學(xué)習(xí)S7-200 SMART時(shí)了解到，基于RS485接口可實(shí)現(xiàn)一下幾種通信：

1）modbus RTU通信

2）PPI協(xié)議通信

3）USS協(xié)議通信

4）自由口通信

何為自由口通信呢？

前三種通信必須要PLC和與其通信的設(shè)備支持相同的通信協(xié)議，如果兩者之間沒有共同的通信協(xié)議則需要用到自由口通信。自由口通信也稱無協(xié)議通信，需要根據(jù)對方設(shè)備的通信數(shù)據(jù)格式編寫一個(gè)臨時(shí)協(xié)議，不僅需要編程人員學(xué)會如何編寫程序，還需要了解對方的通信數(shù)據(jù)格式，所以對編程人員要求較高，隨著標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議（modbus，USS等）普及，自由口應(yīng)用越來越少，但是對于一下小的設(shè)備如掃碼槍等，并沒有集成標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，所以只能選用自由口通信，Moubus和USS其實(shí)是自由口的一個(gè)特例。很多人碰到自由口通信就手足無措了，其實(shí)只要掌握規(guī)律，自由口通信不一定很難。為此我總結(jié)了自由口通信的基本步驟：

1）讀懂對方的數(shù)據(jù)格式。

串行通信中，數(shù)據(jù)是一位一位的進(jìn)行發(fā)送，也就是0和1。為了能夠準(zhǔn)確的將數(shù)據(jù)發(fā)送過去，往往會加上1個(gè)起始位，1個(gè)校驗(yàn)位，1個(gè)停止位（無校驗(yàn)是為2個(gè)停止位）如圖1-1所示。

圖1-1

我們就以Modbus RTU為例詳細(xì)看一下串口通信中數(shù)據(jù)是如何發(fā)送和就收的。

ModbusRTU代碼系統(tǒng)如下：

·1個(gè)起始位。

·7或8個(gè)數(shù)據(jù)位，最小的有效位先發(fā)送。

·1個(gè)奇偶校驗(yàn)位，設(shè)成無校驗(yàn)則沒有。

·1個(gè)停止位（有校驗(yàn)時(shí)），2個(gè)Bit（無校驗(yàn)時(shí)）。

數(shù)據(jù)格式的描述如下表：

11-bit字符幀（BITl-BIT8為數(shù)據(jù)位）：

10-bit字符幀（BITl-BIT7為數(shù)據(jù)位）：

通信中要保證通信雙方要有相同的波特率，數(shù)據(jù)格式，奇偶校驗(yàn)位。

波特率：通信速度，每秒中發(fā)送的位的個(gè)數(shù)，單位為Bit/S或bps。

奇偶檢驗(yàn)：偶校驗(yàn)的含義：在數(shù)據(jù)傳輸前附加一位偶校驗(yàn)位，用來表示傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中“1”的個(gè)數(shù)是奇數(shù)還是偶數(shù)，為偶數(shù)時(shí)，校驗(yàn)位置為“0”，否則置為“1”用以保持?jǐn)?shù)據(jù)的奇偶性不變。奇校驗(yàn)的含義：在數(shù)據(jù)傳輸前附加一位奇校驗(yàn)位，用來表示傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中“1”的個(gè)數(shù)是奇數(shù)還是偶數(shù)，為奇數(shù)時(shí)，校驗(yàn)位置為“0”，否則置為“1”用以保持?jǐn)?shù)據(jù)的奇偶性不變。

一個(gè)字符幀中，真正起作用的是數(shù)據(jù)位。起始位、檢驗(yàn)位和停止位的加入只是為了將數(shù)據(jù)位正確地傳輸?shù)綄Ψ皆O(shè)備。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)一定要將主站和從站數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)、停止位設(shè)為一致。

在通信過程中一個(gè)完整的通信報(bào)文包括多個(gè)數(shù)據(jù)幀，一般包含地址幀、功能碼幀、數(shù)據(jù)幀、檢驗(yàn)幀。在Modbus RTU中，一個(gè)報(bào)文發(fā)送完成之后會保持3.5個(gè)字節(jié)的靜默時(shí)間，再發(fā)送下一個(gè)報(bào)文，如圖1-2所示。

圖1-2

地址幀：指示從站的站號，以十六進(jìn)制表示，如01H。

功能碼幀：指示操作是讀還是寫，03H為讀，06H為寫操作。

數(shù)據(jù)幀：包含要讀寫的從站參數(shù)起始地址、個(gè)數(shù)及數(shù)值，數(shù)據(jù)幀在發(fā)送的時(shí)候每個(gè)字包含兩個(gè)8位字符，先發(fā)高8位后發(fā)低8位。

校驗(yàn)幀：CRC校驗(yàn)值，也拆分成兩個(gè)字節(jié)，先發(fā)低字節(jié)后發(fā)高字節(jié)。校驗(yàn)幀的原理是將將所有數(shù)據(jù)幀進(jìn)行CRC運(yùn)算，算出一個(gè)檢驗(yàn)值，加在數(shù)據(jù)幀后面一起發(fā)送過去，從站設(shè)備接收到數(shù)據(jù)后再進(jìn)行一次運(yùn)算，將運(yùn)算的檢驗(yàn)值和接收的值進(jìn)行比較，如果不一致則說明數(shù)據(jù)發(fā)送出錯(cuò)。

例如：從01H號站變頻器，讀取從0004H地址開始的2個(gè)數(shù)據(jù)的值。

發(fā)送報(bào)文：01H（地址幀），03H（功能碼幀），00H（起始地址高位），04H（起始地址低位），00H（數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)高位），02H（數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)低位），85H（CRC低位），CAH（CRC高位）

例如：將5000（1388H）寫到從站地址02H變頻器的0004H地址中。

發(fā)送報(bào)文：02H，06H，00H，04H，13H，88H，C5H,6EH

了解了通信協(xié)議的數(shù)據(jù)格式，接下來就是編寫自由口通信程序:，下面就以通過自由口通信控制英威騰變頻器啟停為例講解程序的編寫。

歸納總結(jié)了一下分為以下幾步：

1）定義通信端口。

SMB30和SMB130分別為端口0和1的控制字節(jié)，提供了波特率、奇偶校驗(yàn)、數(shù)據(jù)位和通信協(xié)議的選擇，如圖1-3所示。

圖1-3

利用字節(jié)傳送指令將分析所得的控制字節(jié)數(shù)據(jù)寫入到SMB30或SMB130中，如圖1-4所示。

圖1-4

往SMB30中寫入2#01001001，則定義端口0為自由協(xié)議，波特率9600，8位數(shù)據(jù)位,偶校驗(yàn)。

2）按照發(fā)送指令XMT的緩沖區(qū)格式定義發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文。

圖1-5

圖1-5中TBL（VB0）為發(fā)送緩沖區(qū)起始地址，格式為：

VB0：發(fā)送字節(jié)總數(shù)。

VB1：報(bào)文第一幀，即地址幀，16#01

VB2：功能碼幀，寫16#06。

VB3：通信地址高位，控制啟停地址為16#2000，高位為16#20。

VB4:通信地址低位，16#00。

VB5：寫入數(shù)值高位，16#00（寫入16#0001正轉(zhuǎn)，16#0002反轉(zhuǎn)，16#0005停止）。

VB6：寫入數(shù)值低位，16#01。

VB7：CRC校驗(yàn)碼低位，16#43。

VB8：CRC校驗(yàn)碼高位，16#CA。（校驗(yàn)碼為16#CA43）

程序如圖1-6所示，此處用到一個(gè)CRC算法程序，

圖1-6

3）觸發(fā)發(fā)送指令XMT，如圖1-7所示。

圖1-7

3）接收數(shù)據(jù)，接收有兩種方式，一是利用RCV指令接收，應(yīng)用較為復(fù)雜，此處不介紹；一是利用SMB2緩沖地址接收，因?yàn)槎丝?接收到一個(gè)字符會觸發(fā)8號中斷，并將其存放于SMB2中，通常利用8號事件觸發(fā)中斷，在中斷中將SMB2的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到其它地址，否則下一數(shù)據(jù)將覆蓋該數(shù)據(jù)，直到接收完所有數(shù)據(jù)后置位一個(gè)完成標(biāo)志，延時(shí)一定事件再次觸發(fā)發(fā)送指令。接收中斷程序如圖1-8所示。

圖1-8

以上介紹了S7-200SMART的自由口通信，使用自由口通信時(shí)編寫程并不是難點(diǎn)，關(guān)鍵在于讀懂對方通信數(shù)據(jù)格式，在以后編程過程中盡量選用支持標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的設(shè)備，確實(shí)需要選用自由口也不用害怕，只要按照上述步驟一步步來完成，相信肯定可以通信成功。