串口通訊之ET200S 1SI模塊進(jìn)行ASCII通訊

1. 概述
串口模塊ET200S 1SI（訂貨號：6ES7 138-4DF01-0AB0）是一款用于ET200S上的串口模塊，支持兩種軟件協(xié)議（ASCII和3964(R)），通過接線區(qū)分可支持三種硬件接口（RS232C、RS422和RS485）。
在Step 7硬件組態(tài)中選擇模塊時(shí)，硬件目錄中有以下六種版本的模塊：
? ASCII （4B）
? ASCII（8B）
? ASCII（32B）
? 3964(R) （4B）
? 3964(R) （8B）
? 3964(R) （32B）
4/8/32字節(jié)代表數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐掏侣蚀笮。�字�?jié)數(shù)越大，吞吐率越大，即數(shù)據(jù)傳輸越快，但是在ET200S機(jī)架上占用的I/O存儲區(qū)也越多，如果從傳輸速率考慮，選擇32B最快，如果從占用的I/O區(qū)最小考慮，選擇4B占用最少，根據(jù)具體應(yīng)用要求選擇。
模塊信息及指示燈含義，如下圖1所示。銷售原裝西門子SMART10寸觸摸屏6AV6648-0CE11-3AX0

圖1 模塊指示燈含義

RS232C、RS422和RS485三種接口通訊的終端模塊端子分配和電纜連接，如下圖2/3/4所示。

圖2-1 RS232C接口終端模塊端子分配

 

圖2-2 RS232C接口終端模塊電纜連接

 

圖3-1 RS422接口終端模塊端子分配

 

圖3-2 RS422接口終端模塊電纜連接

 

圖4-1 RS485接口終端模塊端子分配

 

圖4-2 RS485接口終端模塊電纜連接

注意：RS485接口內(nèi)部已經(jīng)短接，不需要外部短接處理，只要直接連接1，2，8。

2. 軟件環(huán)境

2.1 STEP7 V5.4 SP5
用于編寫S7-300/400程序，此軟件需要銷售原裝西門子SMART10寸觸摸屏6AV6648-0CE11-3AX0從西門子購買，本文檔中的部分代碼使用Step7 V5.4 SP5的軟件編寫。

2.2 ET200S 1SI 串行接口模塊的功能塊
STEP 7 軟件中不包含ET200s 1SI模塊做串口通訊的功能塊，需要單獨(dú)安裝一個(gè)軟件，然后在Libraries下才有ET200sSI的庫，功能塊可供通訊調(diào)用，該軟件從以下的鏈接下載。25358470

2.3 串口調(diào)試器
第三方提供的銷售原裝西門子SMART10寸觸摸屏6AV6648-0CE11-3AX0串口調(diào)試工具，可以從互聯(lián)網(wǎng)上免費(fèi)下載，可用于測試串口通訊。

3. 硬件列表和接線

3.1 硬件列表

CPU	CPU317-2PN/DP	6ES7 317-2EK14-0AB0
ET200S	接口模塊	6ES7 151-1BA01-0AB0
	功率模塊	6ES7 138-4CA00-0AA0
	1 SI串口模塊	6ES7 138-4DF01-0AB0
功率模塊的終端模塊	TM-P15S23-A0	6ES7 193-4CD20-0AA0
電子模塊的終端模塊	TM-E15C24-01	6ES7 193-4CA30-0AA0

表1 硬件設(shè)備

3.2 硬件接線示意圖
以RS232C的方式接線為例說明，1 Si 模塊按照RS232C的接線方式連接到電腦的232口，連接示意圖如下所示。

圖5 硬件結(jié)構(gòu)和接線示意圖

4.組態(tài)設(shè)置和編程

4.1 組態(tài)和配置

1．打開STEP7，點(diǎn)擊File->New...創(chuàng)建一新項(xiàng)目，項(xiàng)目名稱為et200s ASCII。

圖6新建項(xiàng)目對話框

2．用鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊項(xiàng)目名稱，選擇銷售原裝西門子SMART10寸觸摸屏6AV6648-0CE11-3AX0Insert New Object->SIMATIC 300 Station，更改站的名稱為 317-2PN/DP ，如下圖7所示。

圖7 插入S7-300站

3. 在硬件組態(tài)中按訂貨號和硬件安裝次序依次插入機(jī)架、CPU和ET200S標(biāo)準(zhǔn)從站模塊，如下圖8所示，注意所選串行接口模塊為32字節(jié)的1SI ASCII （這里僅考慮數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐掏侣剩�不考慮占用的I/O存儲區(qū)的大小）。

圖8組態(tài)硬件

4．雙擊1 SI ASCII 模塊，點(diǎn)擊Parameter選項(xiàng)，配置串口通信 參數(shù)。

圖9 參數(shù)分配

本例中，“Interface”設(shè)為RS232C接口，勾選斷線診斷，流量控制：無。通信波特率：9.6kb/s，數(shù)據(jù)位：8位，停止位：1位，奇偶效驗(yàn)：無，字符延遲時(shí)間：4ms，其他的參數(shù)都采用默認(rèn)設(shè)置。注意：設(shè)定的參數(shù)要和通訊伙伴的相 同。

部分參數(shù)說明：

1．接口的選擇

圖10 接口設(shè)置

三種接口中：RS232C和RS422接口可以選擇“斷線檢測”和“數(shù)據(jù)流量控制” 的功能， RS485/422可以設(shè)置“接收線路的初始化狀態(tài)”。
2．字符楨的格式：支持10位和11位的字符楨格式，包括數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄌ芈剩瑪?shù)據(jù)位，停止位和奇偶校驗(yàn)位。
3．接收字符楨結(jié)束判斷條件

圖11 結(jié)束判斷條件

On expiration of character delay time: 以固定的字符延遲時(shí)間為每幀數(shù)據(jù)的結(jié)束方式；
On receipt of end-of-text character: 以結(jié)束字符作為每幀數(shù)據(jù)的結(jié)束方式；
On receipt of fixed number of characters: 以固定的字符長度作為每幀數(shù)據(jù)的結(jié)束方式。

4．緩沖區(qū)處理方式

圖12 緩沖區(qū)設(shè)置

Dynamic Message frame buffer：如果勾上，模塊就可以緩沖多個(gè)不同長度的消息；
Prevent message frame buffer overwrite：如果勾上，防止接收到的新消息覆蓋緩沖區(qū)中的消息楨，這可以防止丟失以前接收到的消息楨；
Delete receive buffer during CPU startup：如果勾上，當(dāng)CPU的工作模式從STOP切換到RUN（CPU啟動(dòng)）時(shí)，模塊的接收緩沖區(qū)自動(dòng)清空。
更多關(guān)于串口接口模塊的組態(tài)和參數(shù)設(shè)置，請參考手冊《ET 200S 串行接口模塊》第2.9章節(jié)的內(nèi)容，手冊鏈接：9260793

4.2 編程

4.2.1 PLC側(cè)編程

1．程序調(diào)用：從庫Libraries -> ET200s SI -> ET200S Serial Interface -> ET200s SI中調(diào)用功能塊，調(diào)用發(fā)送 FB3（S_SEND）和接收 FB2（S_RCV），并為其分配背景數(shù)據(jù)塊分別為DB30和DB20，將塊參數(shù)LADDR設(shè)為硬件組態(tài)中1 SI模塊的起始邏輯地址256。

圖13 ET200S串口模塊的邏輯地址

  銷售原裝西門子SMART10寸觸摸屏6AV6648-0CE11-3AX0
2．創(chuàng)建發(fā)送數(shù)據(jù)塊DB1和接收數(shù)據(jù)塊DB2

圖14發(fā)送/接收數(shù)據(jù)塊DB1/DB2

3．調(diào)用發(fā)送功能塊
ET200S 1SI 的發(fā)送功能塊FB3 S_SEND 的參數(shù)設(shè)置見下表2。

LADDR	硬件組態(tài)中串口模塊的起始邏輯地址，本例中為256
DB_NO	發(fā)送數(shù)據(jù)塊號，本例中為1（DB1）
DBB_NO	發(fā)送數(shù)據(jù)的起始地址，本例中為0（從DB1.DBB0開始）
LEN	發(fā)送數(shù)據(jù)的長度，本例中為10
REQ	發(fā)送數(shù)據(jù)觸發(fā)位，上升沿觸發(fā)，本例中為M0.0
R	取消通訊，本例中不用
COM_RST	如果為1 ，重新啟動(dòng)FB，本例中為M0.2
DONE	發(fā)送完成位，發(fā)送完成且沒有錯(cuò)誤時(shí)為TRUE，
ERROR	錯(cuò)誤位，為TRUE說明有錯(cuò)誤
STATUS	狀態(tài)字，標(biāo)識錯(cuò)誤代碼，察看ET200S串行接口模塊手冊獲得相應(yīng)的說明

表2 FB3 S_SEND 的參數(shù)定義

 

圖15 在程序中調(diào)用FB3 S_SEND

4．調(diào)用接收功能塊
ET200S 1SI的接收功能塊FB2 S_RCV的參數(shù)設(shè)置見下表3。

LADDR	硬件組態(tài)中串口模塊的起始邏輯地址，本例中為256
DB_NO	接收數(shù)據(jù)塊號，本例中為2（DB2）
DBB_NO	接收數(shù)據(jù)的起始地址，本例中為0（DB2.DBB0）
LEN	接收數(shù)據(jù)的長度，本例中為MW4，只有在接收到數(shù)據(jù)的當(dāng)前周期，此值不為0 ，需要編程讀出
EN_R	使能接收位，本例中為M0.2
R	取消通訊，本例中不用
COM_RST	如果為1 ，重新啟動(dòng)FB，本例中為M0.2
NDR	接收完成位，接收完成并沒有錯(cuò)誤時(shí)為TRUE
ERROR	錯(cuò)誤位，為TRUE時(shí)說明有錯(cuò)誤
STATUS	狀態(tài)字，標(biāo)識錯(cuò)誤代碼，查看ET200S串行接口模塊手冊獲得相應(yīng)的說明

表3 FB2 S_RCV的參數(shù)定義

 

 

圖16 在程序中調(diào)用FB2 S_RCV

4.2.2 PC機(jī)參數(shù)設(shè)置
參數(shù)分配：串口選擇COM1（默認(rèn)），傳輸波特率為9.6Kb/s， 8位數(shù)據(jù)位，無校驗(yàn)，1位停止位，這些參數(shù)要和ET200s中1SI ASCII模塊設(shè)置一致，同時(shí)將串口調(diào)試軟件打開。

圖17 串口調(diào)試軟件參數(shù)設(shè)置

4.3 通訊測試

1．ET200S 1SI發(fā)送數(shù)據(jù)，調(diào)試軟件接收數(shù)據(jù)
首先將硬件配置和程序下載到PLC，將DB1中前10個(gè)字節(jié)設(shè)為十六進(jìn)制的01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 ，然后將FB3的M0.0從FALSE置成TRUE，ET200S將發(fā)送數(shù)據(jù)10個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，可以從串口調(diào)試軟件的接收字符窗口中看到收到的數(shù)據(jù)（十六進(jìn)制），結(jié)果如下圖18所示。

圖18 ET200S 1SI發(fā)送數(shù)據(jù)調(diào)試軟件接收數(shù)據(jù)測試結(jié)果

2．調(diào)試軟件發(fā)送數(shù)據(jù)，ET200S 1 SI接收數(shù)據(jù)
首先將硬件配置和程序下載到CPU中，將FB2的M0.1設(shè)為TRUE，使能ET200S 接收。在PC機(jī)的串口軟件打開，在發(fā)送字符輸入窗口輸入16進(jìn)制數(shù)據(jù)1122334455667788 9900，然后點(diǎn)擊“手動(dòng)發(fā)送”按鈕發(fā)送數(shù)據(jù)，則在PLC側(cè)DB2的前10個(gè)字節(jié)能接收到數(shù)據(jù)，接收的長度為10，測試結(jié)果如下。

圖19調(diào)試軟件發(fā)送數(shù)據(jù)ET200S 1SI接收數(shù)據(jù)測試結(jié)果

5.總結(jié)