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更新時(shí)間：2022-02-24 11:41:25瀏覽次數(shù)：291
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| 應(yīng)用領(lǐng)域 | 電子 | 產(chǎn)地 | 德國(guó) |
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| 品牌 | 西門子 |
西門子電纜6ES7902-3AG00-0AA0
西門子PLC作為PLC行業(yè)內(nèi)的之一，在我國(guó)的應(yīng)用相當(dāng)廣泛,，在冶金,、化工、印刷生產(chǎn)線等領(lǐng)域都有應(yīng)用,。西門子PLC近年來推出了大量被客戶高度認(rèn)可的PLC產(chǎn)品,，其中包括S7-1500、S7-1200,、S7-400,、S7-300、S7-200,、等,。 西門子S7系列PLC體積小、速度快,、標(biāo)準(zhǔn)化,，具有網(wǎng)絡(luò)通信能力,，功能更強(qiáng)，可靠性高,。尤其是西門子推出了西門子S7-1500系列PLC之后,，其優(yōu)異的性能讓初次使用的工程人員愛不釋手。那么,，相對(duì)于西門子傳統(tǒng)的SIMATIC S7-300,、S7-400系列PLC，S7-1500系列PLC都有哪些優(yōu)勢(shì)呢,？
1,、S7-200
針對(duì)低性能要求的摸塊化小控制系統(tǒng)，它多可有7個(gè)模塊的擴(kuò)展能力,，在模塊中集成背板總線,，它的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接有rs-485通訊接口和profibus兩種，可通過編程器pg訪問所有模塊,，帶有電源,、cpu和i/o的一體化單元設(shè)備。其中的擴(kuò)展模塊(em)有以下幾種：數(shù)字量輸入模塊(di)——24vdc和120/230vac;數(shù)字量輸出(do)——24vdc和繼電器;模擬量輸入模塊(ai)——電壓,、電流,、電阻和熱電偶;模擬量輸出模塊——電壓和電流。還有一個(gè)比較特殊的模塊-通訊處理器(cp)——該塊的功能是可以把s7-200作為主站連接到as-接口(傳感器和執(zhí)行器接口),，通過as-接口的從站可以控制多達(dá)248個(gè)設(shè)備,，這樣就可以顯著的擴(kuò)展s7-200的輸入和輸出點(diǎn)數(shù)。
2,、S7-300
相比較s7-200,，s7-300針對(duì)的是中小系統(tǒng)，他的模塊可以擴(kuò)展多達(dá)32個(gè)模塊,，背板總線也在模塊內(nèi)集成,，它的網(wǎng)絡(luò)連接已比較成熟和流行，有mpi,、工業(yè)以太網(wǎng),，使通訊和編程變得簡(jiǎn)單，選擇性也比較多,，并可借助工具進(jìn)行組態(tài)和設(shè)置參數(shù),。s7-300的模塊稍微多一點(diǎn)，除了信號(hào)模塊(sm)和200的em模塊同類型之外,，它還有接口模塊(im)——用來進(jìn)行多層組態(tài),，把總線從一層傳到另一層;占位模塊(dm)——為沒有設(shè)置參數(shù)的信號(hào)模塊保留一個(gè)插槽或?yàn)橐院蟀惭b的接口模塊保留一個(gè)插槽;功能模塊(fm)——執(zhí)行特殊功能，如計(jì)數(shù),、定位,、閉環(huán)控制相當(dāng)于對(duì)cpu功能的一個(gè)擴(kuò)展或補(bǔ)充;通訊處理器(cp)——提供點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接,、profibus和工業(yè)以太網(wǎng)。針對(duì)cpu設(shè)計(jì)模式選擇器有：mres=模塊復(fù)位功能;stop=停止模式,，程序不執(zhí)行;run=程序執(zhí)行,，編程器只讀操作;run-p=程序執(zhí)行，編程器可讀寫操作,。狀態(tài)指示器：sf,，batf=電池故障;dc5v=內(nèi)部5vdc電壓指示;frce=表示至少有一個(gè)輸入或輸出被強(qiáng)制;run=當(dāng)cpu啟動(dòng)時(shí)閃爍，在運(yùn)行模式下常亮;stop=在停止模式下常亮,，有存儲(chǔ)器復(fù)位請(qǐng)求時(shí)慢速閃爍,，正在執(zhí)行復(fù)位時(shí)快速閃爍。mpi接口用來連接到編程設(shè)備或其它設(shè)備,，dp接口用來直接連接到分布式i/o,。
3、S7-400
同300的區(qū)別主要在于熱啟動(dòng)(wrst)這一部分,，其他基本一樣,。它還有一個(gè)外部的電池電源接口，當(dāng)在線更換電池時(shí)可以向ram提供后備電源,。編程設(shè)備主要有pg720pg740pg760——可以理解成裝有編程軟件的手提電腦;也可以直接用安裝有step7(siemens的編程軟件)的pc來完成,。而實(shí)現(xiàn)通訊(要編程首先要和plc的cpu通訊上)的要求主要在于接口：1.可以在pc上裝cp5611卡——上面有mpi口，可用電纜直接連接,。2.加個(gè)pc適配器,，把mpi口轉(zhuǎn)換成rs-232口后接到pc上,。3.plc加cp343卡,，使它具有以太網(wǎng)口。
4,、西門子plc在工程中的應(yīng)用
每個(gè)自動(dòng)化過程都是由許多較小的部分和子過程組成,，所以工程建立的 個(gè)任務(wù)是分解子任務(wù)。而每個(gè)子任務(wù)定義了自動(dòng)化系統(tǒng)要完成的硬件和軟件要求,。其中硬件包括輸入/輸出數(shù)目和類型,，對(duì)應(yīng)模塊序號(hào)和類型，所用機(jī)架號(hào),，cpu型號(hào)和容量,，hmi系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),。軟件方面主要是程序結(jié)構(gòu),，自動(dòng)化過程中的數(shù)據(jù)管理，組態(tài)數(shù)據(jù),、通訊數(shù)據(jù)及程序和項(xiàng)目文檔,。在siemens的s7中,，上述工作都在項(xiàng)目管理(simatic管理器)，包括必須的硬件(+組態(tài)),，網(wǎng)絡(luò)(+組態(tài)),，所有程序和自動(dòng)化解決方案的數(shù)據(jù)管理。f1在線幫助,。simatic管理器管理step7項(xiàng)目,，編寫step7用戶程序的工具，有梯形圖lad,，語句表stl,，和功能塊圖fbd，編程語言,。利用編程器或外部編程器可以把用戶程序保存到eprom卡上,。simatic管理器是一個(gè)在線/離線編輯s7對(duì)象的圖形化用戶界面，這些對(duì)象包括項(xiàng)目,、用戶程序,、快、硬件站和工具,。此管理器的用戶界面中工具條和windows差不多,，就是多了幾個(gè)plc菜單——顯示訪問節(jié)點(diǎn)、存儲(chǔ)器卡,、 ,、仿真模塊。
step7項(xiàng)目結(jié)構(gòu)：項(xiàng)目中,，數(shù)據(jù)以對(duì)象形式存儲(chǔ),，按樹型結(jié)構(gòu)組織。 級(jí)：包含項(xiàng)目圖表,，每個(gè)項(xiàng)目代表和項(xiàng)目存儲(chǔ)有關(guān)的一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),。第二級(jí)：站(如s7-300)用于存放硬件組態(tài)和模塊參數(shù)等信息，站是組態(tài)硬件的起點(diǎn),。s7程序文件夾是編寫程序的起點(diǎn),，所有s7系列的軟件均放在s7程序文件夾下，它包含程序塊文件和源文件夾,。simatic的網(wǎng)絡(luò)圖表(mpi,、profibus、工業(yè)以太網(wǎng))第三級(jí)和其他級(jí)：和上級(jí)對(duì)象類型有關(guān),。編程器可離線/在線查看項(xiàng)目——offline：編程器硬盤上的內(nèi)容;online：通過網(wǎng)線從plc讀到的內(nèi)容,。
西門子S7-1200 小型可編程控制器
西門子SIMATIC S7-1200是一款緊湊型、模塊化的PLC，可完成簡(jiǎn)單邏輯控制,、高級(jí)邏輯控制,、HMI 和網(wǎng)絡(luò)通信等任務(wù) 。
單機(jī)小型自動(dòng)化系統(tǒng)的解決方案,。 對(duì)于需要網(wǎng)絡(luò)通信功能和單屏或多屏HMI的自動(dòng)化系統(tǒng),，易于設(shè)計(jì)和實(shí)施。
具有支持小型運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng),、過程控制系統(tǒng)的高級(jí)應(yīng)用功能
新的模塊化SIMATIC S7-1200控制器是我們新推出產(chǎn)品的核心,，可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單卻高度的自動(dòng)化任務(wù)。SIMATIC S7-1200 控制器實(shí)現(xiàn)了模塊化和緊湊型設(shè)計(jì),，功能強(qiáng)大,、投資并且*適合各種應(yīng)用。
可擴(kuò)展性強(qiáng),、靈活度高的設(shè)計(jì),，可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)通信的通信接口以及一整套強(qiáng)大的集成技術(shù)功能，使該控制器成為完整,、的自動(dòng)化解決方案的重要組成部分,。
使用*集成的新工程組態(tài) SIMATICSTEP 7 Basic，并借助 SIMATIC WinCC Basic 對(duì) SIMATIC S7-1200 進(jìn)行編程,。SIMATIC STEP 7 Basic 的設(shè)計(jì)理念是直觀,、易學(xué)和易用。這種設(shè)計(jì)理念可以使您在工程組態(tài)中實(shí)現(xiàn)效率,。一些智能功能,，例如直觀編輯器、拖放功能和“IntelliSense”（智能感知）工具,，能讓您的工程進(jìn)行的更加迅速,。這款新軟件的體系結(jié)構(gòu)源于對(duì)未來創(chuàng)新的不斷追求，西門子在軟件開發(fā)領(lǐng)域已經(jīng)有很多年的經(jīng)驗(yàn),，因此 SIMATIC STEP 7 的設(shè)計(jì)是以未來為導(dǎo)向的 ,。
SIMATIC S7-1200 系統(tǒng)有五種不同模塊，分別為 CPU 1211C,、CPU 1212C 、 CPU 1214C,、CPU1215C和CPU1217C,。其中的每一種模塊都可以進(jìn)行擴(kuò)展，以*您的系統(tǒng)需要,?？稍谌魏?CPU 的前方加入一個(gè)信號(hào)板，輕松擴(kuò)展數(shù)字或模擬量 I/O，同時(shí)不影響控制器的實(shí)際大小,?？蓪⑿盘?hào)模塊連接至 CPU 的右側(cè)，進(jìn)一步擴(kuò)展數(shù)字量或模擬量 I/O 容量,。CPU 1212C 可連接 2 個(gè)信號(hào)模塊,，CPU 1214C 、CPU1215C和CPU1217C可連接 8 個(gè)信號(hào)模塊,。,，所有的 SIMATIC S7-1200 CPU 控制器的左側(cè)均可連接多達(dá) 3 個(gè)通訊模塊，便于實(shí)現(xiàn)端到端的串行通訊,。
西門子S7-1500可編程控制器
的SIMATICS7-1500控制器除了包含多種創(chuàng)新技術(shù)之外,，還設(shè)定了新標(biāo)準(zhǔn)，提高生產(chǎn)效率,。無論是小型設(shè)備還是對(duì)速度和準(zhǔn)確性要求較高的復(fù)雜設(shè)備裝置,，都一一適用。SIMATICS7-1500無縫集成到TIA博途中,，極大提高了工程組態(tài)的效率,。
性能：沒有快，只有更快,！SIMATIC S7-1500的系統(tǒng)性能極大縮短了系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間,，進(jìn)而優(yōu)化了控制質(zhì)量并提高了系統(tǒng)性能。
處理速度：SIMATIC S7-1500 的信號(hào)處理速度更為快速,，極大縮短系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間,，進(jìn)而提高了生產(chǎn)效率。
高速背板總線：的背板總線技術(shù)采用高波特率和傳輸協(xié)議,，以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的快速處理,。
通信：SIMATIC S7-1500帶有多達(dá)3個(gè)PROFINET接口。
其中,，兩個(gè)端口具有相同的IP地址,，適用于現(xiàn)場(chǎng)級(jí)通信；第三個(gè)端口具有獨(dú)立的IP地址,，可集成到公司網(wǎng)絡(luò)中,。
通過 PROFINET IRT，可定義響應(yīng)時(shí)間并確保高度的設(shè)備性能,。
集成：無需親臨現(xiàn)場(chǎng),，即可通過Internet瀏覽器隨時(shí)查看CPU狀態(tài)。過程變量以圖形化方式進(jìn)行顯示,，同時(shí)用戶還可以自定義網(wǎng)頁(yè),，這些都極大地簡(jiǎn)化了信息的采集操作,。
西門子S7-1500優(yōu)勢(shì)一:
它的外觀設(shè)計(jì)更人性化，選用時(shí)更容易被工程現(xiàn)場(chǎng)人員所接受,。S7-1500模塊大小比S7-300稍大,，機(jī)架類似于S7-300，前連接器安裝時(shí)具有接線位置,，并提供專門的電源元件和屏蔽支架及線卡,，使接線更方便，可靠性更高,；尤其讓工程人員心動(dòng)的是CPU上配置有LED顯示屏,，可方便顯示CPU狀態(tài)和故障信息等。
西門子S7-1500優(yōu)勢(shì)二:
從硬件方面來說,，S7-1500PLC的處理速度更快,，聯(lián)網(wǎng)能力更強(qiáng)，診斷能力和性更高,，不僅可節(jié)省成本,，提高生產(chǎn)效率，而且可靠,，維護(hù)簡(jiǎn)單方便,，真正成為工廠客戶和現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員的控制器。例如,，相對(duì)于S7-300/400,，S7-1500 PLC采用的背板總線技術(shù)，采用高波特率和高傳輸協(xié)議,，使其信號(hào)處理速度更快,；S7-1500所有CPU集成1-3個(gè)PROFINET接口，可實(shí)現(xiàn)低成本快速組態(tài)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)通信和公司網(wǎng)絡(luò)通信,，而S7-300/400PLC只有個(gè)別型號(hào)CPU才集成有PROFINET接口,；S7-1500 PLC的模塊集成有診斷功能，診斷級(jí)別為通道級(jí),，無需進(jìn)行額外編程,，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，可快速準(zhǔn)確地識(shí)別受影響的通道,，減少停機(jī)時(shí)間,，這是S7-300/400PLC所的。
西門子S7-1500優(yōu)勢(shì)三：
S7-1500PLC的組態(tài)和編程效率更高,，信息采集和查看更方便,，這也是工程設(shè)計(jì)人員的福音。由于S7-1500PLC是無縫集成到TIA博途軟件中,，無論是硬件組態(tài),、網(wǎng)絡(luò)連接和上位組態(tài)，還是軟件編程,，其操作均簡(jiǎn)單快捷,。而S7-300、S7-400PLC專用組態(tài)編程軟件為經(jīng)典STEP7,，上位組態(tài)軟件為WinCC,，相對(duì)于TIA博途軟件，某些操作顯得繁瑣（例如對(duì)于各個(gè)程序塊需要每個(gè)單獨(dú)存盤,，當(dāng)有語法錯(cuò)誤時(shí),，則無法執(zhí)行保存操作）。對(duì)于S7-1500,，可通過Internet瀏覽器,、內(nèi)置CPU顯示屏、TIA博途和HMI設(shè)備隨時(shí)查看CPU狀態(tài),、過程變量和故障信息等,，而對(duì)于S7-300/400 PLC，則沒有CPU顯示屏,，信息采集和查看也沒有S7-1500PLC方便,。
西門子S7-1500優(yōu)勢(shì)四：
相對(duì)于西門子S7-300、S7400PLC,，西門子S7-1500PLC支持的數(shù)據(jù)類型更廣泛,。S7-1500PLC的基本數(shù)據(jù)類型的長(zhǎng)度到64位，而S7-300/400 PLC支持的基本數(shù)據(jù)類型長(zhǎng)度為32位,；S7-1500PLC支持Pointer,、Any和Variant三種類型指針，S7-300/400PLC只支持前兩種,。這些特點(diǎn),，均使S7-1500PLC的編程更加靈活。
西門子S7-1500優(yōu)勢(shì)五：
S7-1500 PLC無需使用其它模塊即可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制功能,。通過PLCopen 技術(shù),，控制器可使用標(biāo)準(zhǔn)組件連接支持PROFIdrive 的各種驅(qū)動(dòng)裝置；此外,，S7-1500 PLC還支持所有CPU 變量的TRACE 功能,，提高了調(diào)試效率，優(yōu)化了驅(qū)動(dòng)和控制器的性能,。
相對(duì)于S7-300和S7-400PLC,，西門子S7-1500功能更加強(qiáng)大，相信在未來的發(fā)展中可以得到更廣泛的應(yīng)用,。
西門子電纜6ES7902-3AG00-0AA0
前提條件：
I) 在安裝有WINCC的計(jì)算機(jī)上安裝CP5612通訊板卡.
II) 將所要連接的PLC的端口設(shè)置為PROFIBUS通訊協(xié)議,，對(duì)于MPI/DP類型的端口尤其重要,。
使用STEP 7軟件組態(tài)PLC的硬件信息，將相應(yīng)的板卡在Hardware進(jìn)行硬件組態(tài),，選擇將要連接WINCC的對(duì)應(yīng)端口,，如果其類型為MPI/DP，則需要將端口為PROFIBUS,，如下圖4-1所示：
其中,，Interface中的參數(shù)Networked(已連網(wǎng))必須設(shè)置為Yes。
圖4-1
點(diǎn)擊上圖所示的Properties…按鈕,，如下圖所示：
圖4-2
設(shè)置PROFIBUS端口的地址為2,。
點(diǎn)擊New按鈕，在Subnet下新建一個(gè)PROFIBUS網(wǎng)絡(luò),，在彈出的對(duì)話框中設(shè)置參數(shù),，如圖4-3所示。其中重要參數(shù)如下：
Highest PROFIBUS Address：
指整個(gè)PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)中的最高的站點(diǎn)地址,，默認(rèn)為126,，可作修改。
Transmission Rate：
PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)的通訊速率,，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中所有站點(diǎn)的通訊波特率必須一致,。
Profile：
具體的傳輸協(xié)議的設(shè)置，這里設(shè)置為DP,。
圖4-3
進(jìn)入Windows操作系統(tǒng)下的控制面板,，雙擊Set PG/PC Interface圖標(biāo)，
在Access Point of the Application:的下拉列表中選擇S7ONLINE ( STEP7 ),；在Interface Parameter Assignment :的列表中,，點(diǎn)擊CP5611.PROFIBUS.1；
確認(rèn)后在Access Point of the Application:的下拉列表中顯示為：
S7ONLINE ( STEP7 ) à CP5611.PROFIBUS.1,，如圖4-4所示,。
圖4-4
設(shè)置CP卡的通訊參數(shù),點(diǎn)擊Properties…按鈕，彈出Properties-參數(shù),，如圖4-5所示,。重要的參數(shù)說明如下。
Address:
CP卡的PROFIBUS地址
Transmission Rate:
PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率,，必須和實(shí)際連接PLC的PROFIBUS端口的傳輸速率相同,；
Highest Station Address:
PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)的最高站地址，必須和PLC的PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置相同,；
Profile:
設(shè)置具體通訊協(xié)議,，這里使用DP。
圖4-5
診斷PROFIBUS網(wǎng)絡(luò),，點(diǎn)擊Diagnostic…按鈕,，進(jìn)入診斷對(duì)話框,。如下圖所示，Test按鈕點(diǎn)擊后,，顯示OK表示CP卡工作正常,。點(diǎn)擊Read按鈕后,，將顯示所有接入PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備的站地址,，如果只能讀到CP卡自己的站地址，此時(shí),，請(qǐng)查看PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)和硬件連接設(shè)置,，只有成功讀取到CPU的站點(diǎn)地址，才能進(jìn)行以下的步驟設(shè)置,，否則不可能建立通訊,，如圖4-6所示。
圖4-6
打開WINCC工程在Tag Management-->SIMATIC S7 PROTOCOL SUITE->PROFIBUS
右鍵單擊PROFIBUS,，在彈出菜單中點(diǎn)擊“系統(tǒng)參數(shù)”,，如圖4-7所示。
圖4-7
彈出System Parameter- PROFIBUS對(duì)話框,，選擇Unit標(biāo)簽,，
設(shè)置Logic device name（邏輯設(shè)備名稱）：S7ONLINE，如圖4-8所示,。
圖4-8
添加驅(qū)動(dòng)連接,，設(shè)置參數(shù)。打開WINCC工程在Tag Management-->SIMATIC S7 PROTOCOL SUITE->PROFIBUS,，右鍵單擊PROFIBUS,，在下拉菜單中，點(diǎn)擊“新建連接”,，如圖4-9所示：
圖4-9
在握手圖標(biāo)后面輸入連接的名稱,。
在連接名稱上右鍵點(diǎn)擊“連接參數(shù)”；
彈出Connection Parameter-PROFIBUS屬性對(duì)話框,，填入?yún)?shù),，如圖4-10所示：
圖4-10
重要的參數(shù)如下所示：
Station Address：PROFIBUS端口地址，必須與圖4-2中地址相同,；
Rack Number：CPU所處機(jī)架號(hào),，除特殊復(fù)雜使用的情況下，一般填入0,；
Slot Number：CPU所處的槽號(hào),。
注意：
如果使用S7-300的PLC，那么該參數(shù)為2,；
如果是S7-400的PLC,，那么要根據(jù)STEP7項(xiàng)目中的Hardware軟件查看CPU插在第幾號(hào)槽內(nèi),，不能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和物理安裝位置來隨便填寫，可能的參數(shù)為2,、3,、4（主要是依據(jù)電源的大小來決定）否則通訊不能建立。
最后點(diǎn)擊確認(rèn),，則通訊參數(shù)的設(shè)置已完成,。
使用WinCC工具中的通道診斷程序WinCC Channel Diagnosis即可測(cè)試通訊是否建立。注意：此時(shí)PLC必須處于運(yùn)行狀態(tài),，老版本的PLC必須處于RUN-P或者RUN狀態(tài),，WinCC必須激活運(yùn)行。
根據(jù)圖5-1所示的位置,，打開通道診斷工具,，檢測(cè)通訊是否成功建立。
圖5-1
圖5-2
如果在一個(gè)WinCC項(xiàng)目中同時(shí)使用多種驅(qū)動(dòng)進(jìn)行通訊,，因?yàn)橥ㄓ嵔涌诤蛥?shù)不同,，在“系統(tǒng)參數(shù)”中就不能將Logic device name（邏輯設(shè)備名稱）都設(shè)置為S7ONLINE。簡(jiǎn)單的做法就是,，可以將實(shí)際通訊板卡的名稱直接設(shè)置為Logic device name（邏輯設(shè)備名稱）,。
圖6-1為設(shè)置實(shí)際TCP/IP通訊網(wǎng)卡名稱的兩種常見格式。
一定不能選擇.Auto.1的網(wǎng)卡,。
圖6-1
圖6-2為設(shè)置實(shí)際ISO通訊網(wǎng)卡名稱的兩種常見格式,。
圖6-2
圖6-3
圖6-4
串口通訊，又經(jīng)常被稱為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊或者PtP通訊,，是工業(yè)設(shè)備中的一種非常通用的通訊方式,，常用于獲取相對(duì)遠(yuǎn)程采集設(shè)備的數(shù)據(jù)。
串行通信,，通常利用RS232C或者RS485電氣接口,，實(shí)現(xiàn)ASCII碼或者M(jìn)odbus通訊；其特點(diǎn)是通信線路簡(jiǎn)單,，成本較低,，用于解決不同廠商產(chǎn)品之間節(jié)點(diǎn)少、數(shù)據(jù)量小,、通訊速率低,、實(shí)時(shí)性要求不高的場(chǎng)合，如過程儀表,、變頻器,、連接掃描儀、條碼閱讀器等帶有串行通訊接口的設(shè)備，CP卡加載通訊協(xié)議后,，還可以和支持Modbus協(xié)議的現(xiàn)場(chǎng)儀表通訊,。
為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備相互通訊，通訊雙方的通訊接口和通訊協(xié)議要一致,，最基本的串行通訊的數(shù)據(jù)幀格式和波特率也要匹配,。
西門子串行通訊支持的數(shù)據(jù)幀格式：
凡是符合這些格式的串行通信設(shè)備,，理論上都可以相互通信。
常用的串行數(shù)據(jù)接口有:RS232C 和 RS485/422,。RS-232C、RS-422/485 標(biāo)準(zhǔn)只對(duì)接口的電氣特性做出規(guī)定,，而不涉及接插件,、電纜或協(xié)議，在此基礎(chǔ)上用戶可以建立自己的高層通信協(xié)議,。
注意： 接口和協(xié)議是兩個(gè)概念,。
RS-232C 是低速率的單端串行通訊，RS-232C 采取不平衡傳輸方式,，即所謂單端通訊,。
1.RS232C 通訊接口特點(diǎn)
2. RS232C 接口定義
RS232C并未定義連接器的物理特性,，不同類型的連接器引腳定義也各不相同,，其中9針和25針的引腳定義對(duì)照，如圖 1 所示,。
圖1 RS232C 串口管腳定義
最為簡(jiǎn)單且常用的是三線制接法,，即Txd，Rxd和地線三根,，如上圖中紅色（2,，3）和紫色（5）三個(gè)針腳。
RS-422/485 改進(jìn) RS-232 通信距離短、速率低的缺點(diǎn),。
1.RS422/485接口特點(diǎn)
2.RS422/485接口定義
RS422/485 的端口有9針、15針,，CP340/341/440/441的接口是15針,，如圖 2 所示。
圖2 RS422/485 串口管腳定義
常用的協(xié)議類型
ASCII 協(xié)議通過通訊處理器和通訊伙伴之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接控制數(shù)據(jù)傳輸,。
由于消息的結(jié)構(gòu)*由用戶定義，用戶可以以 ASCII 協(xié)議為基礎(chǔ)開發(fā)自己的消息,。在接收方只需要定義接收消息的結(jié)束方式,，發(fā)送接收雙方協(xié)商一致。
ASCII 驅(qū)動(dòng)程序允許發(fā)送和接收任何結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)（所有可打印的 ASCII 碼表字符符以及從 00 到 FFH [帶有 8 個(gè)數(shù)據(jù)位字符幀] 的所有其它字符或從 00 到 7FH [帶有 7 個(gè)數(shù)據(jù)位字符幀]的所有其它字符）,。
ASCII協(xié)議適用于與支持串行通信的智能儀表,、條形碼閱讀器、掃描儀,、打印機(jī)等設(shè)備進(jìn)行通訊,。
MODBUS RTU 通信協(xié)議是以主從的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)模鲃?dòng)方發(fā)送請(qǐng)求,，被動(dòng)方響應(yīng)請(qǐng)求,，應(yīng)答的方式。
在傳輸?shù)倪^程中主站是主動(dòng)方,，即主站發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求報(bào)文到從站,；從站是被動(dòng)方，即如果正常從站返回正常響應(yīng)報(bào)文，如果故障從站返回異常響應(yīng)報(bào)文,，如圖 3 所示,。
圖3 MODBUS 請(qǐng)求響應(yīng)報(bào)文格式
MODBUS 系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)交換需要通過功能代碼（Function Code）來控制的,，具體分以下兩類,。
有些功能碼是對(duì)位操作的，通信的用戶數(shù)據(jù)是以位為單位的：
有些功能碼是對(duì)16位寄存器操作的,，通信的用戶數(shù)據(jù)是以字為單位的：
這些功能碼是對(duì)四個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)位輸入,、位輸出,、寄存器輸入、寄存器輸出進(jìn)行訪問的,，如圖 4 所示。
圖4 訪問的數(shù)據(jù)區(qū)
Modbus地址由起始的數(shù)據(jù)類型代號(hào)和地址偏移量組成,。功能碼決定對(duì)Modbus地址進(jìn)行操作類型,，其可根據(jù)需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型和個(gè)數(shù)來決定，如圖 5 所示,。
圖5 MODBUS 地址對(duì)應(yīng)關(guān)系
注意：在傳輸消息楨中,，用戶使用的地址是0為基準(zhǔn)，而對(duì)應(yīng)的Modbus地址是1為基準(zhǔn),，如FC16功能碼時(shí)以16進(jìn)制的0000為起始地址,，對(duì)應(yīng)的寄存器是從40001開始。
MODBUS RTU 傳輸模式：消息楨中的每個(gè)8位分成2個(gè)4位16進(jìn)制的字符,。
每個(gè)字符幀格式（11位）,，如圖 6 所示。
圖6 字符幀格式
注意：如果無奇偶校驗(yàn)位,，停止位是2位,。
消息幀格式，如圖 7 所示,。
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