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自由口模式下PLC与计算机的通信

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自由口模式下PLC与计算机的通信
   相关品牌: 西门子
   相关产品: PLC
   更新时间: 2007/6/5 14:12:10
   点击次数: 393
 
概述
----本例说明如何以自由协议实现计算机与S7-200的通信,计算机作为主站,可以实现对PLC从站各寄存器的读/写操作。
----计算机通过COM口发送指令到PLC的PORT0(或PORT1)口,PLC通过RCV接收指令,然后对指令进行译码,译码后调用相应的读/写子程序实现指令要求的操作,并返回指令执行的状态信息。

 通信协议
----在自由口模式下,通信协议是由用户定义的。用户可以用梯形图程序调用接收中断、发送中断、发送指令(XMT)、接受指令(RCV)来控制通信操作。在自由口模式下,通信协议完全由梯形图程序控制。

 指令格式定义

  • 计算机每次发送一个33字节长的指令来实现一次读/写操作,指令格式见表1 说明:
    1. 起始字符
      ----起始字符标志着指令的开始,在本例中被定义为ASCII码的"g",不同的PLC从站可以定义不同的起始字符以接收真对该PLC的指令。
    2. 指令类型
      ----该字节用来标志指令的类型,在本例中05H代表读操作,06H代表写操作。
    3. 目标PLC站地址
      ----目标PLC站地址占用指令的B2、B3两个字节,以十六进制ASCII码的格式表示目标PLC的站地址。
    4. 目标寄存器地址
      ----在PLC内部可以用4个字节来表示一个寄存器的地址(但不能表示一个位地址)。前两个字节表示寄存器类型,后两个字节表示寄存器号。
      00 00(H):   I寄存器区
      01 00(H):   Q寄存器区
      02 00(H):   M寄存器区
      08 00(H):   V寄存器区

      例如:
      IB000的地址可表示为   00 00 00 00(H)
      VB100的地址可表示为   08 00 00 64(H)
    5. 读/写字节数M
      ----当读命令时,始终读回从目标寄存器开始的连续8个字节的数据(转换为十六进制ASCII码后占用16个字节),可以根据自己的需要取用,M可以任意写入。
      ----当写命令时,M表示的是要写入数据的十六进制ASCII码所占用的字节数。例如要写入1个字节的数据,数据在指令中以十六进制ASCII码表示,它将占用2个字节,此时应向M中写入"02"。同理,如果要写入5个字节的数据,M中应写入"0A"。
    6. 要写入的数据
      ----要写入的数据在指令中以十六进制ASCII码的格式表示,占用指令的B14-B29共16个字节。数据区必须填满,但只有前M个字节的数据会被写入目标寄存器。一条指令最多可以写入8个字节的数据(此时M中应写入"10",代表十进制的16)
    7. BCC校验码
      ----在传输过程中,指令有可能受到任何的干扰而使原来的数据信号发生扭曲,此时的指令当然是错误的,为了侦测指令在传输过程中发生的错误,接收方必须对指令作进一步的确认工作,以防止错误的指令被执行,最简单的方法就是使用校验码。BCC校验码的方法就是将要传送的字符串的ASCII码以字节为单位作异或和,并将此异或和作为指令的一部分传送出去;同样地,接收方在接到指令后,以相同的方式对接收到的字符串作异或和,并与传送方所送过来的值作对比,若其值相等,则代表接收到的指令是正确的,反之则是错误的。
      ----在本例中,bcc为指令B1到B29的异或和,BCC为bcc的十六进制ASCII码。
      ----bcc=B1 xor B2 xor B3 xor B4 xor …… xor B29
    8. 结束字符
      ----结束字符标志着指令的结束,在本例中被定义为ASCII码的"G",不同的PLC从站可以定义不同的结束字符以接收真对该PLC的指令。
  • PLC在接到上位机指令后,将发送一个21字节长反馈信息,格式见表2
    说明:
    1. 起始字符
      ----起始字符标志着反馈信息的开始,在本例中被定义为ASCII码的"g",不同的PLC从站可以定义不同的起始字符,这样上位机可以根据信息的起始字符来判断反馈信息的来源。
    2. 状态信息
      ----该字节包含指令执行的状态信息,在本例中
      01H   代表   读取正确
      02H   代表   写入正确
      03H   代表   BCC校验码错误
      04H   代表   指令不合法
    3. 数据区
      ----反馈信息的B3到B18为读指令所要读取的数据,以十六进制ASCII码表示。
    4. BCC校验码
      ----与上位机指令中的BCC校验码类似,它是反馈信息B3到B18的异或和。
    5. 结束字符
      ----结束字符标志着反馈信息的结束,在本例中被定义为26H。

 指令中为何要使用ASCII码
----一条指令除包含数据外,还包含必要的控制字(起始字符、结束字符、指令类型等)。如果指令中的数据直接以其原本的形式传输,则不可避免的会与指令中的控制字发生混淆。
----例如本例中,指令的起始字符为"g",其ASCII码值为67H,结束字符为"G",其ASCII码值为47H。假设要写入的数据中也有47H,并且数据直接以其原本的形式传输,则PLC会因为接收到了数据中的47H而停止接收,这样PLC接收到的指令将是一个不完整的非法指令,很可能造成PLC的误动作。
----为了避免这种情况的发生,可以用文本来传送二进制数据。通过以16进制ASCII码的格式描述数据,每个二进制的字节都可以表示成一对ASCII编码,这对编码表示这个字节的两个16进制字符。这种格式可以表示任何的数值,仅仅使用ASCII代码的30H到39H(表示0到9)和41H到46H(表示A到F)。ASCII码的其余部分可以用作控制字(起始标志、结束标志、指令类型等)。这样,数据中的47H以ASCII码的形式进行传送就变成了34H 37H 两个字节,从而避免了PLC因接收到数据中的47H而停止接收的错误。

表1 上位机指令格式
Byte0 起始字符
Byte1 指令类型(读/写)
Byte2 目标PLC站地址(十六进制ASCII码)
Byte3
Byte4 目标寄存器地址(十六进制ASCII码)
Byte5
Byte6
Byte7
Byte8
Byte9
Byte10
Byte11
Byte12 读/写字节数M(十六进制ASCII码)
Byte13
Byte14 要写入的数据(十六进制ASCII码)
Byte15
Byte16
Byte17
Byte18
Byte19


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