S7-200 SMART 通信端口以及連接方式

每個 S7-200 SMART CPU 都提供一個以太網端口和一個 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 STEP 7-Micro/WIN SMART 軟件組態為 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 STEP 7-Micro/WIN SMART 軟件組態為 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 SB CM01 信號板為 RS485通信端口或者RS232通信端口的過程如圖 1. SB CM01 信號板組態過程所示。

圖1. SB CM01 信號板組態過程

EM DP01通訊端口引腳分配

EM DP01 上的 RS485 串行通信接口是一個 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。

以太網端口連接

S7-200 SMART CPU 的以太網端口有兩種網絡連接方法：直接連接和網絡連接。

直接連接 ：

當一個 S7-200 SMART CPU 與一個編程設備、 HMI 或者另外一個 S7-200 SMART CPU 通信時，實現的是直接連接。直接連接不需要使用交換機，使用網線直接連接兩個設備即可，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

網絡連接 ：

當兩個以上的通信設備進行通信時，需要使用交換機來實現網絡連接。可以使用導軌安裝的西門子 CSM1277 4端口交換機來連接多個 CPU 和 HMI 設備，如圖 3. 多個通信設備的網絡連接所示。

圖 4.多個通信設備的網絡連接

RS485 網絡連接

RS485 網絡的傳輸距離和波特率

RS485 網絡為采用屏蔽雙絞線電纜的線性總線網絡，總線兩端需要終端電阻。RS485 網絡允許每一個網段的最大通信節點數為 32 個，允許的最大電纜長度則由通信端口是否隔離以及通信波特率大小等兩個因素所決定，見表 3. RS485 網段電纜的最大長度所示。
表 3. RS485 網段電纜的最大長度

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，該距離為網段中第一個通信節點到最后一個節點的距離。如果網絡中的通信節點數大于 32 個或者通信距離大于 50m 則需要添加 RS485 中繼器拓展網絡連接。
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，與網段中其它節點通信時需要做好參考點電位的等電位連接或者使用 RS485 中繼器為網絡提供隔離。參考點電位不同的節點通信時可能會導致通信錯誤或者端口燒壞。
● S7-200 SAMRT CPU 與其它節點聯網時，可以將 CPU 模塊右下角的傳感器電源的 M 端與其它節點通信端口的 0V 參考點連接起來做到等電位連接。

RS485 中繼器

RS485 中繼器可用于延長網絡距離，電氣隔離不同網段以及增加通信節點數量。中繼器的作用如下：
1.延長網絡距離：
網絡中添加中繼器允許將網絡再延長 50m ，如果兩臺中繼器連接在一起，中間無其它節點，則可將網絡延長 1000m ，一個網絡中最多可以使用 9 個西門子中繼器。如圖 4. 使用 RS485 中繼器拓展網絡所示。

圖 5. 使用 RS485 中繼器拓展網絡

2.電氣隔離不同網段：
隔離網絡可以使參考點電位不相同的網段相互隔離，從而確保通信傳輸質量。

3.增加網絡設備：
在一個 RS485 網段中，最多可以連接 32 個通信節點。使用中繼器可以向網絡中拓展一個網段，可以再連接 32 個通信節點，但是中繼器本身也占用一個通信節點位置，所以拓展的網段只能再連接 31 個通信節點。

RS485 網絡連接器

西門子提供了兩種類型的 RS485 網絡連接器（如圖 5. RS485網絡連接器所示），可使用它們輕松地將多臺通信節點連接到通信網絡上。一種是標準型網絡連接器，另一種則增加了可編程接口。帶有可編程接口的網絡連接器可以將 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網絡連接器
網絡連接器上兩組連接端子，用于連接輸入電纜和輸出電纜。網絡連接器上具有終端和偏置電阻的選擇開關，網絡兩端的通信節點必須將網絡連接器的選擇開關設置為 On ，網絡中間的通信節點需要將選擇開關設置為 Off 。典型的網絡連接器終端電阻和偏置電阻接線如表 4. 網絡連接器終端和偏置電阻所示。
表 4. 網絡連接器終端和偏置電阻

使用 SB CM01 信號板可用于連接 RS485 網絡，當信號板為終端通信節點時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圖所示。

圖 7. SB CM01 信號板終端和偏置電阻接線
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。信號傳輸到網絡末端時，如果電纜阻抗很小或者沒有阻抗的話，在這個地方就會引起信號反射。消除這種反射的方法，就是在網絡的兩端端接一個與電纜的特性阻抗相同的終端電阻，使電纜阻抗連續。
● 當網絡上沒有通信節點發送數據時，網絡總線處于空閑狀態，增加偏置電阻可使總線上有一個確定的空閑電位，保證了邏輯信號 “0”、“1” 的穩定性。

RS232 連接

RS232 網絡為兩臺設備之間的點對點連接，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 信號板通過組態可以設置為 RS232 通信端口，典型的 RS232 接線方式如圖 7. SB CM01 信號板 RS232 連接圖所示。

圖 8. SB CM01 信號板 RS232 連接

RS-485網絡連接器

在S7-200 SMART系統中，無論是組成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網絡連接器：網絡連接器也有多種形式，如出線角度不同等等

連接網絡連接器

A. 電纜和剝線器。使用FC技術不用剝出裸露的銅線。

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

B. 打開PROFIBUS網絡連接器。首先打開電纜張力釋放壓塊，然后掀開芯線鎖。

圖2. 打開的PROFIBUS連接器

C. 去除PROFIBUS電纜芯線外的保護層，將芯線按照相應的顏色標記插入芯線鎖，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。

網絡連接器

網絡連接器主要分為兩種類型：帶和不帶編程口的。不帶編程口的插頭用于一般聯網，帶編程口的插頭可以在聯網的同時仍然提供一個編程連接端口，用于編程或者連接HMI等。

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

線型網絡結構

通過PROFIBUS電纜連接網絡插頭，構成總線型網絡結構。

圖5. 總線型網絡連接

在上圖中，網絡連接器A、B、C分別插到三個通信站點的通信口上；電纜a把插頭A和B連接起來，電纜b連接插頭B和C。線型結構可以照此擴展。

注意圓圈內的"終端電阻"開關設置。網絡終端的插頭，其終端電阻開關必須放在"ON"的位置；中間站點的插頭其終端電阻開關應放在"OFF"位置。