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      【技術課堂】S7 200 SMART 串口自由口快速應用

      發布時間: 2022-04-13


      一、硬件連線

      對于第三方的設備,如掃碼槍、打印機、儀表等,為非標準的總線協議、自定義的協議,稱之為自由口協議。在啟動程序編寫之前,首先要明確第三方的設備的串口類型。

      1.通信接口

      A. 第三方設備串口為232的SMART CPU本體串口為RS-485,欲與232設備進行通信,中間需加一個232to485的轉換器。常見連線如圖1。
      1.png

      圖1 RS-232設備

      B. 第三方設備串口為485的

      SMART CPU和第三方設備串口皆為485時,可用直連。常見連線如圖2。

      2.png

      圖2 RS-485設備

      C. 第三方設備串口為422的
      第三方設備串口為422的,需將422該為485接法。常見連線如圖3。

      3.png

      圖3 RS-422設備

      2.通訊接頭

      在復雜的工業現場或長距離通訊的情況下,建議選擇優質的總線連接器和電纜。億維自動化的總線連接器自帶終端電阻和偏置電阻,在此情況下,可提高通訊的穩定和抗干擾能力。
      總線連接器和電纜,訂貨號如表4。

      4.png

      表4 總線鏈接器&電纜

      3.為什么選擇總線連接器和總線電纜

      眾所周知,網線有超五類和超六類之分,超五類傳輸帶寬可高達1000Mb/s,但一般只應用在100Mb/s的網絡中;超六類主要應用在千兆網絡中,在傳輸性能上遠遠高于超五類網線標準。超五類,超六類的電纜直觀區別就是電纜銅芯線徑不同,超六類銅芯明顯粗于超五類。

      同理推測,億維自動化的總線電纜,回路阻抗:<150R/KM,優于一般通訊電纜。線阻小,通訊距離長,抗干擾能力強。

      億維自動化的總線連接器,自帶終端電阻和偏置電阻,同樣可以提高通訊的質量。

      建議組網方式如圖5:

      5.png

      圖5總線接頭

      終端和偏置電阻如圖6:

      6.png

      圖6 終端和偏置電阻


      二、通信機制


      了解清楚通信機制,理清程序思路,才能編程順利。常見的通信機制如下:

      A. CPU只接受不發送,即第三方設備只發送不接收。常見的如掃碼槍。

      B. CPU只發送不接收,即第三方設備只接收不發送。常見的如打印機。

      C. CPU先發送,再接收,再發送,再接收。CPU通信機制類似主站機制,如Modbus RTU Master。

      D. CPU先接收,再發送,再接收,再發送。CPU通信機制類似從站機制,如Modbus RTU Slave。

      E.通信邏輯自定義。


      三、通信報文


      通信報文,即發送和接收的數據格式。如Modbus通信,通信格式有明確定義。通信的雙方要按照約定的格式及長度發送、接收響應的數據。

      CPU做主站,以Modbus RTU主站報文為例,CPU發送的數據格式如下:

      7.png

      而第三方設備,接收到CPU報文后,需響應的數據格式如下:

      8.png

      上面示例主要要說明的是,理解通訊雙方約定的通訊數據每一個字節所代表的含義。只有理解清楚了數據的含義,才能對數據進行讀取或封裝。


      四、PLC控制字


      在編寫程序之前,還有一項準備工作,理解定義串口/通訊方式的控制字。

      A.串口控制字

      SMB30 和 SMB130 分別組態通信端口 0 和 1 以進行自由端口操作,并提供波特率、奇偶校驗和數據位數的選擇。下圖顯示了自由端口控制字節。對于所有組態,都生成一個停止位。

      SMB30\SMB130數據位格式:

      9.png

      SMB30\SMB130數據定義:

      10.png

      B.通訊控制字&狀態字

      11.png


      五、PLC只收不發



      A.主程序上電串口初始化

      2#00 0 010 01 SMB30   8-N-1 9600 自由口

      2#01110000 SMB87

      接收數據的表頭位為A5,表尾為5A

      接收長度10個字節 SMB94

      B. 打開接收完成中斷

      C. 觸發接收指令,接收到的數據放置在VB200開始的寄存器區。

      12.png

      D. 接收完成中斷程序中,打開接收。

      13.png

      控制字中,接收數據長度設為10,接收到的數據存放在VB201開始的10個字節,VB200為接收到字節計數器。


      六、 PLC只發不收



      A.串口初始化

      14.png

      B.組織要發送的數據

      15.png

      C.觸發發送指令

      起始字節即VB100為發送的字節長度

      16.png

      D.報文監控

      發送長度不同時的報文

      17.png


      七、PLC先發后收


      邏輯類似Modbus主站,也可用自由口模式,編輯Modbus 通訊。

      A.串口初始化,一般要定義接收的字符長度,或結束字符,以判斷接收結束。

      初始化時,連接發送完成中斷,接收完成中斷。

      18.png

      B.組織發送數據

      本例發送長度10個字節,VB100=10,VB100-VB110為發送的數據

      19.png

      C.程序邏輯

      20.png

      D.發送&超時判斷

      若超時,關閉接收,即復位SM87.7

      超時標志位下降沿,重新打開接收,即置位SM87.7,并再次觸發發送。

      21.png

      22.png

      E.發送完成,打開接收

      23.png

      F.接收完成,再次觸發發送

      24.png

      G.報文分析

      發送完成,PLC未接收到數據,超時后繼續發送。如報文前五行。

      發送完成,PLC收到數據,立即觸發下一次發送。如第六第7行報文。

      25.png


      八、PLC先收后發

      邏輯和上一章節類似,邏輯類似Modbus 從站。


      九、接收字符中斷



      串口初始化,可忽視接收字符長度,結束字符等,編程更靈活。

      A.串口初始化

      連接接收字符中斷

      26.png

      B.組織發送報文,觸發發送指令

      27.png

      接收字符中斷,蔣接收到的數據存放至目標寄存器

      28.png


      十、問題排查


      通訊異常時,建議從以下幾個方面排查:

      A.確保通訊電纜連接正確,參考第一章節,重點關注1.1章節。

      B.確保通訊參數一致。

      C.用電腦串口助手軟件,監控通訊報文,定位是PLC沒有發出數據,還是設備沒有響應數據,參考第三章節。

      監控通訊報文:將電腦485的A、B并聯在通訊鏈路上,軟件推薦串口助手。

      29.png

      圖15 電腦監聽



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