S7-200 SMART PLC通信端口详解与连接方式指南

西门子S7-200 SMART系列可编程逻辑控制器（PLC）以其紧凑的设计、强大的功能和便捷的通信能力，在小型自动化项目中得到了广泛应用。其通信系统是实现设备互联、数据交换和远程监控的核心。本文将详细介绍S7-200 SMART的通信端口类型及其与各种通讯设备的连接方式。

一、S7-200 SMART 主要通信端口

S7-200 SMART CPU模块通常集成了两种类型的通信端口，具体型号可能略有差异，但主流配置如下：

1. 以太网通信端口（RJ45接口）：

• 标准配置：绝大多数S7-200 SMART CPU都集成了一个以太网端口。

• 协议支持：支持西门子S7协议、TCP/IP协议、UDP协议、Modbus TCP协议等。

• 主要功能：

• 编程与调试：通过STEP 7-Micro/WIN SMART编程软件，直接使用网线连接电脑进行程序上传、下载和在线监控。

• HMI连接：与西门子SMART LINE触摸屏、精智面板及其他支持以太网的HMI直接通信。

• PLC间通信：通过以太网实现S7-200 SMART PLC之间的数据交换（PUT/GET指令）。

• 与上位机通信：与PC上位机软件（如组态王、WinCC等）通过TCP/IP或S7协议进行数据交互。

• 远程访问：结合路由器等设备，可实现远程编程与诊断（需注意网络安全）。

1. RS485串行通信端口（9针D型接口）：

• 物理接口：一个标准的RS485端口，通常标记为“PORT0”。

• 协议支持：这是一个多协议端口，可通过软件配置为不同的协议模式。

• PPI协议：用于与旧版STEP 7-Micro/WIN编程软件通信（非主要方式，以太网更常用）。

• Modbus RTU协议：作为主站或从站，连接支持Modbus RTU的第三方设备，如变频器、仪表、传感器等。这是其最常用的串行通信功能。

• USS协议：专用于与西门子变频器（如MM4系列、G120等）进行通信。

• 自由口通信：用户可根据自定义协议（ASCII或十六进制）编写程序，与任何具有串行接口的设备通信，灵活性极高。

二、与各类通讯设备的连接方式

1. 与编程计算机（PC）连接

* 首选方式 - 以太网直连：
使用标准网线（直连线或交叉线均可，现代网卡大多支持自动翻转），一端连接PLC的RJ45口，另一端连接电脑的网口。在编程软件中设置PC的IP地址与PLC的IP地址在同一网段，即可通过“通信”对话框搜索并连接PLC。

* 备用方式 - RS485/PPI连接：
使用PC/PPI编程电缆（如RS232转PPI电缆或USB转PPI电缆），连接电脑的串口/USB口和PLC的PORT0。这种方式速度较慢，通常在无法使用以太网时作为备用。

2. 与人机界面（HMI）连接

* 以太网连接：
这是最主流和高效的连接方式。使用网线将HMI的以太网口与PLC的以太网口连接至同一交换机，或在小型系统中直连。在HMI组态软件（如WinCC Flexible或博途）中，选择通信驱动为“S7-200 SMART over Ethernet”，并正确设置PLC的IP地址和机架/插槽号（通常为0）。

* RS485/PPI连接：
对于仅支持串口通信的旧款HMI，可以使用PPI通信。使用标准的RS485通信电缆连接HMI的COM口和PLC的PORT0，并在HMI侧选择“S7-200 PPI”驱动并设置正确的站地址和波特率。

3. 与变频器、仪表等第三方设备连接

* Modbus RTU连接：
将PLC的PORT0配置为Modbus RTU主站。使用屏蔽双绞线连接PLC PORT0的引脚（3+， 8-）与从站设备的RS485接口（A+， B-）。必须在软件中使用MBUSCTRL指令初始化端口，并使用MBUSMSG指令发起读写请求。注意终端电阻和共地问题。

* USS协议连接：
专用于西门子变频器。连接方式与Modbus RTU物理接线相同。在PLC程序中调用USS协议库指令进行控制和状态读取。

4. 多台S7-200 SMART PLC之间互联

* 以太网通信（推荐）：
将所有PLC的以太网口连接到同一局域网交换机。在一台PLC（客户端）的程序中使用PUT（发送）和GET（读取）指令，指定对方PLC（服务器）的IP地址及要交换的数据区（V区），即可实现高效的数据交换。

* RS485网络（PPI）：
可通过RS485总线将多台PLC的PORT0连接起来，构成一个PPI网络，设置不同的站地址，使用NETR/NETW指令进行通信。这种方式已逐渐被以太网取代。

三、与注意事项

S7-200 SMART的通信设计充分体现了易用性与灵活性的结合。以太网端口是编程、HMI连接和PLC间通信的高速主干道；而RS485端口则是连接广泛工业串行设备的多功能桥梁。

在实际配置和接线时，请注意：

1. 确保通信双方的物理层参数（如波特率、数据位、停止位、校验位）和协议参数（如站地址、IP地址、子网掩码）设置一致。
2. RS485网络布线应使用屏蔽双绞线，并在网络的首尾端连接终端电阻（通常为120Ω），以提高通信稳定性。
3. 正确设置PLC的IP地址，避免网络冲突。
4. 使用自由口通信时，用户需自行确保通信协议的可靠性。

通过合理利用这些通信端口和连接方式，S7-200 SMART能够轻松融入各类自动化系统，构建稳定高效的数据通信网络。