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S7-200PLC的自由口通信工程应用

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S7-200PLC的自由口通信工程应用

笫1章S7-200 PLC的自由口通信工程应用

本章由浅到深循序渐进地例举了S7-200 PLC自由口通信的三个工程应用实例。分别从任务描述、任务剖析、解决方案、实施步骤和常见故障及排故方法这五个方面进行了描述。第一个实例“智能立体车库系统中IC卡的应用”讲述了S7-200 PLC的自由口通信的只读功能实现方法，第二个实例“RFID在

AGV(Automated Guided Vehicle)中的应用”讲述了S7-200

PLC的自由口通信的读写功能实现方法，第三个实例“S7-200 PLC在无线通信上的应用”讲述了S7-200 PLC 的自由口通过自定义通信协议实现一对多的无线通信功能。

1.1智能立体车库系统中IC卡的应用

1.1.1 任务描述

智能立体车库系统要求采用刷卡方式完成车辆自动出入立体车库。当司机刷卡并设定密码后，卡信息与车辆进行绑定，车辆将自动进入车库相应的车位，当司机想取出车辆时，司机只需刷卡并通过密码验证，系统将自动从车库中寻找该卡对应的车辆并将车取出到车库。其中控制车辆进出的控制器采用西门子S7 - 200 系列CPU226 型可编程控制器来实现。

1.1.2 任务剖析

智能立体车库要求采用刷卡方式作为车辆出入立体车库的凭证，这就要求控制系统能读出卡上的信息，利用卡的信息作为身份识别把卡和车辆绑定起来。选用在弱电系统中作为门禁或停车场系统使用者身份识别的ID卡就能满足要求。ID卡全称为身份识别卡（Identification Card），是一种只读的感应卡，每张ID卡有一个全球唯一的芯片编码。它靠读卡器设备感应供电并读出存储在芯片EEPROM中的唯一卡号，该卡号在封卡前一次写入，封卡后不能更改，该ID卡完全能满足车辆身份识别的要求。同时S7-200 PLC的自由口通信能实现通过读卡器设备读出卡上信息从而完成车辆身份识别的功能。

1.1.3 解决方案

该任务实现的关键是要求S7-200 PLC能读出ID卡的信息，考虑到大多数的ID读卡器设备提供了与电脑直接通信的RS232通信方式，而S7-200 CPU的通信口电气上是标准的RS-485半双工串行通信口，因此硬件上需要通过RS-232到RS485转换器把ID读卡器设备连接到S7-200 CPU的通信口上，由于PC/PPI电缆本质上就是RS-232到RS485的转换，所以也可以通过PC/PPI电缆把ID读卡器设备连接到S7-200 CPU的通信口上。软件上则需要通过编程把S7-200 CPU

通信口缺省的PPI通信设置成自由口通信，通过对S7-200 PLC进行自由口通信来读取ID卡号。

1.1.4 实施步骤

1、了解所选读卡器和ID卡的技术参数

本实例中选用的读卡器为纽贝尔CHD603B，通信方式为RS232，USB口供电。工作环境：温度-10～50℃、相对湿度5～95%。电压：额定值12V/范围值12V-18V；电流：静态30mA-40mA/动态60mA-70mA。通信速率：9600BPS。8个数据位, 无校验位。ID卡上能读出的信息为19位字符。如下图所示。

2、连接读卡器设备和S7-200 PLC

因为纽贝尔CHD603B读卡器通信方式为RS232, 而S7-200 CPU的通信端口是RS485接口，所以需要通过RS-232转RS485接口转换器或S7-200 PLC的编程电缆PC/PPI电缆把读卡器设备连接到S7-200

CPU的通信端口Port 0上，同时通过USB接头外接12V电源给读写器设备供电。

3、对S7-200 PLC的通信端口进行自由口通信编程

1)设置自由口控制寄存器SMB30（口0）或SMB130（口1）

自由口控制寄存器各位的定义如下：

本实例中读卡器设备连接到S7-200 CPU的通信端口Port 0上, 通信速率：9600BPS，8个数据位, 无校验位。对照上表应设置控制字SMB30，相应各位的设置如下： 7 0 pp=00 不校验 d=0 8位/字符 bbb=010 9600波特 mm=01 自由口协议由此可见SMB30应该设置为9。

2) 设置接收信息控制寄存器SMB87

接收信息控制寄存器各位的定义如下：

本实例中允许接收信息，无信息起始位（即忽略SMB88），结束字符是ASCII 码13（即使用SMB89并设置成“16#0D”），使用SMW90检测空闲状态，定时器使用内部字符定时器，忽略SMW92。对照上表设置控制字SMB87，相应各位的设置如下：

7 0 使用SMB89作为结束信息忽略SMW92

由此可见SMB87应该设置为16#D0。

3) 按照步骤2中的说明设置相关特殊内存寄存器

SMB89设置成结束字符“16#0D”；

SMW90设置成检测空闲时间5（即空闲时间超过5ms后收到的第一个字

符是新信息的开始）；

SMB94设置成最大接收字符数20。

4) 用ENI指令启用所有中断

5) 用ATCH指令将接收信息完成中断（即事件号23）与中断处理程序相关联

6) 用RCV指令指定端口接收的信息存储在指定的数据缓冲区中

7) 在中断处理程序中把接收到的信息存到相应的内存单元中

1.1.5 常见故障及排故方法

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S7-200 SMART PLC串口通信说明(图文并茂)

S7-200 SMART PLC串口通信说明(图文并茂)

S7-200 SMART 串口通信简介

S7-200 SMART 支持的串口通信硬件及连接资源如表 1所示：

注意：1. PPI 模式只支持 S7-200 SMART CPU 与 HMI 设备之间的通信；

2. 通信信号板的工作模式（RS485/RS232）是由用户决定的，可以在 Micro/WIN

SMART 中通过设置系统块来设置。

详细设置方法见：如何设置串口通信参数

通信端口定义

1.S7-200 SMART CPU 本体集成 RS485 端口 （端口 0）

表 2. S7-200 SMART CPU 本体集成 RS485 端口引脚定义

2.通信信号板

表 1.S7-200 SMART 串口参数

CPU 本体集成通讯口通信信号板（SB CM01）

通讯口类型RS485RS485RS232

支持的通信协议PPI / 自由口 / MODBUS / USS

波特率PPI （9600,19

200,187500 b/s）

自由口（1200,115200 b/s）

连接资源每个通信口可连接 4 个 HMI 设备

CPU插座(9针母头)引脚号信号Port0（端口0）引脚定义

1屏蔽机壳接地

224V返回逻辑地（24V公共端）

3RS-485信号 BRS-485信号 B

4发送请求RTS（TTL）

55V返回逻辑地（5V公共端）

6＋5V＋5V，通过100 Ohm电阻

7＋24V＋24V

8RS-485信号 A RS-485信号 A

9不用10位协议选择（输入）

金属壳屏蔽机壳接地

表 3.通信信号板（Port 1）引脚定义

通信信号板（SB CM01）引脚标记RS485RS232

机壳接地机壳接地

TX/BRS485-BRS232-Tx

RTSRTS(TTL)RTS(TTL)

M逻辑公共端逻辑公共端

RX/ARS485-ARS232-RxPage 1 of 19串口通信

2012-12-22file://D:\TEMP\~

【电气工控自动化】S7-200 SMART与V20变频器进行自由口通信

【电气工控自动化】S7-200 SMART与V20变频器进行自由口通信

S7-200 SMART与V20变频器进行自由口通信

学习S7-200 SMART时了解到，基于RS485接口可实现一下几种通信：1）

modbus RTU通信

2） PPI协议通信

3） USS协议通信

4） 自由口通信

何为自由口通信呢？

前三种通信必须要PLC和与其通信的设备支持相同的通信协议，如果两者之间没有共同的通信协议则需要用到自由口通信。自由口通信也称无协议通信，需要根据对方设备的通信数据格式编写一个临时协议，不仅需要编程人员学会如何编写程序，还需要了解对方的通信数据格式，所以对编程人员要求较高，随着标准协议（modbus，USS等）普及，自由口应用越来越少，但是对于一下小的设备如扫码枪等，并没有集成标准通信协议，所以只能选用自由口通信，Moubus和USS其实是自由口的一个特例。很多人碰到自由口通信就手足无措了，其实只要掌握规律，自由口通信不一定很难。为此我总结了自由口通信的基本步骤：

1） 读懂对方的数据格式。

串行通信中，数据是一位一位的进行发送，也就是0和1。为了能够准确的将数据发送过去，往往会加上1个起始位，1个校验位，1个停止位（无校验是为2个停止位）如图1-1所示。

图1-1

我们就以Modbus RTU为例详细看一下串口通信中数据是如何发送和就收的。

Modbus RTU代码系统如下：·1个起始位。·7或8个数据位，最小的有效位先发送。·1个奇偶校验位，设成无校验则没有。·1个停止位（有校验时），2个Bit（无校验时）。

数据格式的描述如下表：11-bit字符帧（BITl-BIT8为数据位）： 起始位

Bit1

Bit2

Bit3

Bit4

Bit5

Bit6

Bit7

Bit8

校验位

停止位

10-bit字符帧（BITl-BIT7为数据位）：

起始位

Bit1

Bit2 Bit3

Bit4

Bit5

Bit6

Bit7

校验位

停止位

通信中要保证通信双方要有相同的波特率，数据格式，奇偶校验位。波特率：通信速度，每秒中发送的位的个数，单位为Bit/S或bps。奇偶检验：偶校验的含义：在数据传输前附加一位偶校验位，用来表示传输的数据中“1”的个数是奇数还是偶数，为偶数时，校验位置为“0”，否则置为“1”用以保持数据的奇偶性不变。奇校验的含义：在数据传输前附加一位奇校验位，用来表示传输的数据中“1”的个数是奇数还是偶数，为奇数时，校验位置为“0”，否则置为“1”用以保持数据的奇偶性不变。

s7-200自由口通信

s7-200自由口通信

S7-200 自由口通信

关键字

要点初始化RS485例程发送发送完成接收接收完成

起始条件结束条件字符中断

S7-200自由口通信简介

S7-200 CPU的通信口可以设置为自由口模式。选择自由口模式后，用户程序就可以完全控制通信端口的操作，通信协议也完全受用户程序控制。一般用于和第三方串行通信设备进行通信。

自由口模式可以灵活应用。Micro/WIN的两个指令库（USS和Modbus RTU）就是使用自由口模式编程实现的。

在进行自由口通信程序调试时，可以使用PC/PPI电缆（设置到自由口通信模式）连接PC和CPU，在PC上运行串口调试软件（或者Windows的Hyper

Terminal－超级终端）调试自由口程序。

USB/PPI电缆和CP卡不支持自由口调试。

目录

1 自由口通信基本概念

1.1 自由口通信概述

1.2 自由口通信要点

1.3 发送和接收指令

1.4 字符接收中断

2 自由口通信使用指南

2.1 通讯口初始化

2.2 发送数据

2.3 接收数据

2.4 自由口通信例程

3 RS485网络

3.1 通信口引脚定义

3.2 RS-485网络的硬件组成

3.3 通信有关注意事项（硬件）

4 扩展阅读

4.1 扩展阅读

5 相关词汇

5.1 相关词汇

1自由口通信基本概念

1.1 自由口通信概述

S7-200PLC的通讯口支持RS485接口标准。采用正负两根信号线作为传输线路。

工作模式采用串行半双工形式，在任意时刻只允许由一方发送数据，另一方接收数据。

数据传输采用异步方式，传输的单位是字符，收发双方以预先约定的传输速率，在时钟的作用下，传送这个字符中的每一位。 传输速率可以设置为1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600、115200。

字符帧格式为一个起始位、7或8个数据位、一个奇/偶校验位或者无校验位、一个停止位。

字符传输从最低位开始，空闲线高电平、起始位低电平、停止位高电平。字符传输时间取决于波特率。

如何实现S7-200SMART自由口通讯

如何实现S7-200SMART自由口通讯

如何实现S7-200SMART自在口通讯之杨若古兰创作

自在口通讯和谈的关键条件

定义开始接收动静和停止接收动静的条件.

1、空闲线检测：设置il=1，sc=0，bk=0，smw90/smw190>0

空闲线条件定义为传输线路上的宁静或者空闲的时间.SMW90/SMW190中是以ms为单位的空闲时间.在该方式下，从履行接收指令开始起动空闲时间检测.在传输线空闲的时间大于等于SMW90/SMW190中设定的时间以后接收的第一个字符作为新信息的起始字符.接收动静功能将会忽略在空闲时间到达之前接收到的任何字符，并会在每个字符后面从头启动空闲线定时器.

空闲线时间应大于以指定波特率传送一个字符所须要的时间.空闲线时间的典型为以指定的波特率传送3个字符所须要的时间.传输速率为19200bit/s时候，可设置空闲时间为2ms.

对于二进制和谈，没有特定起始字符的和谈或指定了动静之间最小时间间隔的和谈，可以将空闲线检测用作开始条件.

2、起始字符检测：设置il=0，sc=1，bk=0，忽略smw90/smw190

起始字符是动静的第一个字符，以SMB88/SMB188中的起始字符作为接收到的动静开始的标记.接收动静功能忽略起始字符之前收到的字符，起始字符和起始字符以后收到的所有字符都存储在动静缓冲区中.起始字符检测普通用于ASCII和谈.

3、空闲线和起始字符：设置il=1，sc=1，bk=0，SMW90/SMW190大于0

满足空闲线条件以后，接收动静功能查找指定的起始字符.如果接收到的字符不是smB88/smb188指定的起始字符，将开始从头检测空闲线条件.在满足空闲线条件之前接收到的和起始字符之前接收到的字符都将会被忽略.这类方式特别适合用于通讯链路上有多台设备的情况.

4 、break检测：设置il=0，sc=0，bk=1，检测smw90/smw190和smb88/smb188

以接收到的break（断开）作为接收动静的开始.当接收到的数据坚持为0的时间大于完好字符（包含起始位，数据位，奇偶校验位和停止位）传输的时间，暗示检测到break.断开条件之前接收到的字符将忽略，断开条件以后接收到的任意字符都会存储在动静缓冲区中.