【网络配置实战】：S7-200与威纶通触摸屏通讯设置步骤详解


# 摘要
本文系统介绍了网络配置的基础理论、S7-200 PLC与威纶通触摸屏的通讯基础，以及它们在实际应用中的配置实战。文章详细探讨了S7-200 PLC的硬件结构、软件环境和通讯协议，同时阐述了威纶通触摸屏的特点和通讯方法。通过实战章节，展示了从组态连接图制作到通讯故障诊断与排除的完整流程，并提出了优化通讯性能的策略。最后，探讨了网络配置的安全性问题，包括网络安全基础、系统维护的最佳实践和工业网络安全事故案例，旨在为相关技术人员提供全面的网络配置和通讯解决方案。

# 关键字
网络配置；S7-200 PLC；威纶通触摸屏；通讯协议；故障诊断；网络安全

参考资源链接：[S7-200与威纶通触摸屏通讯设置方法](https://wenku.csdn.net/doc/6412b69cbe7fbd1778d47583?spm=1055.2635.3001.10343)
# 1. 网络配置基础理论

## 1.1 网络配置的必要性
在现代工业自动化领域，网络配置是确保设备之间高效、稳定通讯的前提。网络配置的好坏直接关系到系统的响应时间、数据准确性以及系统的扩展性。对于IT从业者来说，理解和掌握网络配置的基础理论，对于后续的设备通讯配置与故障排查是至关重要的。

## 1.2 网络基本构成要素
网络的基本构成要素包括硬件设备和软件协议两大类。硬件设备如交换机、路由器、集线器以及终端设备等，是实现数据传输的物理基础。软件协议如TCP/IP、UDP、HTTP等，是网络设备间通讯规则的定义，确保数据能被正确解读和传输。

## 1.3 网络通信协议
网络通信协议是网络设备通信的“语言”，它规定了数据交换的标准和格式。理解网络协议的基本原理和层次结构对于网络配置至关重要。例如，在OSI模型中，数据链路层负责设备之间的直接通讯，而传输层则关注端到端的通讯。

OSI七层模型：
1. 应用层
2. 表示层
3. 会话层
4. 传输层
5. 网络层
6. 数据链路层
7. 物理层

## 1.4 网络通讯方式
网络通讯方式可以分为单播（unicast）、多播（multicast）和广播（broadcast）。单播是指一对一的通讯，多播是点对多点的通讯，而广播则是点对所有点的通讯。在自动化系统中，合理选择通讯方式，可以提高网络通讯效率和系统的整体性能。

网络配置和通讯不仅涉及理论知识，还要求实践操作能力。下一章节我们将深入探讨S7-200 PLC通讯的基础知识，为理解后续章节打下坚实的基础。

# 2. S7-200 PLC通讯基础

## 2.1 S7-200 PLC概述

### 2.1.1 S7-200 PLC硬件结构

S7-200 PLC是西门子公司生产的一款小型可编程逻辑控制器（PLC），广泛应用于工业自动化领域。其硬件结构主要包括CPU模块、电源模块、输入/输出（I/O）模块等基础组件。CPU模块是PLC的核心，负责处理逻辑运算和程序执行；电源模块为PLC提供稳定的电源供应；而I/O模块则用于连接传感器、执行器等外部设备，实现与现实世界的物理交互。

对于S7-200系列的PLC，模块化的结构设计使得系统扩展和维护变得十分方便。用户可以根据实际需求选择不同的I/O模块进行组合，例如，数字量输入/输出模块（DI/DO），模拟量输入/输出模块（AI/AO）等。

在硬件层面，S7-200 PLC通常会带有通信接口，例如MPI（多点接口）或PPI（点对点接口），以及用于编程和监视的RS485接口。这些接口使得S7-200 PLC能够与其他设备进行通信，实现数据交换和远程控制。

### 2.1.2 S7-200 PLC软件环境

与硬件配合紧密的是S7-200 PLC的软件环境。其主要软件包是STEP 7-Micro/WIN，这是专为S7-200系列PLC开发的编程工具，提供了丰富的编程功能。软件支持多种编程语言，包括梯形图、指令列表（STL）和功能块图（FBD）等。

用户通过STEP 7-Micro/WIN可以编写程序、进行模拟测试、调试和维护。这个软件环境还提供了一系列的工具用于监视和诊断PLC的运行状态，包括程序编辑器、模拟器和数据监视器等。

此外，软件还支持在线编程功能，允许用户在不中断PLC运行的情况下进行程序的更新和修改，这对于确保生产过程的连续性和可靠性至关重要。与硬件一样，软件也有着模块化的思想，用户可以根据实际应用需求选择合适的功能块进行编程。

## 2.2 S7-200 PLC通讯协议

### 2.2.1 MPI通讯协议

MPI通讯协议，即多点接口通讯协议，是西门子S7系列PLC中较为常见的一种通讯方式。它是一种基于RS485的多点通讯协议，支持多点地址访问，这使得多个设备能够在同一通信线上进行数据交换。

MPI协议在S7-200 PLC上的应用，主要体现在其编程软件STEP 7-Micro/WIN中。通过MPI通讯，可以实现不同S7 PLC之间的数据共享，也可以连接人机界面（HMI）、计算机和其他自动化设备。MPI通讯速率可达到187.5 Kbps，且其硬件接口可通过适配器连接到RS232或USB接口。

使用MPI通讯时，每个设备都需要有一个唯一的地址。在进行通讯之前，必须正确配置每个设备的MPI地址，避免地址冲突。通讯的过程包括初始化、数据发送、接收确认等步骤，并且遵循西门子定义的通讯规则。

### 2.2.2 PPI通讯协议

PPI通讯协议，即点对点接口通讯协议，是西门子专为S7-200 PLC设计的通讯协议。它是一种简单、高效的通讯方式，主要用于连接HMI和PLC进行数据交换。

与MPI不同，PPI通讯是一种基于令牌的协议，支持主从架构，一个PPI网络中可以有一个主站和多个从站。PPI通讯适合用于不太复杂的数据交换需求，例如对PLC进行编程、监控和参数设置等。

PPI通讯速度较MPI慢，其最大通讯速率为9.6 Kbps。在实际应用中，PPI通讯设置相对于MPI来说更为简单，只需要通过编程软件配置PLC的PPI地址和波特率即可。

### 2.2.3 自由通讯模式

除了MPI和PPI协议外，S7-200 PLC还支持自由通讯模式。这种模式允许用户根据自己的需求，使用自定义协议进行通讯。自由通讯模式赋予了用户更高的灵活性，可以通过编写程序来控制数据的发送和接收过程。

自由通讯模式下的通讯方式可以是串行通讯也可以是并行通讯，主要取决于所选择的I/O模块和通讯电缆。这种方式适合于特殊应用或者当标准通讯协议不能满足特定需求时使用。

自由通讯模式在STEP 7-Micro/WIN软件中通过指令集来实现，用户可以利用诸如XMT（发送）和RCV（接收）之类的指令进行编程。用户还可以设置数据格式、通讯速率、奇偶校验、停止位等参数来适应不同的通讯需求。

## 2.3 S7-200 PLC通讯设置步骤

### 2.3.1 硬件连接方法

在进行S7-200 PLC通讯设置之前，确保硬件连接正确是至关重要的。根据不同的通讯协议，连接方法也略有不同。这里我们以PPI通讯为例说明硬件连接的基本步骤：

1. **确定连接设备**：确定需要连接的PLC、HMI或其他设备。
2. **连接电缆选择**：根据所要连接的设备选择合适的电缆。例如，使用PPI通讯，需使用RS485电缆连接PLC的通信端口到HMI。
3. **物理连接**：关闭所有设备的电源，按照设备手册中的说明，将电缆的相应端子连接到PLC和HMI的通信接口。
4. **端口配置**：在PLC和HMI上分别设置对应的通讯参数，如波特率、数据位、停止位等。

完成硬件连接后，应进行测试以确保物理连接正确无误，避免因连接问题导致后续通讯故障。

### 2.3.2 软件配置步骤

硬件连接完成后，接下来是软件配置步骤。以STEP 7-Micro/WIN软件为例，下面是进行PPI通讯设置的步骤：

1. **打开STEP 7-Micro/WIN**：启动STEP 7-Micro/WIN软件，并加载对应的PLC项目。
2. **设置通讯参数**：在软件的通讯选项中设置与硬件连接相匹配的参数，例如选择正确的通信接口，设置适当的波特率和数据位等。
3. **选择设备**：在通讯界面中选择将要通讯的HMI或其他设备。