plc通信协议.docx

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plc通信协议

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plc,通信协议

　　篇一：

西门子plc通信协议

　　西门子plc通信协议

　　a．协议综述

　　1．本协议为uss协议（universalserialinterfaceRrotocol）。

采用主从寻址方式，最多一个主机，31个从机（数据报中只有5位用来表示地址）。

　　2．数据报传输方式

　　数据报传输有循环和非循环方式。

循环方式：

　　主机定时发送任务数据报给从机，并等待接收从机发回的响应数据报。

从机收到任务数据报后，如果校验无错，且地址相符，就发送相应的响应数据报。

在此种方式下，从机应监视数据传送时间看是否超时，若过了一定时间仍未收到新的任务数据报，则继续发送对上一任务的响应，但数据使用当前的实时数据。

循环方式可用于过程控制。

非循环方式：

　　主机发送任务数据报不需按任何时间规律，从机不监视任务数据报是否超时。

　　3．广播

　　数据报的地址字节中“广播位”置为1表示为广播数据报，所有从机都接收，但不发送响应数据报。

　　4．数据报结构

　　stx：

1字节，数据报头，值为0x02。

由于仅根据0x02并不能准确判断是否是一帧的开始，所以在一帧之前必须有至少2字符的起始延迟，具体时间如下表：

　　lge:

1字节，为报文长度，指从adR到bcc的字节数。

　　lge≤254lge=n＋2

　　adR:

1字节

　　第1－4位表示从机地址；

　　第5位为1表示广播数据报，则0－4位无用；

　　第6位为1表示此数据报为镜像数据报，从机应不作任何改变原样发回；第7位为1表示特殊数据报，它的格式与本协议所定义的不同，各设备自己定义，仍根据是否广播决定是否回应；第5、6位不能同时为1。

　　1－n为有效数据，其意义和长度见第c节。

　　bcc:

blockcheckcharacter，校验字节，为从stx到n.的异或和。

　　诊断：

通信状态信息可以显示在控制面板上，各参数意义见第a-10页。

　　发送顺序：

发送字时先发送高字节，发送双字时先发送高字。

　　b．物理接口

　　采用eia485标准，若点对点通信也可用Rs232。

　　c．有效数据的定义

　　2．有效数据块的总体结构

　　有效数据分成两个区域：

pkw区和pzd区。

　　pkw区为参数id和值，包括任务id、响应id、参数号、参数值等；

　　pzd区为过程数据区，包含自动控制所需的数据：

控制字和设定值（主机→从机）、状态字和实时值（从机→主机）。

　　uss协议在串行接口上可以设置波特率、总线地址、超时时限、pkw长度和pzd长度（以word为单位）。

pkw长度为127时表示变长，需根据具体任务来判断长度。

pzd则最长不超过16个字。

通过此处的设置使主从取得

　　一致。

　　3．pkw区

　　pkw区包含任务（主→从）或者响应（从→主）信息。

分为3部分：

pke:

1word，用于标识任务、响应。

ind:

1word，即索引index，具体见后。

　　pwe:

根据任务不同长度不同，携带参数值、文本或参数描述数据。

3.1pkw结构

　　pkw区可定义为3word定长、4word定长或变长。

3word定长：

　　4word定长：

　　变长：

　　3.2pkw各部分说明3.2.1pke（parameterid）

　　3.2.1.1ak:

任务和响应id

　　ak由15、14、13、12　　

四位组成，作为任务和响应的标识。

　　例如：

任务id0001表示召唤一个word参数值，至于具体哪个参数，在参数号pnu中指定。

响应id0001则表示上传一个word参数值，pnu仍指明参数号，数值放在pwe中。

其他id定义见第c-12、13、14页。

　　若任务不能被执行，则返回响应id0111，并将错误代码放在pwe中。

错误代码定义见第c-14页。

　　有的任务会用到索引ind，例如任务0110召唤参数值，参数存在于一个数组中，由ind指明所要召唤的元素下标，ind为255表示召唤所有元素。

　　一个任务和响应一般只涉及到一个参数，只有当ind值为255时例外。

对于任务id0000（notask），从机应返回id0000（noresponse）。

主机收到响应数据报后不需要通知从机。

　　3.2.1.2sp:

参数改变报告

　　pke的第11位sp为参数改变报告标志。

当某个参数值（pwe）改变时，从机向主机发送参数改变报告。

所有参数都在pbe中被定义为主动或被动参

　　bitno:

ak:

任务和响应idsp:

参数改变报告pnu:

参数号

　　数，只有主动参数改变时从机才报告。

过程如下：

　　正常的任务/响应顺序被中断，响应数据报不再是对上一任务的响应，其id被设为1001~1100（parameterchangereport），改变的参数编号放在pnu中，数值放在pwe中，同时改变sp位（0→1或1→0）。

主机接收后将sp置为与此响应数据报相同，作为确认消息发送给从机。

从机不断发送同一参数改变报告，直到收到确认数据报后才恢复任务执行，或者如果还有其他参数改变，则发送下一个参数改变报告。

　　若是一个任务数据报同时改变了所有的参数值（ind＝255），而从机只能发定长数据报时，响应帧中不发送改变后的参数值，只是置ind为255。

　　关于参数改变的例子请见第c－17页。

　　3.2.1.3pnu：

参数号

　　参数及其编号各种设备各不相同，需在手册中查找。

　　3.2.2ind索引

　　索引ind在如下任务中会被用到：

读写参数描述pbe；读写数组中的值；读写文本。

　　ind为1个字长，但只有0-7位才表示索引值。

8、9位为读写文本扩展。

10-15位各种设备自定义。

　　详细使用情况见第c-19至c-22页。

　　3.2.3pwe参数值

　　用以存放参数值，其长度和内容详见第c-23、24页。

　　4．pzd区

　　pzd区独立于pkw区，是有效数据的第二部分。

pzd区的长度由pzd数据个数和大小（字，双字）决定。

在控制面板上设定后pzd区长度即固定，但不超过16个字。

也可以不传送pzd，则pzd长度设为0。

　　控制字和状态字总在pzd1，主要设定值和实时值在pzd2，其他控制字、状态字、设定值和实时值均在pzd3-pzdn。

　　控制字、状态字各位的意义见第c-27~c-31页。

　　关于通信的例子见第c-38页。

　　篇二：

plc通信协议

　　一、通信原理分析1.1自由口通信模式介绍

　　cpu的串行通信口可以由用户程序控制，这种操作模式称为自由端口模式，当选择了自由端口模式时，用户程序可以使用接收中断，发送中断，发送指令（xmt）和接收指令（RcV）来进行通信操作。

在自由端口模式下，通信协议完全由用户程序控制，有很大的灵活性。

smb30（用于端口0）和smb130（如果cpu有两个端口，则用于端口1）用于选择波特率、奇偶校验、数据位数、通信协议。

　　只有cpu处于Run模式下时，才可以进行自由端口通信，通过向smb30（端口0）和smb130（端口1）的协议选择区置1，可以允许自由端口模式。

处于自由端口模式时,ppi通信协议被禁止，此时不可以于编程设备通信（比如对程序进行监控或对cpu进行操作）当cpu处于stop模式时，自由端口被禁止，通信口自动切换为ppi协议，从新建立与编程设备的正常通信。

　　在程序中可以用sm0.7（反应cpu当前方式的模式开关）来控制自由端口模式进入，当sm0.7为“0”时，模式开关处于tRem位置；当sm0.7为“1”时，模式开关处于Run位置。

只有模式开关位于Run位置时，才允许自由端口模式，当需要使用编程设备对程序进行状态监控或对cpu进行操作可以将模式开关改变到其他位置。

　　1.2发送与接收指令介绍

　　用xmt指令可以方便的发送一个或多个字节缓冲区的内容，最多为255个字节。

如果有一个中断服务程序连接到发送结束事件上，在发完缓冲区的最后一个字符时，则会产生一个中断（对端口0的中断事件为9，对端口1的中断事件为26），当然也可以不用中断来判断发送指令是否完成，而是监控sm4.5或sm4.6的状态，以此来判断发送是否完成。

　　用RcV指令可以方便的接收一个或多个字节缓冲区的内容，最多为255个字节。

这些字符存储在接收缓冲区中。

如果有一个中断程序连接到接收完成事件上，在接收到缓冲区中的最后一个字符时，则会产生一个中断（对端口0为中断事件23，对端口1为中断事件24）。

当然还是可以不用中断事件来判断接收信息是否结束，而是通过监视smb86（端口0）或smb186（端口1）状态的变化来判断接

　　收状态的结束。

当接收指令没有被激活或者是接收已经结束时，smb86或smb186为1，当正在接收时，它们为0。

　　1.3Rs-485串行通信硬件实现

　　图1串行通信实现

　　由于s7-200plc采用Rs485标准接口，msp430开发板也是标准的Rs485接口，所以plc与msp430的连接可以直接通过一根Rs485电缆相连接。

但是由于电脑的端口为Rs232端口，所以plc与电脑的连接需要用到Rs232转Rs485，硬件连接如图1。

　　二、通信协议设计

　　图2plc与单片机通信结构图

　　如图2示：

　　1、plc与单片机采用自由口通信模式，plc与单片机之间是主从关系。

s7-200的通信端口是半双工Rs-485芯片，发送指令和接收指令不能同时有效，其通信采用主从轮询的方式：

plc始终处于主导地位，始终具有初始传送优先权，所有通讯均由plc来启动，向从站发送数据或者从从站中读取数据都是主站以命令帧形式发送。

plc与单片机初始化状态时均处于接收信息状态

　　2、plc可以主动的向各单片机发送数据，各单片机依据plc所发数据的站地址来区分该信息是否该自己响应。

单片机在需要主动向plc发送数据的时候，

　　必须先向plc发送申请。

plc在接收到某个单片机的申请信号后，会根据实际情况先向所有单片机发送禁止向主机发送数据的命令，然后向申请通讯的单片机发送命令允许其发送数据给主机。

plc接收完该单片机的数据后，再向所有单片机发广播允许所有单片机向其发送申请。

　　2.1通信设备参数设置

　　s7-200系列plc（cpu226）与自由口模式通信有关的寄存器为smb30、smb130及其它特殊寄存器，它们主要用于通讯方式的设置与运行管理。

　　在本次设计中，用到cpu226端口0，其通讯控制由smb30设置。

　　smb30=16#09（00|0|010|01），即：

无奇偶校验（00）、每个字符8位（0）、波特率为9600bit/s（010）、自由口协议（01）。

　　2.2数据格式2.2.1广播

　　plc作为主站，可以直接向单片机发送数据；而单片机作为从站不能主动向plc发送数据。

当单片需要主动向plc发送数据的时候，可先向plc发送申请。

plc接收到申请以后，判断此时通讯通道是否空闲，如果空闲则响应申请，并向所有单片机广播此时通信繁忙不允许发送申请，然后只允许已发送申请的单片机发送数据；当plc与该单片机通讯完毕后，plc向所有单片机发广播，此时通信空闲，允许单片机发送申请。

同时，当单片机接收到广播消息的时候，首先判断是通信繁忙的信号还是通信空闲的信号，只有当接收到了通信空闲信号时，才可以向plc发申请。

单片机对plc的广播信号不做反馈处理。

　　通信忙碌（字符@,ascii码为64）、通信空闲（字符$,ascii码为36），单片机在接收到@时，不可向plc发送申请。

只有当接收到$且需要向plc传输数据的时候才能发送申请。

　　广播数据格式：

　　2.2.2plc发送数据格式

　　经过分析得知：

　　plc向单片机发送的数据包括两种，一种是控制单片机动作的控制信号；另一种是当接收到单片机发送来的数据以后，经过比较校验要发