歐姆龍CPU自帶232口與第三方設備通信實驗

編號:20150822實驗報告課題名稱:歐姆龍CPU自帶232口和第三方設備通信實驗單位〔蓋章〕:技術部實驗時間:目錄TOC\o"1-2"\h\z\u實驗目的：3實驗設備：3實驗流程：4實驗步驟：4一、硬件電路搭建4二、軟件設置6三、無協議收發(fā)功能的測試。7四、第三方設備協議分析10五、CS1D-CPU67S讀取儀表動態(tài)數據實例。12六、FCS〔幀校驗和〕指令的使用。14七、通過CPU計算校驗碼獲取SWP數據16八、結論19注意：19歐姆龍CPU自帶232口和第三方設備通信實驗實驗目的：了解歐姆龍PLCCPU自帶RS232口和第三方設備的通信。本實驗以歐姆龍PLCCS1D-CPU67S和昌輝SWP系列儀表為例進行測試。實驗設備：本次實驗設備見表1。序號名稱型號數量備注1CPUCS1D-CPU67S12電源模塊CS1D-PA207R13主底板CS1D-BC082S14以太網模塊CS1W-EIP2115昌輝儀表SWP-C403-22-23-HL-FA16USB轉串口線17CPU和PC串口連接線〔見注1〕1用來連接CPU的USB口和串口線的USB口8網線1表1注1：歐姆龍PLCRS232口和上位機串口線的連接方式見圖1。圖1-歐姆龍PLCRS232口和上位機串口線的連接方式硬件電路搭建軟件設置無協議收發(fā)功能測試第三方設備協議分析讀取儀表數據實例硬件電路搭建軟件設置無協議收發(fā)功能測試第三方設備協議分析讀取儀表數據實例FCS指令校驗碼計算通過FCS指令和協議宏指令接收儀表數據綜合測試實驗步驟：一、硬件電路搭建1、實驗設備電路搭建如圖2所示。電源模塊電源模塊以太網模塊CPU主底板昌輝SWP系列儀表圖2-實驗硬件電路搭建圖2、CPU單元設置：CPU單元設置見圖3，將所有的DIP開關都置為OFF。圖3-CPU模塊DIP開關設置圖3、以太網模塊設置：在該實驗中，由于我們將用到CPU自帶的RS232口和第三方設備〔昌輝儀表〕通信，因此對CPU的編程等操作選定為以太網方式。以太網模塊的單元號和節(jié)點號設置見圖4，該實驗中設定的IP地址為：192.168.250.1。圖4-以太網模塊設置圖二、軟件設置1、翻開CX-Programmer，文件，新建，設備類型CS1D-S，CPU型號選擇CPU67，網絡類型選擇Ethernet。設置界面如圖5。圖5-新建工程2、圖6-IP地址設定3、在線工作，編程模式下，翻開“設置”選項對CPU自帶的232口進行設置。如圖7所示。在“上位機鏈接端口”選項下設置通信格式〔注2〕〔波特率、數據格式、232口的工作模式等參數〕，然后傳送到PLC。圖7-CPU自帶232口的設置注2：SWP系列儀表通訊口的傳輸方式為。三、無協議收發(fā)功能的測試。歐姆龍PLC和第三方設備通信需要通過特殊指令〔TXD和RXD〕來發(fā)送和接收第三方設備的協議。1、無協議發(fā)送功能的測試。測試要求：發(fā)送D0-D9共10個數據到上位機。上位機接收軟件：串口調試工具〔1〕無協議接收程序的編寫：測試無協議接收需要用到無協議接收指令RXDS-發(fā)送數據的首地址：將要發(fā)送的第三方設備的協議寫在S開始的內存中去。C-控制字：定義發(fā)送協議的一些控制工程。控制字的定義如下：N-發(fā)送的數據字節(jié)數：定義發(fā)送協議的字節(jié)數。無協議發(fā)送程序如圖7所示〔發(fā)送D0-D9共10個數據〕：圖7-無協議發(fā)送程序截圖〔2〕無協議發(fā)送測試情況如圖8、圖9所示。圖8-CPU發(fā)送數據圖9-上位機接收數據〔3〕測試結果：CPU無協議發(fā)送數據正常。2、無協議接收功能的測試。測試要求：上位機發(fā)送數據，CPU通過無協議接收數據并存到D200開始內存區(qū)域。上位機發(fā)送軟件：串口調試工具〔1〕無協議接收程序的編寫：測試無協議發(fā)送需要用到無協議發(fā)送指令RXDS-接收數據的首地址：定義接收數據存放的首地址。C-控制字：定義接收協議的一些控制工程?？刂谱值亩x如下：N-存儲數據的字節(jié)數：定義從接收緩沖區(qū)中，存儲多少字節(jié)的數據到指定的地址中去。無協議接收程序如圖10所示〔將接收到的數據放在D200開始地址中去〕：圖10-無協議接收截圖〔2〕無協議接收測試情況如圖11、圖12所示。圖11-上位機發(fā)送數據截圖圖12-CPU接收數據截圖〔3〕測試結果：CPU無協議接收數據正常。四、第三方設備協議分析1、通訊格式分析本次實驗通信的第三方設備是昌輝的SWP系列儀表，其通信格式為：@-起始符；DE──儀表設備號〔雙字節(jié)，參見儀表操作手冊中之參數“DE”〕幀命令──操作命令〔雙字節(jié)〕幀數據──各種操作命令所對應的數據〔長度視不同儀表型號而不同〕CRC──校驗字節(jié)〔除@外CRC字節(jié)之前其它幾個字節(jié)的異或值，即DE〔ASII〕與幀類型ASCII和幀數據ASCII的異或值〕CRC=DEASCII⊕幀命令ASCII⊕幀數據ASCIICR——結束符設備設置分析這一局部需要進入儀表的二級菜單對儀表的DE〔即設備編號〕和波特率進行設置。設置方法為：找到DE和BT兩個工程如圖12。將BT設置為5〔即波特率為9600〕；設備號設置為01。圖12-儀表參數設置3、儀表參數編寫下面以讀儀表動態(tài)數據〔實時測量值〕幀為例編寫通信命令幀。由通信格式可得到設備發(fā)送和接收命令的具體格式〔注3〕：注3：讀儀表動態(tài)數據的幀命令為RD，儀表通訊命令集見表2：表2-SWP儀表通信命令集故：當設備號為01時應該發(fā)送的命令幀為：五、CS1D-CPU67S讀取儀表動態(tài)數據實例。要求：〔1〕當200.00為1時，CPU將儲存在D0開始的內存中的請求命令〔請求當前儀表動態(tài)數據〕發(fā)送到SWP儀表?！?〕當200.01為1時，儀表回復當前的動態(tài)數據到CPU，CPU將其存在D200開始的內存中。1、無協議收發(fā)數據程序編寫，如圖13。圖13-無協議獲取SWP儀表數據〔1〕DO中保存的請求命令數據見圖14：圖14-CPU發(fā)送請求命令〔2〕當儀表當前沒有給定信號時，接收到的數據見圖15。圖15-儀表沒有給定信號時〔3〕當儀表給定4mA的信號時，接收到的數據見圖16。圖16-儀表給定信號為4mA時〔4〕當儀表給定12mA的信號時，接收到的數據見圖17。圖17-儀表給定信號為12mA時〔5〕當儀表給定20mA的信號時，接收到的數據見圖18。圖18-儀表給定信號為20mA時2、結論：CPU自帶的232口能夠正常和第三方設備通信。六、FCS〔幀校驗和〕指令的使用。1、歐姆龍PLC提供一條FCS指令，該指令的作用是計算指定地址范圍內的FCS值，并以ASCII代碼輸出。C和C+1—控制字：C指定了在FCS計算中使用的單位〔字節(jié)或字〕，〔C+1的第13位判斷是字節(jié)還是字〕。R1—需要計算校驗碼的地址的首字。D—計算輸出的結果存放位置。如果選擇字節(jié)方式，計算結果輸出到D+1和D。在這種情況下，左邊4個數字存入D+1,右邊4個數字存入D。2、FCS校驗碼計算例如?！?〕以計算昌輝儀表校驗碼為例。儀表的協議規(guī)定，參與校驗碼計算的數據包含了DE〔ASII〕與幀類型ASCII和幀數據ASCII的異或值。首先，列出地址使用表3。序號FCS指令中的標識CPU對應的地址設置值SWP儀表的參數1C〔控制字〕D100#00062D101#30003R1〔需要計算的參數的首字〕D1200001設備號4D1215244命令代碼5D〔結果字〕D300表3-FCS指令計算SWP校驗碼地址對照表〔2〕FCS指令程序見圖19。圖19-FCS指令程序圖20-FCS參數查看〔3〕改變命令代碼為RR〔即D121的值為5252〕得到新的校驗碼，如圖21所示。圖21-改變命令代碼后的檢驗碼計算3、結論：檢驗碼和手動計算結果一樣，FCS計算異或檢驗碼成功。七、通過CPU計算校驗碼獲取SWP數據1、程序2、得到的實驗結果〔1〕D0-D4發(fā)送數據〔2〕D200