歐姆龍CPU自帶232口與第三方設(shè)備通信實(shí)驗(yàn).doc

編號(hào):20150822實(shí)驗(yàn)報(bào)告課題名稱(chēng):歐姆龍CPU自帶232口和第三方設(shè)備通信實(shí)驗(yàn) 單位（蓋章）: 技術(shù)部 實(shí)驗(yàn)時(shí)間: 目錄實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?實(shí)驗(yàn)設(shè)備：3實(shí)驗(yàn)流程：4實(shí)驗(yàn)步驟：4一、硬件電路搭建4二、軟件設(shè)置6三、無(wú)協(xié)議收發(fā)功能的測(cè)試。7四、第三方設(shè)備協(xié)議分析10五、CS1D-CPU67S讀取儀表動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)例。12六、FCS（幀校驗(yàn)和）指令的使用。14七、通過(guò)CPU計(jì)算校驗(yàn)碼獲取SWP數(shù)據(jù)16八、結(jié)論19注意：19歐姆龍CPU自帶232口和第三方設(shè)備通信實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私鈿W姆龍PLC CPU自帶RS232口和第三方設(shè)備的通信。本實(shí)驗(yàn)以歐姆龍PLC CS1D-CPU67S和昌輝SWP系列儀表為例進(jìn)行測(cè)試。實(shí)驗(yàn)設(shè)備：本次實(shí)驗(yàn)設(shè)備見(jiàn)表1。序號(hào)名稱(chēng)型號(hào)數(shù)量備注1CPUCS1D-CPU67S12電源模塊CS1D-PA207R13主底板CS1D-BC082S14以太網(wǎng)模塊CS1W-EIP2115昌輝儀表SWP-C403-22-23-HL-FA16USB轉(zhuǎn)串口線(xiàn)17CPU和PC串口連接線(xiàn)（見(jiàn)注1）1用來(lái)連接CPU的USB口和串口線(xiàn)的USB口8網(wǎng)線(xiàn)1表1注1：歐姆龍PLC RS232口和上位機(jī)串口線(xiàn)的連接方式見(jiàn)圖1。圖1-歐姆龍PLC RS232口和上位機(jī)串口線(xiàn)的連接方式硬件電路搭建軟件設(shè)置無(wú)協(xié)議收發(fā)功能測(cè)試第三方設(shè)備協(xié)議分析讀取儀表數(shù)據(jù)實(shí)例FCS指令校驗(yàn)碼計(jì)算通過(guò)FCS指令和協(xié)議宏指令接收儀表數(shù)據(jù)綜合測(cè)試實(shí)驗(yàn)流程：實(shí)驗(yàn)步驟：一、硬件電路搭建1、實(shí)驗(yàn)設(shè)備電路搭建如圖2所示。電源模塊以太網(wǎng)模塊CPU主底板昌輝SWP系列儀表圖2-實(shí)驗(yàn)硬件電路搭建圖2、CPU單元設(shè)置：CPU單元設(shè)置見(jiàn)圖3，將所有的DIP開(kāi)關(guān)都置為OFF。圖3-CPU模塊DIP開(kāi)關(guān)設(shè)置圖3、以太網(wǎng)模塊設(shè)置：在該實(shí)驗(yàn)中，由于我們將用到CPU自帶的RS232口和第三方設(shè)備（昌輝儀表）通信，因此對(duì)CPU的編程等操作選定為以太網(wǎng)方式。以太網(wǎng)模塊的單元號(hào)和節(jié)點(diǎn)號(hào)設(shè)置見(jiàn)圖4，該實(shí)驗(yàn)中設(shè)定的IP地址為：192.168.250.1。圖4-以太網(wǎng)模塊設(shè)置圖二、軟件設(shè)置1、打開(kāi)CX-Programmer，文件，新建，設(shè)備類(lèi)型CS1D-S，CPU型號(hào)選擇CPU67，網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型選擇Ethernet。設(shè)置界面如圖5。圖5-新建工程2、以太網(wǎng)連接設(shè)置，如圖6：將IP地址設(shè)定為192.168.250.1圖6-IP地址設(shè)定3、在線(xiàn)工作，編程模式下，打開(kāi)“設(shè)置”選項(xiàng)對(duì)CPU自帶的232口進(jìn)行設(shè)置。如圖7所示。在“上位機(jī)鏈接端口”選項(xiàng)下設(shè)置通信格式（注2）（波特率、數(shù)據(jù)格式、232口的工作模式等參數(shù)），然后傳送到PLC。圖7-CPU自帶232口的設(shè)置注2：SWP系列儀表通訊口的傳輸方式為。 三、無(wú)協(xié)議收發(fā)功能的測(cè)試。歐姆龍PLC和第三方設(shè)備通信需要通過(guò)特殊指令（TXD和RXD）來(lái)發(fā)送和接收第三方設(shè)備的協(xié)議。1、無(wú)協(xié)議發(fā)送功能的測(cè)試。測(cè)試要求：發(fā)送D0-D9共10個(gè)數(shù)據(jù)到上位機(jī)。上位機(jī)接收軟件：串口調(diào)試工具（1） 無(wú)協(xié)議接收程序的編寫(xiě)：測(cè)試無(wú)協(xié)議接收需要用到無(wú)協(xié)議接收指令RXDS-發(fā)送數(shù)據(jù)的首地址：將要發(fā)送的第三方設(shè)備的協(xié)議寫(xiě)在S開(kāi)始的內(nèi)存中去。C-控制字：定義發(fā)送協(xié)議的一些控制項(xiàng)目?？刂谱值亩x如下：N-發(fā)送的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)：定義發(fā)送協(xié)議的字節(jié)數(shù)。無(wú)協(xié)議發(fā)送程序如圖7所示（發(fā)送D0-D9共10個(gè)數(shù)據(jù)）：圖7-無(wú)協(xié)議發(fā)送程序截圖（2）無(wú)協(xié)議發(fā)送測(cè)試情況如圖8、圖9所示。圖8-CPU發(fā)送數(shù)據(jù)圖9-上位機(jī)接收數(shù)據(jù) （3） 測(cè)試結(jié)果：CPU無(wú)協(xié)議發(fā)送數(shù)據(jù)正常。2、無(wú)協(xié)議接收功能的測(cè)試。測(cè)試要求：上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，CPU通過(guò)無(wú)協(xié)議接收數(shù)據(jù)并存到D200開(kāi)始內(nèi)存區(qū)域。上位機(jī)發(fā)送軟件：串口調(diào)試工具（1） 無(wú)協(xié)議接收程序的編寫(xiě)：測(cè)試無(wú)協(xié)議發(fā)送需要用到無(wú)協(xié)議發(fā)送指令RXDS-接收數(shù)據(jù)的首地址：定義接收數(shù)據(jù)存放的首地址。C-控制字：定義接收協(xié)議的一些控制項(xiàng)目?？刂谱值亩x如下：N-存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)：定義從接收緩沖區(qū)中，存儲(chǔ)多少字節(jié)的數(shù)據(jù)到指定的地址中去。無(wú)協(xié)議接收程序如圖10所示（將接收到的數(shù)據(jù)放在D200開(kāi)始地址中去）：圖10-無(wú)協(xié)議接收截圖（2） 無(wú)協(xié)議接收測(cè)試情況如圖11、圖12所示。圖11-上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)截圖圖12-CPU接收數(shù)據(jù)截圖（3） 測(cè)試結(jié)果：CPU無(wú)協(xié)議接收數(shù)據(jù)正常。四、第三方設(shè)備協(xié)議分析1、通訊格式分析本次實(shí)驗(yàn)通信的第三方設(shè)備是昌輝的SWP系列儀表，其通信格式為： -起始符； DE 儀表設(shè)備號(hào)（雙字節(jié)，參見(jiàn)儀表操作手冊(cè)中之參數(shù)“DE” ） 幀命令 操作命令（雙字節(jié)） 幀數(shù)據(jù) 各種操作命令所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)（長(zhǎng)度視不同儀表型號(hào)而不同） CRC 校驗(yàn)字節(jié)（除外 CRC 字節(jié)之前其它幾個(gè)字節(jié)的異或值，即 DE（ASII）與幀類(lèi)型 ASCII和幀數(shù)據(jù) ASCII的異或值） CRC = DEASCII 幀 命令 ASCII 幀數(shù)據(jù) ASCII CR結(jié)束符2、 設(shè)備設(shè)置分析 這一部分需要進(jìn)入儀表的二級(jí)菜單對(duì)儀表的DE（即設(shè)備編號(hào)）和波特率進(jìn)行設(shè)置。設(shè)置方法為： 找到DE和BT兩個(gè)項(xiàng)目如圖12。將BT設(shè)置為5（即波特率為9600）；設(shè)備號(hào)設(shè)置為01。圖12-儀表參數(shù)設(shè)置3、儀表參數(shù)編寫(xiě)下面以讀儀表動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)（實(shí)時(shí)測(cè)量值）幀為例編寫(xiě)通信命令幀。由通信格式可得到設(shè)備發(fā)送和接收命令的具體格式（注3）：注3：讀儀表動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的幀命令為RD，儀表通訊命令集見(jiàn)表2：表2-SWP儀表通信命令集故：當(dāng)設(shè)備號(hào)為01時(shí)應(yīng)該發(fā)送的命令幀為：五、CS1D-CPU67S讀取儀表動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)例。 要求：（1）當(dāng)200.00為1時(shí)，CPU將儲(chǔ)存在D0開(kāi)始的內(nèi)存中的請(qǐng)求命令（請(qǐng)求當(dāng)前儀表動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)）發(fā)送到SWP儀表。（2）當(dāng)200.01為1時(shí)，儀表回復(fù)當(dāng)前的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)到CPU，CPU將其存在D200開(kāi)始的內(nèi)存中。1、無(wú)協(xié)議收發(fā)數(shù)據(jù)程序編寫(xiě)，如圖13。圖13-無(wú)協(xié)議獲取SWP儀表數(shù)據(jù)（1）DO中保存的請(qǐng)求命令數(shù)據(jù)見(jiàn)圖14：圖14-CPU發(fā)送請(qǐng)求命令（2）當(dāng)儀表當(dāng)前沒(méi)有給定信號(hào)時(shí)，接收到的數(shù)據(jù)見(jiàn)圖15。圖15-儀表沒(méi)有給定信號(hào)時(shí)（3）當(dāng)儀表給定4mA的信號(hào)時(shí)，接收到的數(shù)據(jù)見(jiàn)圖16。圖16-儀表給定信號(hào)為4mA時(shí)（4）當(dāng)儀表給定12mA的信號(hào)時(shí)，接收到的數(shù)據(jù)見(jiàn)圖17。圖17-儀表給定信號(hào)為12mA時(shí)（5）當(dāng)儀表給定20mA的信號(hào)時(shí)，接收到的數(shù)據(jù)見(jiàn)圖18。圖18-儀表給定信號(hào)為20mA時(shí)2、結(jié)論： CPU自帶的232口能夠正常和第三方設(shè)備通信。六、FCS（幀校驗(yàn)和）指令的使用。1、歐姆龍PLC提供一條FCS指令，該指令的作用是計(jì)算指定地址范圍內(nèi)的FCS值，并以ASCII代碼輸出。C和C+1控制字：C 指定了在 FCS 計(jì)算中使用的單位（字節(jié)或字），（C+1 的第 13 位判斷是字節(jié)還是字）。R1 需要計(jì)算校驗(yàn)碼的地址的首字。D計(jì)算輸出的結(jié)果存放位置。如果選擇字節(jié)方式，計(jì)算結(jié)果輸出到 D+1 和 D。在這種情況下，左邊 4 個(gè)數(shù)字存入 D+1, 右邊 4 個(gè)數(shù)字存入 D 。2、FCS校驗(yàn)碼計(jì)算示例。 （1） 以計(jì)算昌輝儀表校驗(yàn)碼為例。儀表的協(xié)議規(guī)定，參與校驗(yàn)碼計(jì)算的數(shù)據(jù)包含了 DE（ASII）與幀類(lèi)型 ASCII和幀數(shù)據(jù) ASCII的異或值。 首先，列出地址使用表3。序號(hào)FCS指令中的標(biāo)識(shí)CPU對(duì)應(yīng)的地址設(shè)置值SWP儀表的參數(shù)1C（控制字）D100#00062D101#30003R1（需要計(jì)算的參數(shù)的首字）D1200001設(shè)備號(hào)4D1215244命令代碼5D（結(jié)果字）D300表3-FCS指令計(jì)算SWP校驗(yàn)碼地址對(duì)照表（2）FCS指令程序見(jiàn)圖19。圖19-FCS指令程序圖20-FCS參數(shù)查看（3）改變命令代碼為RR（即D121的值為5252）得到新的校驗(yàn)碼，如圖21所示。圖21-改變命令代碼后的檢驗(yàn)碼計(jì)算3、結(jié)論：檢驗(yàn)碼和手動(dòng)計(jì)算結(jié)果一樣，F(xiàn)CS計(jì)算異或檢驗(yàn)碼成功。七、通過(guò)CPU計(jì)算校驗(yàn)碼獲取SWP數(shù)據(jù)1、程序2、得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果（1）D0-D4發(fā)送數(shù)據(jù)（2）D200接收數(shù)據(jù)