淺談S7-300通訊模塊CP341的RK512通訊協(xié)議

1、淺談s7-300通訊模塊cp341的rk512通訊協(xié)議【摘要】本文詳細(xì)介紹了西門子s7-300通訊模塊cp341的rk512通訊協(xié)議，在此基礎(chǔ)上解決 了西門子與不同型號(hào)plc的通訊問題。【關(guān)鍵詞】可編程控制器通訊協(xié)議現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用無論是計(jì)算機(jī)還是plc,都是數(shù)字設(shè)備。它們之間交換的信息是由“0”利“t表示的數(shù)字 信號(hào)。數(shù)據(jù)通信就是將數(shù)據(jù)信息通過適當(dāng)?shù)膫魉途€路從一臺(tái)機(jī)器傳送的另一臺(tái)機(jī)器。任務(wù)是 把地理位置不同的計(jì)算機(jī)和plc及其他數(shù)字設(shè)備連接起來，高效率的完成數(shù)據(jù)的傳送、信 息交換和通信處理三項(xiàng)任務(wù)。一、串行接口標(biāo)準(zhǔn)rs-232c串行接口標(biāo)準(zhǔn)既是一種協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，又是一種電氣標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了終端和通信設(shè)備 z

2、間信息交換的方式和功能。plc與上位計(jì)算機(jī)之間的通信就是通過rs-232c標(biāo)準(zhǔn)接口來 實(shí)現(xiàn)的。rs-232c的標(biāo)準(zhǔn)插件是25針的d型連接器，也有9針的，但實(shí)際應(yīng)用中未將25 個(gè)引腳全部用滿，最簡(jiǎn)單的通信只需3根引線，最多的也不過用到22根。rs-232c的電氣 待性采用負(fù)邏輯，規(guī)定“t電平在一5一15v范圍內(nèi)，邏輯“0”在+5+ 15v范圍內(nèi)。這樣 具有更強(qiáng)的抗干擾性能。其最大的傳送距離為15m,最高傳送速率為20kbit/so 傳輸介質(zhì)采用帶屏蔽的雙絞線，抗干擾、抗惡劣環(huán)境較好，成木低、安裝簡(jiǎn)單。rs-232c 25針引腳信號(hào)定義引腳信號(hào)說明1保護(hù)地（可以不用）2txd友送數(shù)據(jù)3rxd接受數(shù)

3、據(jù)4rts情求發(fā)送5cts允訐發(fā)送6dsr數(shù)據(jù)裝宜準(zhǔn)備好7信號(hào)地信號(hào)地8dcd戦波檢測(cè)20dtr22振鈴指示rs-232c 9針引腳信號(hào)定義針名稱輸入朋出意義1dcd1received detectorinputreceived signal level2rxdreceived datainputreceived data3txdtransmitted dataoutputtransaitted data4dtrdata terminal readyoutputdata terminal is ready5gndground9。環(huán)5signal ground (gndint)6dsrdata

4、set readyinputdata set ready7rtsrequest to sendoutputrequest to send8ctsclear to sendinputclear to send9riring indicatorinputauloooeiitrring indicator二、s7-300通訊模塊cp341的通訊協(xié)議cp341 有三種不同的接口模式，分別為：cp 341-rs 232c, cp 341-20ma tty and cp 341-rs 422/485, cp341本身支持三種不同的雙向通訊協(xié)議：1、ascii driver 物理層2、3964（r） pro

5、cedure2 數(shù)據(jù)鏈路層3、rk 512 computer connections 傳輸層物理層在信道上傳送未經(jīng)處理的信息，該層協(xié)議涉及通信雙方的機(jī)械、電氣和連接規(guī)程。 rs-232為物理層協(xié)議。數(shù)據(jù)鏈路層的任務(wù)是將可能有差錯(cuò)的物理鏈路，改造成對(duì)于網(wǎng)絡(luò) 層來說是無差錯(cuò)傳送線路。它把輸入的數(shù)據(jù)組成數(shù)據(jù)幀，并在接受端檢驗(yàn)傳送的止確性。若 正確，則發(fā)送確認(rèn)信息；若不正確，則拋棄該幀，等待發(fā)送端超時(shí)重發(fā)。傳輸層的基本功能 是從會(huì)話層接受數(shù)據(jù)，把它傳到網(wǎng)絡(luò)層，并保證這些數(shù)據(jù)正確的到達(dá)目的地。該層控制端到 端數(shù)據(jù)的完整性，確保高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，起到網(wǎng)絡(luò)層和會(huì)話層之i'可接口作用。這里我們著重淺談

6、一下cp341 -rs232c接口模式,cp 341-rs 232c是9針sub-d型 插頭，內(nèi)置rk512通訊協(xié)議，程序設(shè)計(jì)中在plc側(cè)只需在obo中加入fb7（每次循環(huán)都執(zhí) 行fb7）, plc就會(huì)自動(dòng)響應(yīng)上位機(jī)的數(shù)據(jù)查詢和數(shù)據(jù)修改指令了。在通訊過程屮，plc為 被動(dòng)，計(jì)算機(jī)為主動(dòng)。（也就是如果計(jì)算機(jī)不發(fā)命令給plc, plc不會(huì)主動(dòng)發(fā)數(shù)據(jù)）在plc 編程屮只要有fb7功能塊就可以了。fb8是給plc主動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)用的。最大信息幀長(zhǎng)度rk512計(jì)算機(jī)連接技術(shù)規(guī)格表:1024 bytes傳輸速率：300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 7

7、600,76800 baud幀特性：10, 11 or 12 bits延遲時(shí)間特性：20 ms to 655350 ms in 10 ms増重延遲時(shí)間范圍:20 bs to 655350 ms in 10 ms 培'羞設(shè)疊碼范圍：1 傳輸碼范圍：1 初始狀態(tài)長(zhǎng)度:none,255亦 255ar(a)5v/r(b)0v, r(a)0v/r(b)5vrk512計(jì)算機(jī)連接傳輸時(shí)間表:單位（s）用戶7680057600384001920096004800240012006003001 byte0.0270.0290.0300.0380.0540.0830. 1440.2660.5221.046

8、10 bytts0.0290.0320.0340.0430.0630 0980. 1810.3380.6661.33420 bytes0 0300 0340 0370 0490 0750.1250 2270 4310 8551.70150 bytts0.0410.0470.0510.0720.1140.1990.3720.7121.4072.804100 bytes0.0610.0690.0760. 1140.1840.3260.6121.1832.3264.645200 bytts0.1050.1250.1410.2110.3500.6351.2002. 4004.8009.067500 b

9、ytts0.2210.2650.3010.4710.8121.6663.0004.80011 0022.001000 byits0.4410.5170.5920.9121.7003.0006.00011a1以下兩種對(duì)比可以看出，使用rk512協(xié)議相對(duì)占用內(nèi)存上大和反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，但rk512 協(xié)議能夠保證數(shù)據(jù)的完整性和可靠性，因此選用此協(xié)議作為兩者之間的通訊協(xié)議。占用內(nèi)存在功能塊/功能（字節(jié)）blocknameversionload memorywork memorylocal datafc5v24.stat2.0188722fcsv24 set2.02fb7p rcv rk2.135842982

10、106fbbp snd rk2.33036alit2490xhrftrfcl32運(yùn)行時(shí)間在功能塊/功能（微秒）blocknameversionfunctioncpu313/314cpu315/315 dprc5v24 stat2.0reading140120fc6v24.set2.0setting160130fb7p rcv rk2.1lding510450gcngkong.ireceiving18001800:omreadying18001800fb8p_snd_rk2.3lding410360sending2300人2200fetching2300uloooeilcl2200三、s7-30

11、0的通訊編程首先建立功能fc4,調(diào)用功能塊fb8,作為與其他plc數(shù)據(jù)通訊的“無存儲(chǔ)區(qū)”的邏輯塊， fc4的臨時(shí)變量存儲(chǔ)在局域數(shù)據(jù)堆棧中。當(dāng)fc4執(zhí)行結(jié)朿后，這些數(shù)據(jù)就丟失了。由于fc4 沒有它自己的存儲(chǔ)區(qū)，所以必須為它指定實(shí)際參數(shù)。不能夠?yàn)橐粋€(gè)fc4的局域數(shù)據(jù)分配初 始值。使用位存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)位m?.?轉(zhuǎn)成數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)位db7.dbx?.?,用以數(shù)據(jù)傳輸，當(dāng)置位 線圈指令m25.0只在邏輯操作結(jié)果=1時(shí)才執(zhí)行。如果邏輯操作結(jié)果=1,則這一指令將它 指定地址的狀態(tài)置1。如果邏輯操作結(jié)果=0,則該指令對(duì)指定的地址沒有影響。地址的狀 態(tài)保持不變。也就是所調(diào)用的功能塊fb8直處于發(fā)送狀態(tài)。然后建立功能f

12、c5,調(diào)用功能塊fb7,作為接收其他plc發(fā)送的數(shù)據(jù)。最后建立主程序塊ob1對(duì)功能fc4和fc5的調(diào)用，完成對(duì)其他plc的發(fā)送與接收數(shù)據(jù) 功能。將所要實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)功能編制完畢后，下載到s7-300plc的3152dpcpu中，最后 對(duì)該程序進(jìn)行測(cè)試，排除程序中的錯(cuò)誤。四、s7-300與其他plc的通訊連接下圖為cp341-rs232c 9針與其他plc 25針接線圖表:以上是9針與25針的連接方法，9針與9針的連接方法類同。五、s7-300與其他plc的通訊調(diào)試以上步驟完成，確定所有事項(xiàng)正確后，我們開始對(duì)此通迅進(jìn)入調(diào)試階段，s7-300與其 他plc分別上電，這時(shí)雙方接口指示開始閃爍，表示通訊正

13、常，通過對(duì)s7-300強(qiáng)制發(fā)送數(shù) 據(jù)，可看到其他plc有數(shù)據(jù)接收到，対所有數(shù)據(jù)逐一進(jìn)行強(qiáng)制發(fā)送，雙方收到的數(shù)據(jù)逐一 對(duì)應(yīng)無誤后，便可進(jìn)入試運(yùn)行階段。六、結(jié)束語plc可編程控制器的應(yīng)用，給人們帶來了極大的方便和巨大的經(jīng)濟(jì)效益，它必將更為廣 泛地使用，但是不同廠家、不同型號(hào)plc之間的通訊，現(xiàn)場(chǎng)編程調(diào)試將成為一個(gè)非常重要 的課題。主要參考文獻(xiàn)1郭宗仁、吳亦鋒、郭永著可編程控制器及其通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù).人民郵電出版社.1999l2尹宏業(yè)編著plc可編程控制器教程.航空工業(yè)出版社.19973耿文學(xué)著可編程控制器應(yīng)用技術(shù)手冊(cè).科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社19964西門子公司simatic s7-300可編程控制器系統(tǒng)手冊(cè).20005西門子公司simatic