西門子S7-200PLC自由口串行通信應(yīng)用

戚博碩 孫佳陽

【摘要】 S7- 200PLC是西門子公司開發(fā)的具有高性價比的微型可編程控制器，該控制系統(tǒng)具有配置靈活、可靠性高、結(jié)構(gòu)開放、控制能力強、體積小、抗干擾能力強等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域。本文以西門子S7- 200PLC為例，對西門子S7- 200PLC自由口串行通信模式進行了詳細的闡述，并分析了自由口串行通信實現(xiàn)的方式。

【關(guān)鍵詞】 西門子S7- 200PLC 自由口串行通信 通信模式

德國西門子公司生產(chǎn)的S7系列的可編程控制器就是為了滿足人們對工業(yè)控制的要求生產(chǎn)出來的。該系列包括用于小型化控制系統(tǒng)的S7-200PLC、用于控制中型系統(tǒng)的S7—300PLC及用于控制大型系統(tǒng)的S7-400PLC。其中，S7-200PLC是集電源、CPU及I/O于一體的集成型小型單元式PLC。其具有非常豐富的功能配置以及優(yōu)秀的通信能力，用戶操作起來非常容易上手，系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性和可靠性非常強，目前已經(jīng)在相關(guān)領(lǐng)域中取得了巨大的成功。因此，本文以西門子S7-200PLC為例，對西門子S7-200PLC自由口串行通信模式進行了詳細的闡述，并分析了自由口串行通信實現(xiàn)的方式，對人們了解西門子S7-200PLC自由口串行通信具有一定作用。

一、自由口通信模式概述

西門子S7-200PLC的通信端口有PPI模式和自由口模式這兩種常用的通信模式。其中PPI模式通信協(xié)議是西門子公司根據(jù)S7-200PLC的特點專門開發(fā)的，一般情況下只對西門子內(nèi)部生產(chǎn)的產(chǎn)品使用。與PPI模式完全不同的是自由口模式，它完全對外開放，在這種模式下，用戶可以根據(jù)自己的需要對通信協(xié)議進行定義。

目前，許多公司使用的第三方設(shè)備都支持自由口通信模式。西門子S7-200PLC可以通過選擇自由口通信模式的方式達到控制串口通信的目的。而且，利用自由口通信模式可以使計算機與S7-200PLC之間的通信變得更加穩(wěn)定和高效。

西門子S7-200PLC為了實現(xiàn)自由口模式的通信功能，使用的寄存器主要有SM130、SMB30以及具有特殊功能的寄存器。用戶可以利用這些寄存器來設(shè)置系統(tǒng)的通訊方式，并利用它們對系統(tǒng)進行有效管理。S7-200PLC與計算機在通信過程中，為了防止通信道的擁擠，一般會將計算機和PLC分成主機和從機兩部分，從機不能越過主機發(fā)送信息。自由口通信模式除了在計算機和PLC之間使用之外，還可以在PLC與PLC之間使用。

二、西門子S7-200PLC自由口串行通信的實現(xiàn)

在自由口串行通信模式中，用戶可以自行對系統(tǒng)的奇偶校驗等參數(shù)進行設(shè)置，并通過發(fā)送/接收終端、發(fā)送/接收指令等操作來實現(xiàn)對通信端口的控制。用戶通過發(fā)送指令可以使發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)得到激活，數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的首數(shù)據(jù)表明了發(fā)送指令的長度，數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的容量可以達到255個字符，當指令發(fā)送完成后程序自動中斷。接收指令可以使數(shù)據(jù)實現(xiàn)初始化或使接收信息過程中斷，存儲在緩沖區(qū)信息的最大容量為255個字符。在接收指令的過程中，如果有一個程序接受完成，則在接收的最后一個字符后面生成中斷程序。由于自由口串行通信協(xié)議可以支持多種形式的數(shù)據(jù)通信，因此，用戶可以利用控制字符的中斷與否來控制數(shù)據(jù)的接收。

計算機與S7- 200 PLC自由口串行通信的實現(xiàn)是利用計算機來發(fā)出操作指令， S7-200PLC在接到計算機發(fā)送的命令后根據(jù)命令做出響應(yīng)。在計算機與S7- 200PLC自由口串行通信實現(xiàn)的過程中，由于PLC采用的485端口的串行通信標準是半雙工模式的，在這種模式下S7- 200PLC發(fā)送命令和接收命令的操作不能同步實行，否則會出現(xiàn)通信錯誤從而造成嚴重的后果。因此，自由口串行通信模式在制定的過程中，要將發(fā)送命令和接收命令的操作分割開來，避免兩個命令同時執(zhí)行。S7- 200 PLC作為響應(yīng)命令的下位機，在通信過程中接收到命令之后首先要判別命令的地址碼是否與本機地址碼相符。只有在地址碼相符的情況下，上位機和下位機才能實現(xiàn)通信。如果地址碼與本機不符，則繼續(xù)執(zhí)行掃描通信數(shù)據(jù)的操作。S7- 200 PLC在接收到結(jié)束符之前，必須對接收到的每個字符進行甄別，以判斷其是否為結(jié)束符。自由口串行通信的軟件設(shè)計中，主要的設(shè)計部分為PC軟件和PLC梯形圖。

三、結(jié)語

西門子S7- 200 PLC利用自由口串行通信實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的交換，其不僅具有功能完備、價格低廉等優(yōu)點，而且支持多種形式的通信模式。S7- 200 PLC在工業(yè)自動化領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，很好地解決了工業(yè)控制系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析的難題，大大降低了企業(yè)控制系統(tǒng)研發(fā)的費用，使工業(yè)自動化的程度大大提高。

參考文獻

[1] 許毅，熊文龍，雷 靜.基于PC與S72200實現(xiàn)自由通信協(xié)議的研究[J].武漢理工大學學報：交通科學與工程版，2002，26（4）：513-515

[2] 李臣友.論S7—200系列PLC自由口通信的實現(xiàn)[J].計算機工程應(yīng)用技術(shù)2010，（7）：5915-5916，5919

[3] 范逸之，江賢文，陳立元.C++ Builder與RS-232串行通信控制[M].北京：清華大學出版社，2002