/B与仪表极性匹配。
-
总线末端加120Ω终端电阻抗干扰。
关键对比总结
| 通信方式 | 适用场景 | 硬件需求 | 特点 |
| S7通信 | 西门子PLC间数据交互 | 无需额外模块 | 高速、低延迟，配置简单 |
| PROFINET IO | 分布式I/O扩展（如ET200SP） | 支持PROFINET的接口 | 实时性强，支持拓扑诊断 |
| Modbus-RTU | 第三方设备集成（仪表、传感器） | CM1241（RS-485） | 成本低，通用性强，需协议适配 |
注意事项
1. PROFINET配置：ET200SP必须启用“电位组”，且设备名/IP地址需在初始组态时正确设定。
2. Modbus地址映射：需严格匹配仪表寄存器地址与PLC数据块定义。
3. 抗干扰设计：RS-485总线需加终端电阻，避免长距离通信干扰。
> 总结
> S7-1200 PLC支持多协议通信，满足从高速设备互联到低成本仪表集成的全场景需求。S7通信优化内部网络效率，PROFINET支撑分布式控制，Modbus-RTU实现跨品牌设备接入，三者结合可构建灵活、可靠的工业通信架构。
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