PLC自由口通信技术研究与应用
实验十 自由口通信实验
实验十自由口编程实验一、实验目的了解PLC通信功能；初步掌握PLC自由口通信编程方法。
二、实验设备1、THSMS-A型实验装置二台2、安装了STEP7-Micro/WIN4.0编程软件的计算机一台3、PC/PPI编程电缆，网络连接器。
4、锁紧导线若干三、实验内容与步骤（1）输入以下程序，通过串口调试软件（可从网上下载，下图为某一款软件主界面）或windows超级终端（使用方法附后，如果你的计算机中没有，请找老师或者从网上下载）观察现象。
Network 1 // 网络标题// 传送：“S7－200你好”到VW100开始的五个字（十个字节）LD SM0.1MOVB 16#09, SMB30 //9600，8，N，1MOVW 16#5337, VW100 //“S”和“7”的ASCII码MOVW 16#2D32, VW102 //“-”和“2”的ASCII码MOVW 16#3030, VW104 //两个“0”的ASCII码MOVW 16#C4E3, VW106 //“你”字的汉字机内码，产生办法：找到汉字区位码，将区码和位码分别变为16进制，再分别加上A0即得MOVW 16#BAC3, VW108 //“好”的机内码MOVB 10, VB99 //缓冲区有10个字节（即“S7-200你好”），缓冲区格式见教材P145图7－22Network 2LD SM0.5 //秒脉冲，占空比50%EUXMT VB99, 0 //上升沿发送VB99中写明的字节数，从端口0发送（2）输入以下程序，通过串口调试软件（可从网上下载，下图为某一款软件主界面）或windows超级终端（使用方法附后，如果你的计算机中没有，请找老师或者从网上下载）观察现象。
主程序：Network 1 // 网络标题// 网络注释LD SM0.1MOVB 9, SMB30MOVB 1, VB100MOVB 'A', VB101Network 2LD SM0.1ATCH INT0, 8ENINetwork 3LD I0.1EUXMT VB100, 0中断程序：TITLE=中断程序注释Network 1 // 网络标题//SMB2中包含自由端口通信过程中从端口0 或端口1 收到的每个字符LDB= SMB2, 'A'= Q0.1程序所用符号表：拨动PLC开关进入运行状态，此时关闭STEP7软件，启动超级终端，在终端窗口分别输入CHINA123和chinAa123，观察PLC的Q0.1端子的灯亮来灭情况。
S7―200自由口通信的原理及学习建议
S7―200自由口通信的原理及学习建议摘要：本文从S7-200 PLC自由端口通信协议入手，讲述自由端口协议的基本概念、自由端口通信与USS、MODBUS RT的关系；利用自由端口通信数据发送和数据接收的梯形图实例讲述了自由端口的编程方法。
自由端口通信的ASCII码和二进制码协议区别，总结了自由端口协议的功能及用途，文章最后作者根据自身经验，提出了学习自由端口协议的几点建议。
关键词：S7-200 PLC自由端口协议ASCII二进制功能用途学习建议中图分类号：TP336 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）04-0037-01强大而灵活的自由口通信能力，是S7-200系统的一个重要特点。
S7-200 PLC的通信端口按照串行485通信总线规范设计，并具备自由通信功能。
在自由通信模式下，通信数据的发送、接受协议由编程人员自行规定，但一般都是按照受控设备的支持的通信协议编写自由通信协议。
在自由通信协议的平台上，S7-200PLC可以方便的与上位机的第三方软件（组态王、MSG等）、扫描设备、编码器、单片机进行数据交换。
USS协议库和MODBUS RTU从站协议库是S7-200的编程软件固有的通信协议库，这些协议库都使用了自由口通信功能。
正确理解S7-200的自由口通讯对于自控人员具有极其重要的意义。
1 自由口通信基本概念西门子S7-200系列PLC的通讯端口都具备自由口通信功能。
所谓自由口协议是指通过用户程序控制CPU主机的通信端口的操作模式来进行通信。
只有在PLC处于运行模式时，其通信端口才能工作在自由端口模式。
当PLC从RUN 模式切换到STOP模式时，其自由通信协议模式自动关闭，并将通信端口切换到PPI通信模式。
与自由端口通信相关的指令有数据发送指令XMT和数据接收指令RCV。
自由端口的数据发送梯形图程序如图1。
在图1中，当EN端为高电平时，PLC的通信端口PROT1就会将VB100及其后的若干字节按一定的比特率发送出去。
PLC通信功能及应用
S7-200系列PLC的网络连接形式（4）
IT网络
通过CP-243-1 IT通信处理器， 可将S7-200系统连接到工业 以太网（IE）中。通过工业 以太网，要实现与其它系列 的PLC进行通信；也可与 OPC服务器及PC进行通信。
8.1 S7-200系列PLC的通信协议及通信指令
网络读/写通信指令
控制接收来自远程 RCV TABLE，PORT CPU224的20个字符， 接收指令RCV通过PORT指定的串行通信口把接收到的 接收完成后，又将信 信息存入TABLE 指定的数据缓冲区，并且在接收信息开始 息发送回远程 PLC ； 或结束时产生变化。用RCV指令可接收含有一个或多个字符 当发送任务完成后用 的缓冲区的内容，该缓冲区内最多可容纳 255个字符。若为 本地 CPU224的输出 接收结束事件指定某个中断服务程序，则在接收到最后一个 信号 Q0.1进行提示。 字符后会产生中断。通过监控SMB86可以不用中断方式就能 接收信息。RCV指令允许选择(接收)信息开始或信息结束条 件。 可利用字符中断控制接收数据。
S7-200系列PLC的网络连接形式（3）
Profibus网络
Profibus协议设计用于分布式 I/O设备（远程I/O）的高速通信。 在S7-200系列PLC中可通过 EM277 Profibus –DP扩展模块 支持网络协议。网络通常由一个 主站和几个I/O从站构成。
8.1 S7-200系列PLC的通信协议及通信指令
S7-200系列PLC的网络连接形式（2）
多点网络
议可以是主/主协议或主/从协议。 协这种网络使用MPI协议通信。 MPI协议如何操作有赖于设备类 型。MPI总是在两个相互通信的 设备之间建立连接。主站为了应 用短时间建立一个连接，或无限 地保持连接的断开。
永宏FBs-PLC的自由通讯协议及应用
引言电子技术的日益发展，通讯接口给工业控制的自动化集中控制带来巨大的变化，系统的分布控制，网络的远程监控等都是通过通讯来实现监控。
各个智能设备之间要进行正常通讯，首先要保证以下3个条件一致：通讯硬件界面相同；通讯参数设置一致；以及通讯协议一致。
在串口的通讯中，界面都已经是标准化，参数设定亦可透过设定来保持一致。
但在智能自动化设备中，由于品牌和产品都存在差异，对于同一种产品，不同的品牌就可能存在不同的通讯协议！所以，智能设备的通讯，设备的选择是关键！但针对同种协议的产品，就有可能缩小设备选型范围，势必会对系统的组成存在影响。
如造成成本的提升，系统得不到优化等问题。
1. 系统硬件要求1.1 永宏FBs-PLC通讯功能永宏FBs-PLC提供相当强大的通讯功能，SoC单晶片中集合5个高速通讯端口。
主机自带一个通讯端口。
多样的扩展方式，可以选择通讯模块或者通讯板实现通讯端口的扩展，单一主机可以最多扩展至5个通讯端口；数据传输可以选择ASCII码或者速度快一倍的二进制码来传输；每个通讯端口通讯速率高达921.6Kbps；支持RS-232,RS-485,USB和Ethernet 等界面；通讯协议提供永宏标准通讯协议，工业界通用的ModBus标准协议，以及自由口协议。
这里我们就永宏PLC的自由通讯协议做进一步探讨。
1.2 永宏PLC自由通讯协议简介所谓自由通讯协议，永宏PLC作为主站，根据通讯的从站设备通讯格式来编写通讯传输数据格式，以保证通讯格式的一致性。
在符合从站设备的数据格式时设备才能识别主站发送出来的命令要求，再根据命令来进行处理数据、做响应回复等工作。
这样将大大提高PLC 控制对象的通讯接口兼容。
图1.1 RS-485单主多从通讯示意图如图1.1所示，一个永宏PLC可以跟多个智能从站进行通讯；智能从站可以同为一种设备不同品牌，或者不同设备不同品牌，例如其他品牌的PLC、变频器、智能仪表等，只要符合RS-485通讯要求即可组网。
s7-200自由口通信
S7-200自由口通信简介S7-200是一款广泛应用于低端自动化控制领域的PLC，可以满足各种控制要求。
在控制系统中，一个PLC通常需要与其他设备进行通信，以实现更加复杂的控制功能。
而S7-200具有自由口通信功能，可以方便地与其他设备进行通信，为控制系统的设计提供了更多的选择。
自由口通信的概念S7-200的自由口通信，是指使用自由口功能实现与其他设备（如触摸屏、人机界面、变频器等）之间的通信。
在PLC控制系统中，S7-200自由口通信的应用非常广泛。
通过配置相应的参数和指令，S7-200可以方便地实现与其他设备之间的数据交换和控制指令传输。
自由口通信的优势相比其他通信方式，S7-200的自由口通信具有许多优势：方便易用S7-200自由口的设置非常简单，用户只需要根据实际需要设置相应的参数即可。
并且S7-200具备很好的兼容性，能够与其他设备快速实现数据交换。
实时性强S7-200的自由口通信实时性非常好，数据传输速度快，通讯延时很低。
这一优势使得S7-200在高速控制和监控场合得到广泛应用。
带宽宽敞S7-200自由口的带宽非常宽敞，可以同时实现多个任务和数据的传输。
这一优势使得S7-200具有非常好的扩展性和适应性，可以满足各种不同应用场合的需求。
自由口通信的应用示例通讯协议S7-200可以通过自由口通信与其他设备进行通讯，常用的通讯协议包括Modbus、Profibu、Devicenet等。
在S7-200的通讯模块中，可以通过配置相应的参数和指令，非常方便地实现与这些通讯协议之间的通信。
数据交换在PLC控制系统中，数据交换是一个非常重要的环节。
通过S7-200的自由口通信，用户可以快速实现控制器之间的数据交换，提高控制系统的性能和稳定性。
例如，在变频器控制系统中，S7-200可以通过自由口和变频器进行数据交换，以实现更加复杂的控制功能。
远程监控S7-200的自由口通信可以实现远程监控和数据采集。
S7_200PLC与PC自由口通讯的多种实现方法
S7-200PLC与PC自由口通讯的多种实现方法1 引言西门子S7-200PLC是德国西门子公司生产小型PLC。
S7-200以其高可靠性、指令丰富、内置功能丰富、强劲通讯能力、较高性价比等特点，工业控制领域中被广泛应用。
S7-200PLC突出特点之一是自由口通讯功能。
如何实现S7-200PLC与个人计算机互联通信，是S7-200PLC应用技术关键。
可编程控制器与计算机之间通讯一般是RS-422口或RS-232C口进行，信息交换方式为字符串方式，运用RS-232C或RS-422通道，容易配置一个与计算机进行通信系统，将所有软元件数据和状态用可编程控制器送入计算机，由计算机采集这些数据，进行分析及运行状态监测。
用计算机改变可编程控制器设备初始值和设定值，实现计算机与可编程控制器直接控制，一旦确定了可编程控制器控制指令，就能很方便与计算机连接。
2 S7-200自由口通讯模式S7-200支持多种通讯模式，如点点接口(PPI)、多点接口(MPI)、Rrofibus DP等。
PPI等通讯协议主要用于西门子系列产品之间通讯以及对PLC编程。
自由口模式下，可由用户控制串行通讯接口，实现用户自定义通讯协议。
用户可以用梯形图程序调用接收中断、发送中断、发送指令(XMT)、接受指令(RCV)来控制通信操作。
自由口模式下，通信协议完全由梯形图程序控制。
S7-200CPU上通信口是与RS-485兼容9针D型连接器，PLC还提供了实现RS-485与PC机上RS-232C相连接PC/PPI电缆，利用它可以方便实现S7-200系列PLC与PC之间硬件连接。
S7-200编程软件为STEP7-Micro/WIN32，该软件有STL、FBD和Ladder三种编程模式，有SIMATIC指令和IEC131-3指令两种指令。
本文所给出范例是使用SIMATIC指令STL编程。
3 S7-200 PLC端通讯程序实现PLC程序分为主程序和中断程序。
基于自由口通讯的PLC与无纸记录仪的通讯实现
基于自由口通讯的PLC与无纸记录仪的通讯实现自由口通讯是一种新兴的通讯方式，它可以将PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）与无纸记录仪进行连接和数据传输。
这种通讯方式在工业控制系统中具有重要的应用价值，可以提高生产效率和数据采集的准确性。
我们需要了解什么是PLC和无纸记录仪。
PLC是一种可编程的电子控制器，用于自动化控制系统中的逻辑运算和数据处理。
它可以实现各种复杂的控制任务，如逻辑控制、运动控制和过程控制等。
无纸记录仪是一种用于记录和存储数据的设备，它可以实时监测和记录各种参数，如温度、压力和流量等，以便后续分析和处理。
在传统的PLC与无纸记录仪之间的通讯方式中，通常使用有线连接方式，如串口、以太网或现场总线等。
这种有线通讯方式存在一些限制，如受到布线限制、传输距离有限和易受干扰等。
基于自由口通讯的PLC与无纸记录仪的通讯实现可以解决这些问题。
自由口通讯是一种无线通讯方式，通过无线传输数据，避免了布线的限制，可以实现远距离传输。
自由口通讯具有抗干扰性强的特点，可以在工业环境中稳定可靠地进行数据传输。
1. 配置无线通讯模块：在PLC和无纸记录仪中分别配置无线通讯模块，确保它们之间可以进行无线通讯。
3. 数据传输：通过通讯连接，将PLC采集到的数据传输到无纸记录仪中进行记录和存储。
无纸记录仪也可以将设置参数传输给PLC，以便对工业过程进行控制。
4. 数据处理和分析：通过无纸记录仪记录的数据可以进行后续的数据处理和分析，以提取有用的信息和实现工艺优化。
通过基于自由口通讯的PLC与无纸记录仪的通讯实现，可以实现实时数据采集和远程监控，提高生产过程的可控性和稳定性。
无线通讯方式也为工业控制系统的搭建和维护提供了更加便利和灵活的方式。
在实际应用中，我们可以根据具体的情况选择合适的无线通讯模块和协议，以确保通讯的稳定性和安全性。
也可以结合其他技术，如云计算和物联网，进一步拓展工业控制系统的功能和应用领域。
解读PLC技术在通信中的应用
解读PLC技术在通信中的应用摘要：随着社会信息化程度的提高，网络已成为人们生活中不可缺少的一部分。
网络接入带宽迅速提升，以适应大容量、高速率的数据、视频、语音等高质量的信息传输与服务。
随着科技的迅速发展，电力线通信已成为一种新型的宽带接入技术，并且有着良好的发展前景。
本文主要就电力线通信的通信方式以及优缺点进行了分析，对于PLC技术在通信中的应用具有一定的指导意义。
关键词：电力线通信；通信方式；优势Abstract: With the improvement in the level of social information, the network has become an indispensable part of people’s lives. With the rapid development of science and technology, power line communications has become a new type of broadband access technology, and has good prospects for development. In this paper, power line communication means of communication, as well as the advantages and disadvantages of the analysis, with some guiding significance for the application of PLC technology in communications.Key words: power line communication; means of communication; advantage一、前言电力线通信简称PLC（Power Line Communication0）是利用配电网低压线路传输多媒体信号的一种通信方式。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
PLC自由口通信技术研究与应用
摘要：在实际工业控制系统应用环境中，研究plc自由口模式的通信有助于实现plc与windows程序开发环境间的实时通信。
通过研究plc自由口模式的通信，实现系统与plc的实时通信，从而能够完全实现工业控制系统中上下位机的通信，实时显示和控制plc 采集的数据，并将数据以数据库的形式存储起来方便研究和分析。
关键词：plc 实时通信数据采集自由口模式
一、前言
在实际的工业控制系统应用中，可编程控制器（plc）是系统的控制核心。
由于可编程控制器的结构简单、控制安全且易于编程等优点，能够超乎想象的满足小规模的控制要求，因此plc以其灵活多变的特点满足了各行各业工业自动化控制的需求，被称为现代工业自动化的中流砥柱。
本篇文章将简要介绍plc控制系统的组成结构，并研究了主流应用的s7-200系列自由口模式的通信技术以及应用情况。
二、plc控制系统
可编程控制器首次应用于20世纪60年代末美国数字设备公司为gm公司设计的解决方案中，其主要功能是逻辑控制。
根据i/o口分类，plc可以分为巨型、大、中、小、微等多种plc。
而且不同国家生产的plc由于生产地的不同形成了不同的类型。
根据不同的结构，plc可以分为整体式、组合式和混合式这三种。
整体式结构是plc以前采用的主要结构，通过将cpu主机模块、
i/o口以及电源和接口端等基础组成模块通过一定的方式紧密的封装在一个整体的壳体内，形成一个整体。
整体式结构目前主要应用在集中控制的工业现场。
模块式结构是根据不同的功能模块相互独立的进行封装。
主要分为cpu主机、输入、输出、电源和辅助功能模块。
各个模块相互独立，在组装时可以根据所需功能按照相应的规范安装在莫班上，各模块自动组建成控制系统。
模块式结构主要应用于分布式控制的工业现场。
混合式结构包含plc主机和拓展模块，plc主机包含主要的基本模块，能够独立完成相应的控制功能。
拓展模块式主要其他辅助只能模块。
各模块之间通过总线连接并进行统一管理。
混合式模块功能丰富，应用广泛，而且控制性能优良，主要应用于各类繁杂以及困难的控制现场。
2.1plc控制系统的结构
plc控制系统主要分为单散、分散、集中这三类控制系统。
单机控制系统是指通过一台可编程控制器控制唯一对象，这种控制系统简单集中，而且功能相对单一，易于实现。
如图1所示，分散控制系统是针对各个控制对象设置plc控制器，plc之间通过上位机经过数据控制总线进行数据传输。
分散控制系统的特点是各pcl相互并联独立，某一台plc出现问题不会影响其他的plc运行。
相比于其他控制系统，分散控制系统可靠性强，虽然价格和维护成本偏高，但总的经济效益合理。
分散控制系统广泛
应用于工业生产线的控制，是目前计算机控制的主流发展趋势。
集中控制系统是通过plc主机总体控制整个系统，系统中各个设备之间的通信都由中央plc主机完成。
集中控制系统集中程度高，但也不易更换控制系统，且各控制对象之间互相关联，组建后系统变换困难。
三、s7-200系列plc自由口通信技术及应用
目前西门子公司为代表的工业产品已经广泛应用于各行各业的
控制现场，其公司的主打产品是simatic s7-200系列更是占据了控制系统的半壁河山，其既能用于简单的控制现场，也能适应多功能的自动化控制。
s7-200系列的plc支持的网络通信协议包括自由口通信协议、通用串行接口协议、profibus协议、ppi协议和mpi协议。
根据com口，自由口协议将命令传递到plc的port0（或port1）口，plc的rcv接收指令后编译相关代码，在编译完相关代码后，plc再调用相关子程序执行操作，同时返回指令执行的状态信息。
在自由口模式下，通信协议是由用户定义的。
程序员可以通过自定义程序来调用接收停止、发送停止、xmt指令、rcv指令来控制通信操作。
在自由口模式下，通信协议完全由用户自定义程序控制。
s7-200cpu上的通信口是与rs-495兼容的9针d型连接器，plc还提供了实现rs-485与pc机上rs-232相连接的pc/ppi电缆，利用它可以方便地实现s7-200系列plc与pc之间的硬件连接.s7-200采用step7-micro/win32作为代码编写软件，该软件有三种编程模
式，包括stl、fbd和ladder，有simatic和iec131-3这两种指令。
本文所采用的是simatic指令的stl编程方式。
s7-200 plc端的通讯程序实现plc程序分为主程序和中断程序。
主程序完成初始化通信口、开中断、判断、发送数据等功能。
中断程序完成接收和发送数据的功能。
接收指令（rcv）启动或终止接收信息功能，需要提前为下一步接收指令设定开始和结束条件。
发送指令（xmt）在自由口模式下依靠相应通讯口发出信息指令。
cpu工作方式的模式开关是依据控制字来进行选择。
目前自由端口模式的进入是由特殊存储器sm0.7来控制。
当sm0.7是0时，模式开关处于trem位置；当sm0.7是1时模式开关处于run位置。
而进行自由口通讯时，需要将模式开关调节到run位置。
smb30是自由口模式控制字节，用来设定校验方式、通讯协议、波特率等通讯参数。
端口0的自由端口通信由smb30来把控；另外端口1的自由端口通讯是由smb130控制。
通过控制相应的通讯端口，进行自由端口控制，并提供相应的系统协议或端口的自由选择。
plc自由口模式用来控制和读取接收数据命令的端口包括smb194到smb186以及smb94到smb86。
在s7-200系列plc中，处理网络通信中的中断事件的原则是采取顺序原则。
因此，当一个中断指令处于执行状态时，随后的其他中断事件都不能插队，必须排队等候上一个中断事件的处理结束。
目前plc的自由口通信技术广泛应用机械行业的设备改造和生产线建设，以及机床控制中。
plc技术作为一种可靠的控制技术，能
够充分的应用到自动化的生产线中，为企业带来了巨大的经济效益。
参考文献
[1]李腊元，李春林.计算机网络技术[m].北京：国防工业出版社。
2001：60—80.
[2] filicori p f，hili l h.error∞timation in sampeng digitaiwattmeters[j].ieee proceeding1985，132：166-173. [3]许毅，熊文龙，雷静.基于pc与$72200实现自由通信协议的研究[j].武汉理工大学学报：交通科学与工程版，2002.26（4）：513-515.。