西门子S7-200 自由口通信实用文档

主题：应用探讨—S7-200自由口通信—发帖整理强大而灵活的自由口通信能力，是S7-200系统的一个重要特点。S7-200CPU的RS485通信口提供了建立在串行通信基础上的“自由”通信能力，数据传输协议完全由用户程序决定。通过自由口方式，S7-200可以与串行打印机、条码阅读器等通信。而S7-200的编程软件也提供了一些通信协议库，如USS协议库和MODBUSRTU从站协议库，它们实际上也使用了自由口通信功能。开设本话题的目的，在于澄清自由口通信的基本概念，强调使用中的要点，讨论应用的常见问题。经过此次集中交流，解决了如下一些问题：1.自由口通信基本概念2.自由口通信编程指令的使用和技巧3.自由口通信常见问题4.产品功能建议更多信息请参考下面文档。“下载中心”参考文档：文档编号“1109582”——S7-200《可编程控制器系统手册》文档编号“A0136”——《西门子S7-200•LOGO!•SITOP参考》以下为本次探讨的发帖整理，查看原始交流内容请点击此处。1.自由口通信基本概念（1楼——5楼）2.自由口通信编程指令的使用和技巧（6楼——15楼）3.自由口通信容易犯的错误（16楼——24楼）4.产品功能建议（25楼——27楼）quote:以下是引用BABU在2011-01-2015:17:08的发言：我回来了，项目终于做完了，可以回家过年了，：）。自由口通信真是折腾的我好惨啊，简单回顾一下，希望对像我这样的菜鸟有些借鉴作用。先感谢一下西门子论坛和热线，没少骚扰他们。在完全没有准备的情况下甲方又加进一个仪表，做什么自有口通信，晕阿！没办法，迎着上吧！网上搜资料，看手册，越看越糊涂！时间紧迫，还是直接上手做吧。首先是把PLC和仪表连接起来，可仪表的口是rs232的，热线工程师告诉我得做rs232/485的转换，打车到市场上买个转换器（打车钱比设备钱还多，可见现场多么偏僻阿），听卖转换器的老板给我分析了一下每种的区别——不光是价格的区别，说实在的，当时非常惭愧，老板懂的比我多多了。买回来后自己动手焊线，一个人费了九牛二虎之力，焊的那个惨样就不用说了，还好有壳可以包装一下。焊好了，实验一下效果吧，不知到怎么做了，打电话。热线工程师告诉我找个串口调试工具，连接到pc机上测试。在串口调试工具上发一串数，在200上收，ok！高兴坏了，没白忙活。硬件上应该没问题了，接下来开始做程序了。先得理解仪表的协议，弄清了仪表先要收到请求数据的命令，然后根据命令做出响应。同样，先用串口调试工具和仪表连接进行通信测试，还算聪明吧，：）！然后开始在200里编写收发程序，开始时整个思路都是乱的，无从下手。就把200手册上的例子程序整个抄上，在cpu224的两个接口间进行通信实验。经过不停的实验，终于一点一点地理解了控制字节、控制参数的含义，怎么设置接收结束条件，怎么使用中断、怎么控制接收和发送等等。ok，开始真正地与仪表通信了。发请求命令，收数据，可收到的数据是ASCII码，得进行数据转换。根据大侠们的提醒，经过实验知道了怎么将ASCII码转换为实际的工程数据。到此基本结束了，虽然说着好像也没什么，但只有我最了解其中的痛苦，不停地实验，不停地修改阿！后面在实际运行中又遇到了有时通信中端的问题，将双绞线的屏蔽接到地上后暂时还没出现问题。总结一下，个人认为作自由口通信需要做好以下几方面工作：1、最主要的是多动手，光看资料是没有用的，只有自己亲自去动手实验一下才能发现问题和帮助理解。2、做实验是找个串口调试工具（我用的是sscom32）是必须的，可以帮助你测试你的通信线，调试你的程序，尽量不要直接与设备进行通信，通信不上不好分析原因。3、我认为200手册上的例子程序非常好，基本的处理方法和编程方法都涉及到了，可以根据你的需要做修改，当然首先要充分地理解他。4、遇到不太容易理解的，或有问题的，多和别人交流一下，从中可以得到不同的思路。提前给西门子和坛子里的专家们拜年了！1.自由口通信基本概念（1楼——5楼）quote:以下是引用LaoHuai在2010-12-2408:29:48的发言：quote:以下是引用happyJulia在2010-12-2321:58:54的发言：以前很少用自由口通信，但项目里要用呀，正在学习，就接到邀请了。请教各位大侠：S7-200自由口能支持的最高速率是多少呀，我希望通信能快点。还有它的数据位、停止位是几位呀，我好确定能和什么样的设备通信呀。最高波特率是115200BPS，但需要1.2或者以上版本的CPU。数据位可以是7位或8位停止位是固定的1位。quote:以下是引用300小小生在2010-12-2313:52:59的发言：300也可以实现与上位机自由通讯的，S7-200自由口通讯是基于RS485通讯基础的半双工通讯，因此，发送和接收指令不能同时执行。这点有点不好，在300里可以422通讯，但最好是PLC发送不要连续发送，而接收倒没事。我有次在调试的时候发现上位机发了任务后，PLC设备要过好长一段时间才去执行，后来请教了老师傅，老师傅说把发送端加个间隔时间就好了以下是引用鼠老爹在2010-12-3115:59:24的发言：不管是什么通讯，传送的都是二进制代码。ASCII码与二进制协议的区别在于代码所表示内容的方式不同。如果使用ASCII代码，则数据不能直接用于数学运算，而必须转换成普通的二进制代码。这样会加重程序负担。但是ASCII代码用于通讯有一个好处，起始字符与结束字符比较容易确定和判别，它们一般不会出现在数据区。而用二进制代码通讯，数据无需转换即可直接使用（高低位字节可能需要交换），PLC的负担较小。但是起始字符和结束字符经常会与数据重复。因此，用二进制代码通讯，通常是靠字符数和定时器来确定接收终点，主从站之间的步调协调非常重要。以下是引用Am_Programer在2010-12-2715:48:59的发言：西门子S7-200系列PLC支持自由口通信协议。所谓自由口协议是指通过用户程序控制CPU主机的通信端口的操作模式来进行通信。用这种自由口模式可以用自定义的通信协议连接多种智能设备。自由口模式支持ASCII和二进制协议。在自由口模式下，主机处于RUN方式时，用户可以用相关的通信指令所编写的程序控制通信口的操作。当主机处于STOP方式时，自由口通信被终止，通信口自动切换到正常的PPI协议操作。自由口通信指令包括：XMT，自由口发送指令；RCV，自由口接受指令。用特殊标志寄存器SMB30（端口0）和SMB130（端口1）的各个位设置自由口模式，并配置自由口通信参数，如波特率、奇偶效验和数据位。发送指令（XMT）和发送中断：发送指令允许S7-200的通信口上发送最多255个字节，发送中断通知程序发送完成。接受字符中断：接受字符中断通知程序通信口上接受到了一个字符，应用程序就可以根据所用的协议对该字符进行相关的操作。接受指令（RCV）：接受指令从通信口接收到整条信息，当接收完成后产生中断通知应用程序。需要在SM存储器中定义条件来控制接收指令开始和停止接受信息。接受指令可以根据特定的字符或时间间隔来启动和停止接受信息。接受指令可以实现多数通信协议。自由口通信功能的用途：1.通过RS-232或RS-485串口连接多种智能仪表或RTU，根据智能仪表或RTU定义的通信协议编写用户程序与智能仪表或RTU通信。2.使用USS协议与西门子MicroMaster系列变频器通信，STEP7-Micro/WIN提供USS协议库，S7-200CPU是主站，变频器是从站。3.创建用户程序来模拟另外一种网络上的从站器件。例如S7-200的用户程序模仿一个Modbus从站。STEP7-Micro/WIN提供Modbus协议库。4.采用自定义通信协议与PC通信。PC上的应用软件可以采用此方法方便的访问S7-200的数据。这是第三方软件访问S7-200PLC比较简便，廉价的方法。对于自由口通讯，西门子的很多资料都做了比较详细的介绍，其中还包含了大量的例子程序。由于通讯的不可见性，很多人还是不能很好的掌握，我建议大家：1、理解什么是通讯、什么是串口、什么是232、什么是485？没有过硬的硬件知识是不可能做出通讯的，你连线都不知道怎么接，怎么调试你的程序？2、仔细阅读西门子关于通讯的资料，不需要多只需要精，因为各种版本的资料基本是一样的，关键就是SMB30、SMB86、87、88、89、SMW90、92、SMB94自己控制通讯过程需要SMB2，把这些弄明白了，才有可能做出通讯程序3、使用PC的通讯软件协助调试，有了PC的通讯软件可以看见通讯过程中的数据，能够更方便的调试程序4、理解各种通讯协议。大家要注意串口通讯和协议是2码事，不论是PPI、MODBUS还是USS它们都有自己的协议规范，根据规范来写你就可以实现这种通讯。只不过PPI是不公开通讯协议的，没有办法写而已！最后建议大家自己做通讯，起码会做！至于用不用自己做就要根据你的实际情况了，西门子提供的库也是很方便的！以下是引用yanxiao在2010-12-2413:50:10的发言：我看过不少问S7200通讯问题的贴子，觉得很多问题并不是S7200的，而是串行通讯的共性问题，也就是对串行通讯本身概念的认识问题。下面我来谈谈在我的记忆中关于串行通讯的一些认识。1、串行通讯只有一个传输通道，每个时刻只能表达一种状态。不管什么介质，不管是什么信号，我们用1表示一种状态，用0表示另一种状态。2、只用1和0两种状态，是不能表达更多信息的。好在有一个物理量，对每个系统来讲是统一的，那就是时间。我们现在很容易做到不同系统之间的定时误差控制在PPM数量级。1和0在时间上进行有序的组合，就可表达近乎无限的信息。3、任何一个信号，如果不赋给它一些特点的意义，实际上没什么用。两个系统要通过信号交换信息，必须对信号有一个共同的约定，这就是我们通常所说的协议。4、最基本的协议是物理层面的(那个OSI的七层协议模型，第一层就是物理层协议)。RS232、RS485、RS422，这些是物理层面的一些协议。5、我们现在要谈的是异步串行通讯。异步，发达方和接收方之间，没有额外的通道来传送信息何时传送与接收。每个信息单元的起止时间，发送方编在信息中，由接收方自已解码并同步。6、好。现在来讲一下传送一个字节的过程。在没有传送信息时，传输线处于空闲状态。规定：空闲状态为1。发送方（TX）准备发送，驱动传输线让它由1变为0，并持一位的时间长度，我们把这一位叫做起始位。接收方（RX），检测到传输线由1变0，意味着可能有信息要传了，RX就持续检测，以验证这个0是不是持续了规定的一位时间长度，若是个合法的起始位，就按约定的定时方式，把后续的传输线状态，接收为1个字节。TX在发完起始位后，就发字节中的第一个位(bit)，并依次把字节中的所有位发完，每bit均持续相同的一位时长。然后再发校验位（如果约定发/收方都采用的话）、停止位。7、停止位，这个要说一下。我们知道起始位是0，而这个停止位，规定是1，和传输线的空闲状态1是相同的。停止位规定的时长比较乱，有1位停止位（也就持续时间占1个位长）、1.5位、和2位停止位，其它时长的停止位好象没见过。停止位的作用，其一是作为一字节单元的成员，给接收方定时用的，也就是下一个字节，在停止位之后才开始。另一个作用，可供检查字节传送的完整性。因为停止位是规定为1状态的，若在停止位的时间里测到了非1状态，表示这个字节传送有问题，有可能被接收方丢弃，传送失败。8、若收发双方的停止位不相同，怎么办？这个在论坛上经常有人问。好，我们来分析一下。若TX是2个停止位，RX要求是1个停止位，很好，TX多发的一个停止位，会被RX看作是空闲状态（也可认为是字符间隔），没有任何问题。若反过来，TX是1个停止位，RX要求是2个停止位，有问题吗？一般问题是很大的，但也有可能可以正常通讯。这要看TX是怎么发字节的。有些系统，硬件上，发送电路比较简单，没有缓冲机构，一个字节必须完整发送后，才准备下一个字节的数据，而这个准备需要花一些时间的，