西门子S7-1200 PLC串行通信

发布时间:2024-10-08
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S7-1200 串行通信

S7-1200支持的串行通讯方式

 

  • 点对点(PtP)通信
  • Modbus 主从通信
  • USS 通信 

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S7-1200 串口通信模块的特征

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图2. CB1241串口通信模块

  1. 由 CPU 供电,不必连接外部电源

  2. 端口经过隔离,最长距离1000 米

  3. 有诊断 LED 及显示传送和接收活动 LED

  4. 支持点对点协议

  5. 通过扩展指令和库功能进行组态和编程

RS485 与 RS232 通信模块的LED

诊断 LED 灯

  • 红闪:如果 CPU 未正确识别到通信模块,诊断 LED 会一直红色闪烁
  • 绿闪:CPU 上电后已经识别到通信模块,但是通信模块还没有配置
  • 绿灯:CPU 已经识别到通信模块,且配置也已经下载到了CPU

发送 LED 灯

  • 代表数据正在通过通信口传送出去

接收 LED 灯

  • 代表数据正在通过通信口接收进来

注意:通信板 CB1241 只有发送和接收 LED 灯,而没有诊断 LED 灯

串口模板支持的协议

  • ASCII
  • USS
  • Modbus RTU 主站
  • Modbus RTU 从站
  • 3964R(RS232/RS422支持)

ASCII 协议的特点

  • 报文可以由用户自己定义,便于用户以 ASCII 协议为基础开发
  • 使用简单,可以很好地实现与第三方系统的通讯
  • 可以进行识别报文结束设置
  • 可以进行数据流量控制
  • 缺点:具有简单的校验功能(奇偶校验),低数据安全性;数据传输无确认信息; 通讯需要双方协调

S7-1200 的 PTP 校验

 

串口的校验: 奇偶校验:用于检验数据传递的正确性,是最简单的检错方法。

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图3. 校验设置

  • 偶校验:如果每字节的数据位中“1”的个数为奇数,则校验位为1,如果个数为偶数,则校验位为“0”, 保证数据位和校验位中“1”的个数是偶数
  • 奇校验:如果每字节的数据位中“1”的个数为奇数,则校验位为0,如果个数为偶数,则校验位为“1”, 保证数据位和校验位中“1”的个数是奇数
  • 传号校验:奇偶校验位始终设置为 1
  • 空号校验:奇偶校验位始终设置为 0

注意:奇偶校验可以简单的判断数据的正确性,从原理上可看出当一位出错,可以准确判断,当两位或更多位误码就校验不出,但由于其实现简单,仍得到了广泛使用。

PTP 通信的发送信息配置

定义在信息起始发送断点及空闲线

 

字符中断:当接收到的数据保持为零值的时间大于完整的字符传输时间时,代表字符中断。一个完整字符传输时间定义为传输起始位、数据位、校验位和停止位的时间总和。

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图4. 定义在信息起始发送断点及空闲线

常问问题:为什么发送配置中只配了2位字符中断,而通信伙伴却可以正常接收数据?
答:发送配置中设置的字符中断小于等于16位时,系统自动发出16位的字符中断位;设置大于16位时,则发出的中断位与实际设置相符。下图是设置的发送断点及空闲线位及其实际发出的波形图。

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图5. 断点及空闲线波形图

PTP 通信接收起始条件

以任意字符开始

以特殊条件开始

 

  • 通过断点识别消息开始
  • 通过空闲线识别消息开始
  • 通过单个字符识别消息开始
  • 通过字符序列识别消息开始 

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图6. 通信接收起始条件

通过字符序列识别消息开始

 

对于多个起始序列的组态,只要出现其中一个序列,即会满足开始条件。下图右侧即为满足起始条件的字符串。

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图7. 通过字符序列识别消息开始

 

如果选择了多个起始条件,则检查开始条件的顺序如下: 

 

检查多个开始条件时,如果有一个条件没有满足,则 CM 将从第一个所需的条件开始重新启动检查。

如果同时组态了字符和字符序列作为开始条件,则字符序列的判断条件无效。

PTP 通信接收结束条件

 

  • 通过消息超时识别:时间从接到符合消息开始条件的第一个字符时开始计算
  • 通过响应超时识别:时间从传送结束时开始计算,在指定时间内接收到字符,需要和其他结束条件配合使用
  • 通过字符间隙识别:消息中两个连续字符间的间隔超时后,视为消息结束
  • 通过最大长度识别:在接收到组态的最大字符数后,视为消息结束
  • 通过固定长度识别:在接收到组态的最大字符后,视为消息结束
  • 消息本身指定消息长度,在接收到指定长度的消息后,视为消息结束
  • 在接收到指定的字符序列后,视为消息结束 

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图8.结束条件设置

注意:与多个起始条件的判断不同,检查多个结束条件时,任何一个条件满足,信息接收结束。

 

消息超时结束条件

消息超时时间从接到符合消息开始条件的第一个字符时开始计算,如下图9。

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响应超时结束条件

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响应超时时间从传送结束时开始计算,只要传送成功完成且模块开始接收操作,定时器就会启动。

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图12.响应超时作为单独的结束条件报错

 

从消息中读取信息长度

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图13.从消息中读取信息长度的设置

实际收到的数据长度= 长度偏移前的字节数+长度字节大小+读取的实际数据长度+不计入字节长度的字节数 10=(2-1)+1+2+6

PTP 通信接收缓存区

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图14.接收缓冲区设置

注意:缓存区可以存储多条信息,限制是20条信息或最多1024字节。

缓存区的数据保持

断电后缓存区中的数据全部丢失,不能保持。

勾选“在启动时清空接收缓冲区”,CPU停止再启动时,缓冲区数据清空。

通信模板缓存区超出20条信息

启用了“防止重写”,如果缓存区中的信息超过20条,后面的信息被 自动丢弃,报错16#81E6。

不启用“防止重写”,如果缓存区中的信息超过20条,后面的信息会将之前的信息覆盖,且不报错。

通信模板缓存区多包数据超出1024字节

发送多个每包50个字节数据,当数据超过1024字节那包就被丢弃了,前面的可以正常接收,且没有任何报错.在前面数据被成功接收以后,只要缓存区有空间,后面的数据还可以正常收到。

通信模板缓存区一包数据超出1024字节

 

如果发送数据一包就大于1024字节时,缓冲区接收到数据到1024字节时,虽然没有收到结束字符,数据由缓存区送给CPU,但会报错16#80E0,如下图14和15

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为什么不能使用 PC/PPI 电缆与S7-1200 RS485 模块进行串口调试?

答:因为 S7-1200 RS485 模块接口不提供24V电源,不能给 PC/PPI 电缆供电,所以电缆无法工作。

解决办法:可以将 S7-1200 RS485 与 S7-200 通信口网络连接,将 PC/PPI 电缆插在 S7-200 通信口上总线连接器的编程口上,对S7-1200 RS485进行串口调试。此时S7-200必须上电并打到停止状态。

连接 5 GND 逻辑地或通信地 金属壳 - 外壳接地 

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