现场总线与PLC网络通信图解项目化教程

本书以SIMATIC S7-200与S7-300PLC为样机，从工程应用角度出发，以项目为载体，突出实践性，主要介绍：1. 认识现场总线与工业网络。2. 现场总线PROFIBUS。3. 工业以太网技术。4. 工业网络PPI与MPI通信。全书共 21个项目，项目内容丰富，选取典型、步骤详细、图文并茂、标注清晰、深入浅出、注重工程思维，适合初学者学习。

目录
篇 认识现场总线与PLC网络通信 5
项目1 认识现场总线 6
1.1 项目要求及学习目标 6
1.2 相关知识 6
1.2.1 现场总线定义 6
1.2.2 现场总线的本质 6
1.2.3 现场总线网络的实现 7
1.2.4 现场总线结构特点 8
1.2.5 现场总线的技术特点 9
1.2.6 现场总线的优点 10
1.2.7 现场总线的现状 10
1.2.8 现场总线的发展方向 11
1.2.9 几种流行现场总线简介 12
1.3 项目解决步骤 14
1.4 巩固练习 14
项目2 认识PLC网络通信 15
2.1 项目要求及学习目标 15
2.2 相关知识 15
2.2.1  PLC网络通信基本知识 15
2.2.2  工业控制网络拓扑结构与控制方法 18
2.2.3  OSI参考模型 20
2.2.4  PLC 网络专业术语 23
2.3 项目解决步骤 26
2.4 巩固练习 26
第二篇 PROFIBUS通信 27
项目4 两台S7-300PLC之间 PROFIBUS-DP不打包通信 27
4.1  项目要求 27
4.2  学习目标 27
4.3  相关知识（不打包通信） 27
4.4  项目解决步骤 28
4.5  巩固练习 49
项目5 多台S7-300PLC之间PROFIBUS-DP不打包通信 51
5.1 项目要求 51
5.2 学习目标 51
5.3 项目解决步骤 51
5.4 巩固练习 83
项目6 一主二从S7-300PLC之间PROFIBUS-DP DX通信 84
6.1 项目要求 84
6.2 学习目标 84
6.3 相关知识（PROFIBUS-DP DX通信简介） 84
6.3 项目解决步骤 84
6.4 巩固练习 113
项目7 两台S7-300PLC之间 PROFIBUS-DP打包通信 114
7.1  项目要求 114
7.2  学习目标 114
7.3  相关知识 114
7.3.1  SFC15指令应用 114
7.3.2  SFC14指令应用 115
7.4  项目解决步骤 115
7.5  巩固练习 135
项目8 S7-300与S7-200PLC之间PROFIBUS-DP通信 137
8.1 项目要求 137
8.2 学习目标 137
8.3 相关知识 137
8.3.1  S7-300与S7-200 DP通信简介 137
8.3.2  EM277模块应用 137
8.4 项目解决步骤 138
8.5 巩固练习 149
项目11S7-300PLC与变频器MM420之间PROFIBUS-DP通信 151
11.1 项目要求 151
11.2 学习目标 151
11.3 相关知识 151
11.3.1 MM420周期性数据通信报文 151
11.3.2  PROFIBUS通信模板 152
11.4 项目解决步骤 152
11.5 巩固练习 163
第四篇  MPI通信 164
项目16 两台S7-300PLC之间的全局数据MPI通信 164
16.1 项目要求 164
16.2 学习目标 164
16.3 相关知识 164
16.3.1  MPI通信简介 164
16.3.2  MPI通信的三种方式（全局数据、双边、单边） 165
16.3.3  全局数据通信 165
16.4 项目解决步骤 166
16.5 巩固练习 187
项目17 两台S7-300PLC之间的无组态双边MPI通信 188
17.1 项目要求 188
17.2 学习目标 188
17.3 相关知识 188
17.3.1  SFC65（X-SEND）发送数据指令 188
17.3.2  SFC66（X-RCV）接收数据指令 190
17.3.3  SFC69（X-ABORT）中止连接指令 191
17.4 项目解决步骤 192
17.5 巩固练习 208
项目18 S7-300与S7-200PLC之间无组态单边MPI通信 210
18.1 项目要求 210
18.2 学习目标 210
18.3 相关知识 210
18.3.1  SFC 68（X_PUT）发送数据指令 210
18.3.2  SFC 67（X_GET）读取数据指令 212
18.4 项目解决步骤 214
18.5 项目解决方法拓展 222
18.6 巩固练习 222
第五篇  PPI通信 223
项目19 两台S7-200PLC之间的PPI通信 223
19.1 项目要求 223
19.2 学习目标 223
19.3 相关知识 223
19.3.1  通信类型与连接方式 223
19.3.2  PPI（Point to Point Interface）协议 223
19.3.3  通信端口 224
19.4 项目解决步骤 224
19.5 巩固练习 237
项目20 多台S7-200PLC之间的PPI通信 239
20.1 项目要求 239
20.2 学习目标 239
20.3 项目解决步骤 239
20.4 巩固练习 251
第六篇  USS通信 252
项目21  S7-200PLC与变频器MM420之间USS通信 252
21.1 项目要求 252
21.3 相关知识 252
21.3.1 初始化指令USS-INIT 252
21.3.2 控制指令USS-CTRL 253
21.4 项目解决步骤 255
21.5 巩固练习 260
参考文献 261

前言
在我国现代工业应用中，现场总线与PLC网络通信已经深入到工业自动化的各个层次当中，网络的应用无处不在。已经成为当今自动化应用中的重要内容，并且也是未来的发展方向。
因西门子S7-300与S7-200PLC被广泛使用，所有本书选择以它们为样机。如何高效轻松地学习现场总线与PLC网络通信技术已成为很多学习者面临的迫切问题。
编者作为高校教师，经过多年教学实践发现，以项目化方式讲解西门子现场总线与PLC网络通信技术，课堂学习达成度高，技术掌握有针对性，随学随用，效果甚佳。编者还发现，有关现场总线与PLC网络通信的学习用书中，以项目化统领知识、按步骤化讲解、图解上加标注形式的教材很少，这给实际教学和自学带来很大不便。鉴于此，编者决定选取典型项目，按步骤操作，以图解加标注的方式，进行本书的编写。
本书从技术应用能力要求和实际工作的需求出发，在结构和组织方面大胆突破，根据项目提取学习目标，通过设计不同的项目，巧妙地将知识点和技能训练融于各个项目中。每一篇中的项目按照知识点与技能要求循序渐进，由简单到复杂进行编排，每个项目均通过“项目要求”、“学习目标”、“相关知识”、“项目解决步骤”、“巩固练习”等环节详解项目知识点和操作步骤。相关知识学习与技能提高贯穿于整个项目之中，真正实现了“知能合一”的学习效果。
与同类学习用书相比具有以下创新点：
1.选取典型项目，项目化讲解，强调技术应用
本书内容全部根据知识目标和能力目标，精选典型项目进行讲解。具有可操作性，强调应用能力训练。
2.项目解决步骤采用图片讲解，标注详细，直观易学
本书强调动手实践，学习者首先理解项目要求，学习相关知识，然后按照项目解决步骤操作，步骤详细，操作性强，从而达成学习目标。步骤讲解以图片解说形式呈现，编者在图片上还进行了详细文字标注与箭头指示，使学习者一目了然，学习变得容易，这一方式可以变枯燥地学为有兴趣地学。学生一边看书一边用STEP7编程软件、STEP7-Micro/WIN 软件及S7-300、S7-200 PLC等进行操作，能轻松快速掌握现场总线与PLC网络通信基本应用技术。
3.从简单到复杂，符合认知规律
本书在每篇中编排项目时，注重循序渐进，从易到难，符合认知规律。
4.知识与技能有机结合
本书遵循“学中做，做中学”的讲解思路，按照项目解决步骤详解整个实践操作过程，还将相关知识、注意事项等穿插整本书中，使知识与技能有机结合。
如果作为教材使用，全书安排建议69学时，教师可以采用“做中教、做中学”教学方法。各个学校可以结合自己的实际情况进行学时调整与内容删减。以下标有选学的项目，教师根据学校情况可以不讲,选学项目作为知识拓展，学生可以自学。
项目名称 讲授与实践学时 备注
项目1 认识现场总线 1～2 
项目2 认识PLC网络通信 1～2 
项目3 认识PROFIBUS 1～3 
项目4 两台S7-300PLC之间 PROFIBUS-DP不打包通信 3～4 
项目5 多台S7-300PLC之间PROFIBUS-DP不打包通信 3～4 
项目6 一主二从S7-300PLC之间PROFIBUS-DP DX通信 3～4 
项目7两台S7-300PLC之间 PROFIBUS-DP打包通信 3～4 
项目8 S7-300与S7-200PLC之间PROFIBUS-DP通信 3～4 
项目9 CP342-5作为从站PROFIBUS-DP通信 3～4 选学
项目10 CP342-5作为主站PROFIBUS-DP通信 3～4 选学
项目11S7-300PLC与ET200M之间的PROFIBUS-DP通信 2～3 选学
项目12S7-300PLC与变频器MM420之间PROFIBUS-DP通信 3～4 选学
项目13认识工业以太网  1～2 
项目14两台S7-200PLC之间的以太网通信 2～4 
项目15 S7-300与 S7-200 PLC之间的以太网通信 2～4 选学
项目16两台S7-300PLC之间TCP连接以太网通信 2～4 选学
项目17两台S7-300PLC之间S7连接以太网通信 2～4 
项目18 多台S7-300PLC之间S7连接以太网通信 2～4 
项目19S7-300PLC与ET200S的PROFINET通信 2～3 选学
项目20 两台S7-300PLC之间的全局数据MPI通信 2～4 
项目21 两台S7-300PLC之间的无组态双边MPI通信 2～4 
项目22 S7-300与S7-200PLC之间无组态单边MPI通信 2～4 
项目23 两台S7-200PLC之间的PPI通信 2～4 
项目24 多台S7-200PLC之间的PPI通信 2～4 
项目25  S7-200PLC与变频器MM420之间USS通信 2～5 选学
总学时 57～96 
本书可作为高等职业技术学院和各类职业技术学校电气自动化、过程自动化、机电一体化、工业机器人、应用电子及机电维修等专业的教材，也可作为成人教育、社会技能培训班及企业培训教材，还可作为从事西门子现场总线与PLC网络通信技术工作的工程技术人员自学用书。
由于编者水平有限，书中难免有错漏之处，恳请广大读者批评指正。对本书的意见和建议请发本人电子邮箱。

 编者：郑长山