欧姆龙CPU自带口与第三方设备通信实验.docx

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欧姆龙CPU自带口与第三方设备通信实验

编号:

20150822

实验报告

课题名称:

欧姆龙CPU自带232口和第三方设备通信实验

单位（盖章）:

技术部

实验时间:

欧姆龙CPU自带232口和第三方设备通信实验

实验目的：

了解欧姆龙PLCCPU自带RS232口和第三方设备的通信。

本实验以欧姆龙PLCCS1D-CPU67S和昌辉SWP系列仪表为例进行测试。

实验设备：

本次实验设备见表1。

序号

名称

型号

数量

备注

1

CPU

CS1D-CPU67S

1

2

电源模块

CS1D-PA207R

1

3

主底板

CS1D-BC082S

1

4

以太网模块

CS1W-EIP21

1

5

昌辉仪表

SWP-C403-22-23-HL-FA

1

6

USB转串口线

1

7

CPU和PC串口连接线（见注1）

1

用来连接CPU的USB口和串口线的USB口

8

网线

1

表1

注1：

欧姆龙PLCRS232口和上位机串口线的连接方式见图1。

图1-欧姆龙PLCRS232口和上位机串口线的连接方式

实验流程：

实验步骤：

一、硬件电路搭建

1、实验设备电路搭建如图2所示。

图2-实验硬件电路搭建图

2、CPU单元设置：

CPU单元设置见图3，将所有的DIP开关都置为OFF。

图3-CPU模块DIP开关设置图

3、以太网模块设置：

在该实验中，由于我们将用到CPU自带的RS232口和第三方设备（昌辉仪表）通信，因此对CPU的编程等操作选定为以太网方式。

以太网模块的单元号和节点号设置见图4，该实验中设定的IP地址为：

192.168.250.1。

图4-以太网模块设置图

二、软件设置

1、打开CX-Programmer，文件，新建，设备类型CS1D-S，CPU型号选择CPU67，网络类型选择Ethernet。

设置界面如图5。

图5-新建工程

2、以太网连接设置，如图6：

将IP地址设定为192.168.250.1

图6-IP地址设定

3、在线工作，编程模式下，打开“设置”选项对CPU自带的232口进行设置。

如图7所示。

在“上位机链接端口”选项下设置通信格式（注2）（波特率、数据格式、232口的工作模式等参数），然后传送到PLC。

图7-CPU自带232口的设置

注2：

SWP系列仪表通讯口的传输方式为

。

三、无协议收发功能的测试。

欧姆龙PLC和第三方设备通信需要通过特殊指令（TXD和RXD）来发送和接收第三方设备的协议。

1、无协议发送功能的测试。

测试要求：

发送D0-D9共10个数据到上位机。

上位机接收软件：

串口调试工具

（1）无协议接收程序的编写：

测试无协议接收需要用到无协议接收指令RXD

S-发送数据的首地址：

将要发送的第三方设备的协议写在S开始的内存中去。

C-控制字：

定义发送协议的一些控制项目。

控制字的定义如下：

N-发送的数据字节数：

定义发送协议的字节数。

无协议发送程序如图7所示（发送D0-D9共10个数据）：

图7-无协议发送程序截图

（2）无协议发送测试情况如图8、图9所示。

图8-CPU发送数据

图9-上位机接收数据

（3）测试结果：

CPU无协议发送数据正常。

2、无协议接收功能的测试。

测试要求：

上位机发送数据，CPU通过无协议接收数据并存到D200开始内存区域。

上位机发送软件：

串口调试工具

（1）无协议接收程序的编写：

测试无协议发送需要用到无协议发送指令RXD

S-接收数据的首地址：

定义接收数据存放的首地址。

C-控制字：

定义接收协议的一些控制项目。

控制字的定义如下：

N-存储数据的字节数：

定义从接收缓冲区中，存储多少字节的数据到指定的地址中去。

无协议接收程序如图10所示（将接收到的数据放在D200开始地址中去）：

图10-无协议接收截图

（2）无协议接收测试情况如图11、图12所示。

图11-上位机发送数据截图

图12-CPU接收数据截图

（3）测试结果：

CPU无协议接收数据正常。

四、第三方设备协议分析

1、通讯格式分析

本次实验通信的第三方设备是昌辉的SWP系列仪表，其通信格式为：

·@-起始符；

·DE──仪表设备号（双字节，参见仪表操作手册中之参数“DE”）

·帧命令──操作命令（双字节）

·帧数据──各种操作命令所对应的数据（长度视不同仪表型号而不同）

·CRC──校验字节（除@外CRC字节之前其它几个字节的异或值，即DE（ASII）与帧类型ASCII和帧数据ASCII的异或值）

·CRC=DEASCII⊕帧命令ASCII⊕帧数据ASCII

·CR——结束符

2、设备设置分析

这一部分需要进入仪表的二级菜单对仪表的DE（即设备编号）和波特率进行设置。

设置方法为：

找到DE和BT两个项目如图12。

将BT设置为5（即波特率为9600）；设备号设置为01。

图12-仪表参数设置

3、仪表参数编写

下面以读仪表动态数据（实时测量值）帧为例编写通信命令帧。

由通信格式可得到设备发送和接收命令的具体格式（注3）：

注3：

读仪表动态数据的帧命令为RD，仪表通讯命令集见表2：

表2-SWP仪表通信命令集

故：

当设备号为01时应该发送的命令帧为：

五、CS1D-CPU67S读取仪表动态数据实例。

要求：

（1）当200.00为1时，CPU将储存在D0开始的内存中的请求命令（请求当前仪表动态数据）发送到SWP仪表。

（2）当200.01为1时，仪表回复当前的动态数据到CPU，CPU将其存在D200开始的内存中。

1、无协议收发数据程序编写，如图13。

图13-无协议获取SWP仪表数据

（1）DO中保存的请求命令数据见图14：

图14-CPU发送请求命令

（2）当仪表当前没有给定信号时，接收到的数据见图15。

图15-仪表没有给定信号时

（3）当仪表给定4mA的信号时，接收到的数据见图16。

图16-仪表给定信号为4mA时

（4）当仪表给定12mA的信号时，接收到的数据见图17。

图17-仪表给定信号为12mA时

（5）当仪表给定20mA的信号时，接收到的数据见图18。

图18-仪表给定信号为20mA时

2、结论：

CPU自带的232口能够正常和第三方设备通信。

六、FCS（帧校验和）指令的使用。

1、欧姆龙PLC提供一条FCS指令，该指令的作用是计算指定地址范围内的FCS值，并以ASCII代码输出。

C和C+1—控制字：

C指定了在FCS计算中使用的单位（字节或字），（C+1的第13位判断是字节还是字）。

R1—需要计算校验码的地址的首字。

D—计算输出的结果存放位置。

如果选择字节方式，计算结果输出到D+1和D。

在这种情况下，左边4个数字存入D+1,右边4个数字存入D。

2、FCS校验码计算示例。

（1）以计算昌辉仪表校验码为例。

仪表的协议规定，参与校验码计算的数据包含了DE（ASII）与帧类型ASCII和帧数据ASCII的异或值。

首先，列出地址使用表3。

序号

FCS指令中的标识

CPU对应的地址

设置值

SWP仪表的参数

1

C（控制字）

D100

#0006

2

D101

#3000

3

R1（需要计算的参数的首字）

D120

0001

设备号

4

D121

5244

命令代码

5

D（结果字）

D300

表3-FCS指令计算SWP校验码地址对照表

（2）FCS指令程序见图19。

图19-FCS指令程序

图20-FCS参数查看

（3）改变命令代码为RR（即D121的值为5252）得到新的校验码，如图21所示。

图21-改变命令代码后的检验码计算

3、结论：

检验码和手动计算结果一样，FCS计算异或检验码成功。

七、通过CPU计算校验码获取SWP数据

1、程序

2、得到的实验结果

（1）D0-D4发送数据

（2）D200接收数据

八、结论

当第三方设备数据帧的校验方式为异或时，能够通过CPU自带的RS232口实现与第三方设备的通讯。

注意：

（1）使用到的A区辅助区域

（2）在任何时候，RXD和TXD不能同时执行，否则导致串口报错，不能执行无协议收发数据。

如串口报错可通过将A526.00置为1，重新启动端口。

（3）SWP仪表的通信中，

OD为结束符，只能以16进制形式发送。