西门子自由口通讯
西门子 S7-1500 CM PtP RS232 与 MV340 自由口通信说明书
10/CN/view/zh/105640826C o p y r i g h t ãS i e m e n s A G C o p y r i g h t y e a r A l l r i g h t s r e s e r v e d 目录1任务概述................................................................................................................. 31.1 S7-1500 CM PtP 通信模块概要 . (3)1.2 MV340信息 (3)1.3示例方案 (4)2接口与连接 (4)2.1S7-1500CM PtP 接口 (4)2.2MV340 RS232电缆 (5)3 MV340通信设置 (5)4 TIA Portal V13项目组态 (6)4.1创建项目并组态模块 (6)4.2设备组态 (7)5编程测试 (10)5.1通信程序 (10)5.2简单测试 (12)6 CM PtP 错误诊断 (13)6.1通过模块上的 LED 指示灯 (14)6.2通过程序块错误代码 (14)C o p y r i g h t ãS i e m e n s A G C o p y r i g h t y e a r A l l r i g h t s r e s e r v e d SIMATIC S7-1500或ET200MP 自动化系统包含各种应用模块，其中包括通信模块。
串行通信模块通过点对点连接，提供了简单的数据交换功能。
本例以S7-1500串口通信模块CM PtP RS232 HF ，与手持读码器MV340自由口通信为例，简单介绍西门子串口通讯模块的使用方法。
1.1 S7-1500 CM PtP 通信模块概要S7-1500或 ER200MP CM PtP 串行通信模块产品有如下几种。
西门子—自由口通讯知识
西门子—自由口通讯知识(总14页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除S7-200系列自由口通讯的实现及应用1 引言为了达到和通讯协议已知的控制设备进行数据交换，以提高自动化控制系统的灵活性，很多plc制造商都相继的开发出了方便、灵活的自由口通讯方式，例如三菱公司的fx 2系列plc， omron公司的cjm1系列的plc，西门子公司的s7-200系列plc等都提供了自由口通讯模式。
自由口通讯是指plc提供了串行的通讯硬件，和用于定制通讯协议的相关指令，在控制系统中，当要和plc连接的控制设备的通讯协议已知时，可以在plc中进行编程定制通讯协议，和控制设备进行数据通讯。
本文主要介绍西门子s7-200的自由口和计算机的串口进行的通讯，计算机中采用visual basic进行编程，从而实现计算机与可编程控制器的直接控制。
该通讯方式具有效率高、容易实现、通讯硬件简单、容易配置等特点在工业控制领域中被广泛应用。
2 s7-200通讯指令及特殊字节采用自由口通讯方式时，s7-200上的rs485口完全由用户控制，可以与任何协议已知的设备进行通讯，在这种情况下通讯协议完全由用户制定，为此，s7-200提供了用于进行通讯协议定制的特殊标志位以及相关的通讯指令。
特殊标志字节s7-200用于自由口通讯模式定义的特殊标志字节有smb30和smb130，smb30用于s 7-200的端口0的通讯，smb130用于s7-200的端口1的通讯，两者的格式一样，下面我们以smb130为例，介绍其组成。
smb130各位的含义如下：pp：两位用于选择通讯的校验方式当这两位的组合是：00无校验 01 偶校验 10 无校验 11 奇校验d：这一位用于选择通讯的数据位数 d=1时7个数据位，d=0时8个数据位bbb：用于选择自由口通讯是的波特率，这三位的组合和通讯波特率的关系如下： 000 ——38400bps001 ——19200bps010 ——9600bps011 ——4800bps100 ——2400bps101 ——1200bps110 —— 600 bps111 —— 300 bpsmm: 用于通讯协议的选择，当这两位的组合是：00 ppi从站模式 01 自由口通讯模式 10 ppi主站模式接收信息的状态字节s7-200在自由口通讯时用于接受信息的状态有smb86和smb186，smb86用于s7-20 0的端口0的通讯，smb186用于s7-200的端口1的通讯，两者的格式一样，下面我们以s mb186为例，介绍其组成。
西门子S7-200 自由口通信实用文档
主题：应用探讨—S7-200 自由口通信—发帖整理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 CPU的RS485通信口提供了建立在串行通信基础上的“自由”通信能力，数据传输协议完全由用户程序决定。
通过自由口方式，S7-200可以与串行打印机、条码阅读器等通信。
而S7-200的编程软件也提供了一些通信协议库，如USS协议库和MODBUS RTU从站协议库，它们实际上也使用了自由口通信功能。
开设本话题的目的，在于澄清自由口通信的基本概念，强调使用中的要点，讨论应用的常见问题。
经过此次集中交流，解决了如下一些问题：1. 自由口通信基本概念2. 自由口通信编程指令的使用和技巧3. 自由口通信常见问题4. 产品功能建议更多信息请参考下面文档。
“下载中心”参考文档：文档编号“1109582”——S7-200《可编程控制器系统手册》文档编号“A0136”——《西门子 S7-200•LOGO!•SITOP参考》以下为本次探讨的发帖整理，查看原始交流内容请点击此处。
1.自由口通信基本概念（1楼——5楼）2.自由口通信编程指令的使用和技巧（6楼——15楼）3.自由口通信容易犯的错误（16楼——24楼）4.产品功能建议（25楼——27楼）quote:以下是引用BABU在2011-01-20 15:17:08的发言：我回来了，项目终于做完了，可以回家过年了，：）。
自由口通信真是折腾的我好惨啊，简单回顾一下，希望对像我这样的菜鸟有些借鉴作用。
先感谢一下西门子论坛和热线，没少骚扰他们。
在完全没有准备的情况下甲方又加进一个仪表，做什么自有口通信，晕阿！没办法，迎着上吧！网上搜资料，看手册，越看越糊涂！时间紧迫，还是直接上手做吧。
首先是把PLC和仪表连接起来，可仪表的口是rs232的，热线工程师告诉我得做rs232/485的转换，打车到市场上买个转换器（打车钱比设备钱还多，可见现场多么偏僻阿），听卖转换器的老板给我分析了一下每种的区别——不光是价格的区别，说实在的，当时非常惭愧，老板懂的比我多多了。
西门子PLC自由通信协议
----在自由口模式下，通信协议是由用户定义的。
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。
在自由口模式下，通信协议完全由梯形图程序控制。
指令格式定义计算机每次发送一个33字节长的指令来实现一次读/写操作，指令格式见表1 说明：起始字符----起始字符标志着指令的开始，在本例中被定义为ASCII码的“g”，不同的PLC从站可以定义不同的起始字符以接收真对该PLC的指令。
指令类型----该字节用来标志指令的类型，在本例中05H代表读操作，06H代表写操作。
目标西门子PLC站地址----目标PLC站地址占用指令的B2、B3两个字节，以十六进制ASCII码的格式表示目标西门子PLC的站地址。
目标寄存器地址----在西门子PLC内部可以用4个字节来表示一个寄存器的地址（但不能表示一个位地址）。
前两个字节表示寄存器类型，后两个字节表示寄存器号。
读/写字节数M----当读西门子plc的命令时，始终读回从目标寄存器开始的连续8个字节的数据（转换为十六进制ASCII码后占用16个字节），可以根据自己的需要取用，M可以任意写入。
----当写命令时，M表示的是要写入数据的十六进制ASCII码所占用的字节数。
例如要写入1个字节的数据，数据在指令中以十六进制ASCII码表示，它将占用2个字节，此时应向M中写入“02”。
同理，如果要写入5个字节的数据，M中应写入“0A”。
要写入的数据----要写入西门子plc的数据在指令中以十六进制ASCII码的格式表示，占用指令的B14-B29共16个字节。
数据区必须填满，但只有前M个字节的数据会被写入目标寄存器。
一条指令最多可以写入8个字节的数据（此时M中应写入“10”，代表十进制的16）艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有 10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。
自由口模式下西门子PLC与计算机的串口通信
LD SM0.0
//RCV指令初始化
MOVB 16#EC, SMB87
MOVB 103, SMB88
MOVB 71, SMB89
MOVB +1000, SMW92
MOVB 35, SMB94
R SM87.2, 1
NETWORK 3
LD SM0.0
由于RS-485为半双工电气标准硬件电路,在用PC/PPI电缆时,发送和接收之间要有一定的时间间隔,这是由电缆本身的切换时间决定的,否则就会出现XMT/RCV冲突现象。因此,收发使能的控制切换需延时(尽管短),且通信协议(底层)一般也要求收发之间有间隔,以便正确判断传送数据的正确性。采取的措施:在发送前允许发送中断,在发送完成中断程序中关闭发送中断,延时启动接收中断,并在接收完成中断中关闭接收中断。根据经验，如果用9600波特率的话最短时间间隔至少要50ms以上，否则可能会造成数据的丢失。但我们发现，在发送完成后将自定义的标志位置位，检测到标志位上跳沿的首次扫描执行一遍RCV，即使不加发送延时也不会造成数据丢失。
S7-200系列PLC的通信口分3种工作方式:
l PPI(Point2to2Point Interface)方式;
l 自由口通信(Freeport)方式;
l PROFIBU S2DP方式。
本文主要介绍PLC的自由口通信方式。自由口通信方式是一种通讯协议完全开放的工作方式, 如果说PPI方式是外设适应PLC的话, 那么自由口通信方式就是PLC适应外设。在自由口通信方式下外设不受PPI协议的限制,不支持PPI协议的设备也能够与S7-200系列PLC通讯, 在自由口通信方式下通讯口的协议由外设决定, PLC通过程序来适应外设。自由口通信方式是对PPI方式的一个补充，该方式使得S7-200系列PLC可以与任何具有通讯能力的、并且协议公开的设备相通讯。
西门子PLC 自由口通讯
1.自由口通讯基本概念1.1 自由口通信概述1.2 自由口通信要点1.3 发送和接收指令2.自由口通信使用指南2.1 通讯口初始化2.2 发送数据：2.3 接收数据2.4 自由口通信例程1.自由口通讯基本概念1.1 自由口通信概述S7-200PLC的通讯口支持RS485接口标准。
采用正负两根信号线作为传输线路。
工作模式采用串行半双工形式，在任意时刻只允许由一方发送数据，另一方接收数据。
数据传输采用异步方式，传输的单位是字符，收发双方以预先约定的传输速率，在时钟的作用下，传送这个字符中的每一位。
传输速率可以设置为1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600、115200。
字符帧格式为一个起始位、7或8个数据位、一个奇/偶校验位或者无校验位、一个停止位。
字符传输从最低位开始，空闲线高电平、起始位低电平、停止位高电平。
字符传输时间取决于波特率。
数据发送可以是连续的也可以是断续的。
所谓连续的数据发送，是指在一个字符格式的停止位之后，立即发送下一个字符的起始位，之间没有空闲线时间。
而断续的数据发送，是指当一个字符帧发送后，总线维持空闲的状态，新字符起始位可以在任意时刻开始发送，即上一个字符的停止位和下一个字符的起始位之间有空闲线状态。
示例：用PLC连续的发送两个字符（16#55和16#EE）(程序如图3和图4),通过示波器测量CPU通讯端口管脚3/8之间的电压，波形如下图1.：图1.两个字符（16#55和16#EE）的波形图示例说明：16进制的16#55换算成2进制等于2#01010101，16进制的16#EE换算成2进制等于2#11101110。
如图所示，当数据线上没有字符发送时总线处于空闲状态（高电平），当PLC发送第一个字符16#55时，先发送该字符帧的起始位（低电平），再发送它的8个数据位，依次从数据位的最低位开始发送（分别为1、0、1、0、1、0、1、0），接着发送校验位（高电平或低电平或无）和停止位（高电平）。
西门子S7-1200与第三方设备自由口通信详解
西门子S7-1200与第三方设备自由口通信详解西门子S7-1200 紧凑型PLC在当前的市场中有着广泛的应用，由于其性价比高，所以常被用作小型自动化控制设备的控制器，这也使得它经常与第三方的设备（扫描枪、打印机等设备进行通讯。
因为没有第三方的设备，这里就以超级终端为例介绍自由口通讯。
1．控制系统原理图1:控制系统原理2．硬件需求S7-1200 PLC目前有3种类型的CPU：1）S7-1211C CPU。
2）S7-1212C CPU。
3）S7-1214C CPU。
这三种类型的CPU都可以连接三个串口通信模版。
本例中使用的PLC硬件为：1）PM1207电源 ( 6EP1 332-1SH71 )2） S7-1214C ( 6ES7 214 -1BE30 -0XB0 )3) CM1241 RS232 ( 6ES7 241 -1AH30 -0XB0 )3．软件需求1) 编程软件 Step7 Basic V10.5 ( 6ES7 822-0AA0-0YA0)4．组态我们通过下述的实际操作来介绍如何在Step7 Basic V10.5 中组态S7-1214C 和超级终端通信。
点击桌面上的“Totally Integrated Automation Portal V10”图标，打开如下图：图2：新建S7 -1200项目首先需要选择“Create new project”选项，然后在“Project name:”里输入PTP；在“Path：”修改项目的存储路径为“C:\”；点击“Create”，这样就创建了一个文件PTP的新项目。
创建后的窗口如下图所示：图3：新建项目后点击门户视图左下角的“Project View”切换到项目视图下，如下图：图4：切换到项目视图打开后，在“Devices”标签下，点击“Add new device”，在弹出的菜单中输入设备名“PLC_1”并在设备列表里选择CPU的类型。
选择后如下图：图5：PLC硬件组态插入CPU后，点击CPU左边的空槽，在右边的“Catalog ”里找到“Communication”下的RS232模块，拖拽或双击此模块，这样就把串口模块插入到硬件配置里，接下来就需要配置此RS232模块硬件接口参数，选择RS232模块，在其下方会出现该模块的硬件属性配置窗口，在属性窗口里有两个选项，一个是“general”；一个是“RS232 interface”。
S7-200(SMART)的自由口通信运用的经历
S7-200(SMART)的自由口通信运用的经历初次试探自由口通信，从PLC读仪表数据开始，当时有一套比较老的设备，仪表是国外的，自定义的协议，国内集成商可能是仪表和接口板卡开发比较熟悉，或许是为了满足客户不同的PLC品牌需求，没有采用PLC和仪表直接通信，而是做了一块接口板，接口板和PLC之间采用数字量模式（对于PLC一侧DI 1 / DO 8+3+1+1)，接口板和仪表之间采用RS232C通信。
PLC8个输出点相当于并口，3个输出点相当于读写参数编号，1个读写指令点，1个高低位指令点。
一同事有点高级语言的底子，用VB作了一个简单的读参数测试，可以接收到消息串。
于是本人饶有兴趣想试试PLC直接和仪表进行通信，翻看仪表的自定义协议，信息帧均是有指定的起始符和结束符，后面没有校验字符，现在回忆当时情况感觉还是有点幸运，如果校验复杂一点，可能就失去了继续深入的耐性了。
对照S7-200的系统手册，看XMT和RCV的指令介绍，当时对于通信指令和中断指令都不甚明了，需要一点点尝试，终于有点眉目，能够成功的读取一个参数，后来在慢慢的加入逻辑，读取多个参数，对于RCV接收机制和指令使用太过生疏，加上对中断也没有深入的概念，容易出现断线且无法恢复，后来逐渐加了一些重发之类的逻辑，形成了一个逻辑繁琐可读性极差的初级版本。
后来有一个需求，有用户使用了多套年岁较高的纺织机械，之前用的是西门子变频器和S7-200，西门子变频器老型号停产，需要更换新的型号，因为是基于通信给定频率，即使是更换西门子的新型号，也需要变动PLC频率给定部分的程序，用户干脆在一台机器上换了富士的变频器，找厂家改动了程序，后来有某国产变频器经销商想说服用户更换他家的变频器，用户答应给试机的机会，不过需要经销商来适配PLC程序，经过辗转，一同学找我给点建议，本人对通信的经验实在是可怜，不敢乱说，只能说程序是可以适配，但水平有限，经验不够，还是另找高手实施。
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一、串口特性设置
SMB30: ppdb bbmm
pp：奇偶校验选择，00=不校验，01=偶校验，10=不校验，11=奇校验；
d：每个字符的数据位，0=8位/字符，1=7位/字符；
bbb：自由口通讯波特率(bit/s)
000=38400,001=19200,010=9600,011=4800,100=2400,101=1200，110=115.2K,111=57.6K；mm：协议选择，00=PPI/从站模式，01=自由端口协议，10=PPI/主站模式，11=保留（默认设置为00=PPI/从站模式）；
二、报文接收的状态字
SMB86：nre0 0tcp；
n=1:通过用户禁止命令终止报文接收。
r=1:接收报文终止，输入参数错误或无起始或结束条件。
e=1:收到结束字符。
c=1:接收报文终止，超出最大字符数。
t=1:接收报文终止，超时。
p=1:接收报文终止，奇偶校验错误。
三、报文接收的控制字
SMB87：报文接收的控制字，en,sc,ec,il c/m,tmr,bk,0；
en：0=禁止报文接收，1=允许报文接收，每次执行RCV指令时检查允许/禁止接收报文位。
sc：0=忽略SMB188，1=使用SM1B188的值检查报文的开始。
ec：0=忽略SM189，1=使用SM189的值检查报文的结束。
il：0=忽略SMW190，1=使用SMW190的值检测空闲状态。
c/m：0=定时器是字符间超时定时器，1=定时器是报文定时器。
tmr：0=忽略SMW192,1=超过SMW192中设置的时间时终止接收。
bk：0=忽略break（间断）条件，1=用break条件来检测报文的开始。
报文接收控制字节位用来定义识别报文的标准，报文的起始和结束标准均需定义。
SMB88=报文的起始字符
SMB89=报文的结束字符
SMW90=以ms为单位的空闲线时间间隔。
空闲线时间结束后接收到的第一个字符是最新报文的起始字符。
SMW92=字符间/报文间定时值（用ms表示），如果超时停止接收报文。
SMW94=接收最大字符数（1-255），即使不用字符数计算来终止报文，这个值也应按希望的最大缓冲区来设置
四、接收指令的参数设置
RCV指令允许选择报文开始和结束的条件，SMB86-SMB94用于端口0，SMB186-SMB194用于端口1。
下面的il=1表示检测空闲状态，sc=1表示检测报文的起始字符，bk=1表示检测break条件，SMW90或SMW190中是以ms为单位的空闲线时间。
在执行RCV指令时，有以下几种判别报文起始条件的方法：
1、空闲线时间：il=1，sc=0，bk=0，SMW90或SMW190>0。
在该方式下，从执行RCV指令开始，在传输线空闲的时间大于等于SMW90或SMW190中设定的时间之后接收的第一个字符作为新报文的起始字符。
2、起始字符检测：il=0，sc=1，bk=0，忽略SMW90或SMW190。
以SMB88中的起始字符作为接收到的报文开始的标志。
3、break检测：il=0，sc=0，bk=1，忽略SMW90或SMW190。
以接收到的break作为接收报文的开始。
4、对通讯请求的响应：il=1，sc=0，bk=0，SMW90或SMW190=0，（设置空闲线时间为0）。
执行RCV指令后就可以接收报文。
若使用报文超时定时器（c/m=1），它从RCV指令执行后开始定时，时间到时强制性地终止接收。
若在定时期间没有接收到报文或只接收到部分报文，则接收超时，一般用它来终止没有响应的接收过程。
5、break和一个起始字符：il=0，sc=1，bk=1，忽略SMW90或SMW190。
以接收到的break 之后的第一个起始字符作为接收信息的开始。
6、空闲线和一个起始字符：il=1，sc=1，bk=0，SMW90或SMW190>0。
以空闲线时间结束后接收的第一个起始字符作为接收信息的开始。
7、空闲线和一个起始字符（非法）：il=1，sc=1，bk=0，SMW90或SMW190=0，除了以起始字节作为报文开始的判据外（sc=1），其他特点与4相同。
SMB87.3/SMB187.3=0时，SMW92/SMW190为字符间超时定时器，为1时为报文超时定时器。
字符间超时定时器用于设置接收的字符间的最大间隔时间。
只要字符间隔时间小于该设定时间，就能接收到所有信息，而与整个报文接收时间无关。
报文超时定时器用于设置最大接收信息时间，除4和7中所述特殊情况外，其他情况下在接收到第一个字节后开始定时，若报文接收时间大于该设置时间，将强制终止接收，不能接收到全部信息。
上述两种定时器的定时时间到时均强制结束接收，在SMB86/SMB186中都表现为接收超时。
接收结束条件可以用逻辑表达式表示为：结束条件=ec+tmr+最大字符数，即在接收到结束字节、超时或接收字符超过最大字符数时，都会终止接收。
另外，在出现奇偶检验错误（如果允许）或其他错误的情况下，也会强制结束接收。
五、总结
5.1、报文开始的标志
5.11、单条件判断
1、空闲线时间：il=1，sc=0，bk=0，SMW90或SMW190>0。
在该方式下，从执行RCV指令开始，在传输线空闲的时间大于等于SMW90或SMW190中设定的时间之后接收的第一个字符作为新报文的起始字符。
总结：接收报文起始条件：执行RCV后传输线空闲时间大于设定的空闲时间后接收到的第
一个字符作为起始字符。
报文定时开始条件：当空闲线时间超过设定后接收到第一个字符后开始定时。
报文结束条件：接收到结束字符、超时、超过接收字符数、奇偶检验错误时结束。
2、起始字符检测：il=0，sc=1，bk=0，忽略SMW90或SMW190。
以SMB88中的起始字符作为接收到的报文开始的标志。
总结：接收报文起始条件：执行RCV后接收到字符与SMB88起始字符一致时此字符作为接
收报文开始的标志。
报文定时开始条件：接收到起始字符后开始定时。
报文结束条件：接收到结束字符、超时、超过接收字符数、奇偶检验错误时结束。
3、break检测：il=0，sc=0，bk=1，忽略SMW90或SMW190。
以接收到的break作为接收报文的开始。
总结：接收报文起始条件：执行RCV后以接收到break作为接收报文的开始。
报文定时开始条件：接收到break后开始计时。
报文结束条件：接收到结束字符、超时、超过接收字符数、奇偶检验错误时结束。
5.12、特殊情况
对通讯请求的响应：il=1，sc=0，bk=0，SMW90或SMW190=0，（设置空闲线时间为0）。
执行RCV指令后就可以接收报文。
若使用报文超时定时器（c/m=1），它从RCV指令执行后开始定时，时间到时强制性地终止接收。
若在定时期间没有接收到报文或只接收到部分报文，则接收超时，一般用它来终止没有响应的接收过程。
（总结：报文从执行RCV指令后就开始了）
总结：接收报文起始条件：执行RCV后接收报文过程就开始了。
报文定时开始条件：执行RCV后就开始定时。
报文结束条件：接收到结束字符、超时、超过接收字符数、奇偶检验错误时结束。
5.12、组合条件
5、break和一个起始字符：il=0，sc=1，bk=1，忽略SMW90或SMW190。
以接收到的break 之后的第一个起始字符作为接收信息的开始。
总结：接收报文起始条件：接收到break后当接收到SMB88中的起始字符时作为接收报文
的开始条件。
报文定时开始条件：接收到起始字符开始计时。
报文结束条件：接收到结束字符、超时、超过接收字符数、奇偶检验错误时结束。
6、空闲线和一个起始字符：il=1，sc=1，bk=0，SMW90或SMW190>0。
以空闲线时间结束后接收的第一个起始字符作为接收信息的开始。
总结：接收报文起始条件：执行RCV后空闲线时间大于设定后接收到SMB88中的起始字符
作为接收报文的开始标志。
报文定时开始条件：接收到起始报文后开始定时。
报文结束条件：接收到结束字符、超时、超过接收字符数、奇偶检验错误时结束。
5.13特殊组合条件
7、空闲线和一个起始字符（非法）：il=1，sc=1，bk=0，SMW90或SMW190=0，除了以起始字节作为报文开始的判据外（sc=1），其他特点与4相同。
总结：接收报文起始条件：执行RCV后接收到SMB88中的起始字符作为接收报文的开始标
志。
报文定时开始条件：接收到起始字符时开始定时。
报文结束条件：接收到结束字符、超时、超过接收字符数、奇偶检验错误时结束。