西门子PLC中央处理器CPU416-3西门子代理商

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西门子串口通讯01-入门介绍

西门子串口通讯01-入门介绍

常用通讯模块：CP340 CP341 CP440 CP441

串口通讯，又经常被称为点对点通讯或者PtP通讯，是工业设备中的一种非常通用的通讯方式，常用于获取相对远程采集设备的数据。

串行通信，通常利用RS232C或者RS485电气接口，实现ASCII码或者Modbus通讯；其特点是通信线路简单，成本较低，用于解决不同厂商产品之间节点少、数据量小、通讯速率低、实时性要求不高的场合，如过程仪表、变频器、连接扫描仪、条码阅读器等带有串行通讯接口的设备，CP卡加载通讯协议后，还可以和支持Modbus协议的现场仪表通讯。

一. 基本概念

为了实现设备相互通讯，通讯双方的通讯接口和通讯协议要一致，*基本的串行通讯的数据帧格式和波特率也要匹配。

西门子串行通讯支持的数据帧格式：

起始位：1位；

数据位：7/8位；

校验位：1位奇/偶校验位，或者没有校验位；

停止位：1/2位。

凡是符合这些格式的串行通信设备，理论上都可以相互通信。

1.1 支持的通讯接口

常用的串行数据接口有:RS232C 和 RS485/422。RS-232C、RS-422/485 标准只对接口的电气特性做出规定，而不涉及接插件、电缆或协议，在此基础上用户可以建立自己的高层通信协议。

注意： 接口和协议是两个概念。

1.1.1 RS232C接口

RS-232C 是低速率的单端串行通讯，RS-232C 采取不平衡传输方式，即所谓单端通讯。

1.RS232C 通讯接口特点

RS-232采取不平衡传输方式，其收、发端的数据信号是相对于信号地，抗共模干扰能力差；

近距离通讯，*大通信距离15m；

只能用于点对点（即一对收/发设备）通讯。

RS232C 接口定义

RS232C并未定义连接器的物理特性，不同类型的连接器引脚定义也各不相同，其中9针和25针的引脚定义对照，如图 1 所示。

图1RS232C 串口管脚定义

*为简单且常用的是三线制接法，即Txd，Rxd和地线三根，如上图中红色（2，3）和紫色（5）三个针脚。

1.1.2 RS422/485 接口

RS-422/485 改进 RS-232 通信距离短、速率低的缺点。

1.RS422/485接口特点

RS-422、RS-485与RS-232不一样，数据信号采用差分传输方式，也称作平衡传输；

平衡传输抗干扰能力更强，使传输距离更远，通讯距离*长1200米；

可以连接多个设备，RS422总线可支持10个节点（单机发送、多机接收的单向传输），RS485可支持32个节点（多点、双向通讯能力）；

网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构，不支持星型或树形；

传输距离超过50米，需要在两端加终端电阻330欧姆（推荐用LIYCY电缆）；

2.RS422/485接口定义

RS422/485 的端口有9针、15针，CP340/341/440/441的接口是15针，如图 2 所示。

图2

RS422/485 串口管脚定义

1.2 常用支持协议

常用的协议类型

ASCII 协议，又称自由口

Modbus 协议

1.2.1 常用协议说明

1.ASCII 协议

ASCII 协议通过通讯处理器和通讯伙伴之间的点对点连接控制数据传输。

由于消息的结构完全由用户定义，用户可以以 ASCII 协议为基础开发自己的消息。在接收方只需要定义接收消息的结束方式，发送接收双方协商一致。

ASCII 驱动程序允许发送和接收任何结构的数据（所有可打印的 ASCII 码表字符符以及从 00 到 FFH [带有 8 个数据位字符帧] 的所有其它字符或从 00 到 7FH

[带有 7 个数据位字符帧]的所有其它字符）。

ASCII协议适用于与支持串行通信的智能仪表、条形码阅读器、扫描仪、打印机等设备进行通讯。

2.MODBUS 协议

MODBUS RTU 通信协议是以主从的方式进行数据传输的，主动方发送请求，被动方响应请求，应答的方式。

在传输的过程中主站是主动方，即主站发送数据请求报文到从站；从站是被动方，即如果正常从站返回正常响应报文，如果故障从站返回异常响应报文，如图 3 所示。

图3

MODBUS 请求响应报文格式

MODBUS 系统中，数据交换需要通过功能代码（Function Code）来控制的，具体分以下两类。

有些功能码是对位操作的，通信的用户数据是以位为单位的：

FC01读输出位的状态；

FC02读输入位的状态；

FC05写单个输出位；

FC15写多个输出位。

有些功能码是对16位寄存器操作的，通信的用户数据是以字为单位的：

FC03读输出寄存器；

FC04读输入寄存器；

FC06写单个输出寄存器；

FC16写多个输出寄存器。

这些功能码是对四个数据区位输入、位输出、寄存器输入、寄存器输出进行访问的，如图 4 所示。

图4

访问的数据区

Modbus地址由起始的数据类型代号和地址偏移量组成。功能码决定对Modbus地址进行操作类型，其可根据需要传输的数据类型和个数来决定，如图 5 所示。

图5

MODBUS 地址对应关系

注意：在传输消息桢中，用户使用的地址是0为基准，而对应的Modbus地址是1为基准，如FC16功能码时以16进制的0000为起始地址，对应的寄存器是从40001开始。

MODBUS RTU 传输模式：消息桢中的每个8位分成2个4位16进制的字符。

每个字符帧格式（11位），如图 6 所示。

图6

字符帧格式

注意：如果无奇偶校验位，停止位是2位。

消息帧格式，如图 7 所示。

图7

消息帧格式

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原文链接：https://blog.csdn.net/wangmingchao27/article/details/105764327

数字量控制系统梯形图程序设计方法有哪些

梯形图的经验设计法

  数字量控制系统又称开关量控制系统，继电器控制系统就是典型的数字量控制系统。

  可以用设计继电器电路图的方法来设计比较简单的数字量控制系统的梯形图，即在典型电路的基础上，根据被控对象对控制系统的具体要求，不断地修改和完善梯形图。有时需要多次反复地调试和修改梯形图，增加一些中问编程元件和触点，*后才能得到一个较为满意的结果。

  这种方法没有普遍的规律可以遵循，具有很大的试探性和随意性，*后的结果不是唯的，设计所用的时间、设计的质量与设计者的经验有很大的关系，所以有人把这种设计方法叫做经验设计法，它可以用于较简单的梯形图(如手动程序)的设计。下面先介绍经验设计法中一些常用的基本电路。

  起动保持和停止电路

  在第2章中已经介绍过起动，保持和停止电路(简称为起保停电路)，由于该电路在梯形图中的应用很广，现在将它重画在圈41中。图中的起动信号I0.0和停止信号10.1(例如起动按钮和停止按创提供的信号)持续为0N的时间一般都很短，这种信号称为短信号。起保停电路*主要的特点是具有“记忆"功能，按下起动按钮，10.0的常开触点接通，如果这时未按停山按钮，0.1的常用触点接通，0.0的线圈“通电"，它的常开触点同时接通。放开起动按钮10.0的常开触点断开，"能流"经Q0.0的常开触点和I0.1的常闭触点流过Q0.0的线圈(0.0仍为0N，这就是所谓的“自锁”或“自保持"功能。按下停止按钮，I0.1的常闭触点断开使00.0的线圈“断电”，其常开触点断开，以后即使放开停止按钮，I0.1的常闭触点恢复接通状态，0.0的线圈仍然“断电”。这种功能也可以用图3.14中的S和R指令来实现。

  在实际电路中，起动信号和停止信号可能由多个触点组成的串、并联电路提供。

  图4-1起保停电路

  延时接通/断开电路

  图4-2中的电路用I0.0控制Q0.1，10.0的常开触

  点接通后，T37开始定时，9s后T37的常开触点接通，使Q0.1变为0N，I0.0为ON时其常闭

  触点断开，使T38复位。

  I0.0变为0FF后T38开始定时，9s后T38的常闭触点断开，使Q0.1变为OFF，T38亦被复位。

  图4-2延时接通/断开电路

  定时范围的扩展

  S7-200的定时器的*长定时时间为3 276.7s，如果需要更长的定时时间，可使用图4-3所示的电路。10，2为OFF时，100ms定时器T37和计数器C4处于复位状态，它们不能工作。I0.2为ON时，其常开触点接通，T37开始定时，60s后T37的定时时间到，其当前值等于设定值，它的常闭触点断开，使它自己复位，复位后T37的当前值变为0.同时它的常闭触点接通，使它白己的线圈重新“通电"又开始定时，T37将这样周而复始地工作，直到10.2变为OFF。从上面的分析可知，用43中*上面一行电路是一个脉冲信号发生器，脉冲周期等于T37的设定值(60s)。

  T37产生的脉冲送给C4计数，计满60个数(即1h)后，C4的当前值等于设定值60，它的常开触点闭合。设T37和C4的设定值分别为Kτ和Kc对于100me定时器总的定时时间为:

  Τ=0.1KτKc(s)