2.4.2 西门子串口通信协议

1.S7-200串口协议

S7-200串口支持的协议有：PPI协议，MPI协议，自由协议，USS协议及ModbusRTU协议。

（1）PPI协议

PPI协议是西门子专为S7-200串口网络开发的主从协议。基于Profibus标准，并支持总线型与星形拓扑结构。可通过RS-232或USB接口进行数据传输。数据传输速率为1.2kbit/s～115.2kbit/s。其总线访问方法使用令牌传递规程。可以使用RS-485中继器扩展PPI网络。还可以将调制解调器连接至PPI网络。

PPI是一种主-从协议：通信由主站发起，从站响应。主站可以与任何从站进行通信。从站只能根据主站要求做好应答。PPI并不限制与任意一个从站通信的主站数量，但是在一个网络中，主站的个数不能超过32。

主站设备为运行STEP7 Micro/WIN编程软件的计算机，或HMI设备（触摸面板、文本显示或操作员面板）。从站设备为S7-200PLC。

如果使能PPI主站模式，S7-200 CPU也可作为主站，可以使用网络读指令写指令来读写另外一个S7-200。这也称为建立一个设备与设备之间的逻辑连接。这时，PPI应设定为使用高级PPI协议。但是这个逻辑连接的个数是有限制的。S7-200支持的连接个数见表2-13。

表2-13 S7-200CPU和EM277模块的连接个数

当S7-200作PPI主站时，它仍然可以作为从站响应其他主站的请求。

PPI协议是西门子内部协议，没有公开。但部分内容已被破解。此外，西门子还提供OPC（PC Access）服务软件。计算机运行它的服务程序，可直接与PLC通信。用户的应用程序可调拥有关控件与此服务程序交换数据。这也可间接实现与PLC通信。

（2）自由协议

是建立在RS-485半双工硬件基础上的串行通信功能，其字节传输格式可以设置。一般为：一个起始位、7位或8位数据、一个可选的奇偶校验位、一个停止位。凡是支持这个格式的通信对象，一般都可以与S7-200通信。使用自由协议，通信双方的约定完全由通信对象，或者用户确定。(https://www.daowen.com)

使用自由协议，还可利用相关的指令库，按指令库定义的协议通信。如USS指令库定义的为USS（Universal Serial Interface，通用串行通信接口）协议；再如ModbusRTU指令库定义的为Modbus协议。使用这些指令库的方法是使用前先添加指令库，然后再调用，等等。

这里的USS协议是西门子专为驱动装置开发的通信协议。其基本特点为：支持多点通信（因而可以应用在RS-485等网络上）；采用单主站的“主—从”访问机制；一个网络上最多可以有32个站点（最多31个从站）；简单可靠的报文格式，使数据传输灵活高效；容易实现，成本较低。这个协议可用于S7-200与西门子变频器（MM4系列、SINAMICSG110和老的MM3系列）通信。而这里的ModbusRTU协议通信，则是Modbus公司开发的，用于PLC与执行此协议的外设通信。

2.S2-300/400串口协议

（1）MPI协议

MPI协议是西门子专为S7-300、400串口网络开发的。此网络站点除了计算机、西门子编程器，PLC主要是S7-300、400。如果要与S2-200 PLC通信，也可使用这个协议。但这时S2-200只能作为从站。

MPI协议也是西门子内部协议，也没有公开。但西门子还提供通信服务软件Prodave。计算机运行这个服务软件，可生成Windows Api函数。用户的应用程序可调这个函数，即可与PLC通信。

（2）其他协议

西门子S7-300/400的PtP接口或模块还有多种可供选用的通信协议，如RK512、3964（R）以及ASCII及用户指定的协议（可重新装载）等。

3964（R）涵盖物理层与链路层。主要用在西门子S5系列机或第三方部件上，现在很少使用。

ASCII协议（采用起始和结束字符或带校验字符）为简单的，用以连接到外部系统的协议。还可通过用户程序查询和控制接口的握手信号。

RK 512涵盖物理层、链路层与传输层。3964（R）用于连接计算机。

用户协议可按需要使用。要使用哪个，就安装哪个协议驱动及使用哪个专项驱动特性。如CP341，可装载的通信驱动软件，Modbus协议RTU格式（主站）或Modbus协议RTU格式（从站），也可执行AllenBradley DF1（美国ABPLC公司串口通信）协议。