西门子PLC自由通信协议
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。
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（Universal Serial Interface Rrotocol）。
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≤254 LGE = n＋2ADR: 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: Block Check Character，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。
西门子plc网口所有通讯
西门子plc网口所有通讯西门子PLC（可编程逻辑控制器）是一种常用于自动化控制系统的设备，它在工业领域发挥着重要的作用。
在PLC的通信中，网口的使用至关重要。
本文将探讨西门子PLC网口的通信方法、通信协议以及其在工业控制系统中的重要性。
一、西门子PLC网口通讯的方法西门子PLC的网口通讯方法主要有两种：以太网通信和串行通信。
以太网通信以其高速、稳定的特点，被广泛应用于工业自动化控制系统。
而串行通信则适用于一些简单的控制需求，以及与老式设备的通信。
以太网通信是指通过以太网协议来进行数据传输，可以实现PLC与上位机、人机界面、其他PLC之间的通讯。
西门子PLC网口支持多种以太网通信协议，如TCP/IP、UDP、HTTP等。
其中，TCP/IP协议是最常用的通信协议，它通过IP地址和端口号来实现设备之间的连接和数据传输。
串行通信是指通过串行接口（通常为RS485或RS232）来进行数据传输。
串行通信的优势在于线路简单、成本低廉，适用于长距离传输。
在PLC控制系统中，串行通信常用于连接传感器、触摸屏、读卡器等外设，以实现对这些设备的控制和数据采集。
二、西门子PLC网口通讯的协议在进行PLC网口通讯时，需要使用特定的通讯协议来实现数据的传输和解析。
针对西门子PLC的网口通讯，常用的通讯协议有S7协议和Modbus协议。
S7协议是西门子PLC的专有通讯协议，它通过发送和接收特定的数据报文来实现与PLC的通讯。
S7协议使用基于ISO/OSI模型的通讯机制，具有高效、稳定的特点。
同时，S7协议还支持多种通信方式，如TCP/IP连接、ISO/IEC指令、用户自定义指令等。
通过S7协议，可以实现与西门子PLC的实时数据交互和控制。
Modbus协议是一种通用的串行通讯协议，广泛应用于工业自动化领域。
Modbus协议使用简单、易于理解的数据传输方式，支持RTU和ASCII两种传输格式。
通过Modbus协议，可以实现不同设备之间的数据共享和远程控制。
S7-300／S7-200 PLC之间自由口无线通信的设计与实现
S7-300／S7-200 PLC之间自由口无线通信的设计与实现童克波【摘要】Free port communication is the outstanding characteristic of S 7-200 PLC, some can not realize the wired communication place , S7-300 PLC and S7-200 PLC can use the wireless data trans-mitter -receiver wireless communication .This paper details the design of wireless communication be-tween Siemens S7-300 PLC and S7-200 PLC in the free portmode .Mainly consists of the hardware of the system , the free port communication port programming , set the data transmission radio selection and communication parameters . The system is stable and reliable , economic , flexible communication scheme , program portability , has a certain reference for similar project .%自由口通信是S7-200 PLC的突出特点，在有些无法实现有线通信的地方， S7-300 PLC、S7-200 PLC之间就可以采用无线数传电台方式实现无线通信。
该文详细说明了西门子S7-300 PLC、S7-200 PLC在自由口模式下的无线通信设计。
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。
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PLC之间的通讯
西门子PLC之间的通讯是怎么完成的S7-200通信最经济的方式就是采用PPI协议和自由口通信协议。
对于S7-200之间进行通信，PPI协议又更适合——它比自由口通信的编程更简单！下面就对这个PPI通信进行说明——以2台S7-200通信为例，做一个实例。
设备配置：1台S7-200 CPU 226CN的PLC、 1台S7-200 CPU 224XP的PLC硬件连接：原则上需要配备1条紫色的Profibus电缆、2个黑色的Profibus-DP接头。
如果需要在PLC通信时对所有在线的PLC进行监控/编程操作而不占用另外的通信口（也就是说，假如所有PLC用端口PROT1进行PPI通信，而现在要对所有PLC依次编程/监控，但又不想占用这些PLC的端口PROT0——端口PROT0可能已作它用），那么必须在其中1台PLC采用带编程口的Profibus-DP接头。
所以说，带编程口的Profibus-DP接头在整个网络中只需要一个就可以了。
这样，也就可以在某一台PLC处对在网的其它PLC进行编程/监控。
引脚分配：........S7－－200 CPU上的通讯端口是符合欧洲标准EN 50170中PROFIBUS 标准的RS－－485兼容9针D型连接器。
下表列出了为通讯端口提供物理连接的连接器，并描述了通讯端口的针脚分配。
下面是S7-200的通信接口——D型9孔母头的引脚定义。
网络电缆的偏压电阻和终端电阻为了能够把多个设备很容易地连接到网络中，西门子公司提供两种网络连接器：一种标准网络连接器（引脚分配如表7-7所示）和一种带编程接口的连接器，后者允许您在不影响现有网络连接的情况下，再连接一个编程站或者一个HMI 设备到网络中。
带编程接口的连接器将S7－－200的所有信号（包括电源引脚）传到编程接口。
这种连接器对于那些从S7－－200取电源的设备（例如TD200）尤为有用。
两种连接器都有两组螺钉连接端子，可以用来连接输入连接电缆和输出连接电缆。
西门子plc通讯协议
........下面先简单了解一下S7-200 支持的通信协议：TOP新手上路3#VUuogtyi 发表于2010-4-2 02:09 | 只看该作者什么意思，是推荐文章，还是寻求实现方法TOP新手上路4#hkmefjn 发表于2010-4-2 02:48 | 只看该作者不好意思，这个贴题目是昨晚写的，还没来得及写内容。
这是一个讨论实现方法的贴。
TOP新手上路5#XsjwKchO 发表于2010-4-2 04:06 | 只看该作者MPI (Multipoint interface)协议：........该协议是西门子内部协议，不公开。
MPI (Multipointinterface)是SIMATIC S7 多点通信的接口，是一种适用于少数站点间通信的网络，多用于连接上位机和少量PLC 之间近距离通信。
通过PROFIBUS 电缆和接头，将控制器S7-300 或S7-400 的CPU 自带的MPI 编程口及S7-200CPU 自带的PPI 通信口相互连接，以及与上位机网卡的编程口(MPI/DP 口)通过PROFIBUS 或MPI 电缆连接即可实现。
网络中当然也可以不包括PC 机而只包括PLC。
........MPI 允许主－－主通讯和主－－从通讯。
每个S7-200CPU 通信口的连接数为4 个。
与一个S7－－200 CPU 通讯，STEP 7－－Micro/WIN 建立主－－从连接。
MPI 协议不能与作为主站的S7－－200 CPU 通讯。
网络设备通过任意两个设备之间的连接通讯(由MPI 协议管理)。
设备之间通讯连接的个数受S7－－200 CPU 或者EM277 模块所支持的连接个数的限制。
........对于MPI 协议，S7－－300 和S7－－400 PLC 可以用XGET 和XPUT 指令来读写S7－－200 的数据。
要得到更多关于这些指令的信息，参见S7－－300 或者S7－－400 的编程手册。
西门子1200PLC常用的通信协议
CC-Link 最大传输速率10Mbps，传输距离100米 最大传输距离1200米，传输速率156kbps CC-Link是Control&Communication Link（控制与通信链路系统）的缩写，1996年11月，由三 菱电机为主导的多家公司推出，其增长势头迅猛，在亚洲占有较大份额，目前在欧洲和北美发展 迅速。在其系统中，可以将控制和信息数据同时以10Mbps高速传送至现场网络，具有性能卓越、 使用简单、应用广泛、节省成本等优点。其不仅解决了工业现场配线复杂的问题，同时具有优异 的抗噪性能和兼容性。CC-Link是一个以设备层为主的网络，同时也可覆盖较高层次的控制层和 较低层次的传感层。2005年7月CC-Link被中国国家标准委员会批准为中国国家标准指导性技术文 件。
32
0～+24V
125
CAN 最大传输速率1Mbps，传输距离40米 最大传输距离10000米，传输速率5kbps 控制器局域网（Controller Area Network，简称CAN）最初是德国Bosch公司于1983年为汽 车应用而开发的，一种能有效支持分布式控制和实时控制的串行通讯网络，属于现场总线（ FieldBus）的范畴。1993年11月，ISO正式颁布了控制器局域网CAN国际标准（ISO11898） ，为控制器局域网标准化、规范化推广铺平了道路。目前它已经成为国际上应用最广泛的开 放式现场总线之一。 CAN总线特点：具有实时性强、传输距离较远、抗电磁干扰能力强、成本低等优点；采 用双线串行通信方式，检错能力强，可在高噪声干扰环境中工作；具有优先权和仲裁功能， 多个控制模块通过CAN 控制器挂到CAN-bus 上，形成多主机局部网络；可根据报文的ID决 定接收或屏蔽该报文；可靠的错误处理和检错机制；发送的信息遭到破坏后，可自动重发；
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----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）
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