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摘 要：本文介绍了在自由口通信模式下，用计算机读写S7-200 PLC存储区内相邻的多个字节数据的通信程序设计方法，程序设计中采用了多种可靠性措施。
关键词：PLC 通信 自由口模式
1 引言
使用S7-200的自由口模式与上位计算机通信，其硬件成本低，适应性强，但编程较困难。本文根据自定义的通信规约编制通信程序，实现了上位计算机对各PLC从站存储器中字节、整数或双整数数据的读写操作。
2 通信规约
通信采用单主站方式，一台计算机作为主站，多台PLC作为从站。计算机采用广播方式主动向所有PLC发送包含从站站址的读/写命令帧，每次被计算机指定站址的一台PLC收到后返回响应帧。
通信波特率为19.2k bit/s，串行数据格式为1位起始位，8位数据位，1位停止位，无奇偶校验，采用异或校验方式，校验码为除它本身外所有字节的异或值。计算机使用事件驱动方式接收数据;PLC用XMT（发送）指令发送数据，用字符中断方式接收数据。
图1 通信帧格式
图1是通信帧的格式，用阴影表示数据区。帧起始标志占3个字节，定义为十六进制数BEBEBE。站址是计算机要读写的从站的编号。读命令字节为CCH，写命令字节为DDH，PLC响应帧中的命令字节与接收到的命令字节相同，写命令的响应帧没有“读取的数据”部分。
除了帧起始标志、读写区的首地址和读写的数据外，帧中其余各部分均只占一个字节。图1中当PLC对接收到的一帧数据校验无误而且命令字节为CCH或DDH时，响应帧中的“PLC接收正误标志”为1，否则为0。
命令帧中的读写区首地址为PLC内读写区域的起始字节地址的数字编码，PLC接收到命令帧后可以将其作为指针，使用循环指令读写计算机指定的连续区域。经作者反复实验，得到了PLC内部多种存储区域地址的数字编码规律。该数字编码为双字，高字表示存储区类型（见表1），低字表示偏移量。根据寻址区域和偏移量就可以得到地址编码，例如MB3的地址编码为0200 0003H，它等同于PLC程序中的&MB3，只是表示方式不同而已。在通信帧中使用地址的数字编码可以简化PLC的程序。
表1 几种存储器区域地址高字编码
如果PLC接收超时，PLC重新进入接收状态;如果计算机接收超时，重发3次命令帧，若3次均超时，发出报警信息。
3 PLC通信程序设计
3.1 接收程序和发送程序的设计
PLC作为从站，只有接收到计算机的命令帧后才返回响应帧，不会主动发送数据。
PLC使用多个字符中断服务程序，顺次接收命令帧各部分的内容。在接收帧起始标志的中断服务程序中，只有接收到连续3个BEH，PLC才认为是一帧的开始，否则重新接收帧起始标志。在接收站地址的中断服务程序中，将接收到的站址与本站站址相比较，如果相同，继续接收命令帧其余的字节，否则重新接收帧起始标志。这样每次只有一台PLC接收整个命令帧，避免了其余的PLC进行不必要的接收。在接收数据区的中断服务程序中，通过比较接收到的“数据区字节数”和实际接收到的字节数来判断数据区接收是否完成。接收完数据区后再接收到一个字节的校验码，则一帧接收完成，置发送允许标志位。
主程序检测到发送允许标志位为1时，进行异或校验并检查命令字节，若接收正确，判断是读命令还是写命令。如果是读命令，将计算机要读取的数据送入发送缓冲区;如果是写命令，将计算机提供的数据写入指定的存储区地址;最后计算异或校验码并将它送入发送缓冲区;组织好发送帧后将它发送出去。
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摘 要：本文介绍了在自由口通信模式下，用计算机读写S7-200 PLC存储区内相邻的多个字节数据的通信程序设计方法，程序设计中采用了多种可靠性措施。
关键词：PLC 通信 自由口模式
1 引言
使用S7-200的自由口模式与上位计算机通信，其硬件成本低，适应性强，但编程较困难。本文根据自定义的通信规约编制通信程序，实现了上位计算机对各PLC从站存储器中字节、整数或双整数数据的读写操作。
2 通信规约
通信采用单主站方式，一台计算机作为主站，多台PLC作为从站。计算机采用广播方式主动向所有PLC发送包含从站站址的读/写命令帧，每次被计算机指定站址的一台PLC收到后返回响应帧。
通信波特率为19.2k bit/s，串行数据格式为1位起始位，8位数据位，1位停止位，无奇偶校验，采用异或校验方式，校验码为除它本身外所有字节的异或值。计算机使用事件驱动方式接收数据;PLC用XMT（发送）指令发送数据，用字符中断方式接收数据。
图1 通信帧格式
图1是通信帧的格式，用阴影表示数据区。帧起始标志占3个字节，定义为十六进制数BEBEBE。站址是计算机要读写的从站的编号。读命令字节为CCH，写命令字节为DDH，PLC响应帧中的命令字节与接收到的命令字节相同，写命令的响应帧没有“读取的数据”部分。
除了帧起始标志、读写区的首地址和读写的数据外，帧中其余各部分均只占一个字节。图1中当PLC对接收到的一帧数据校验无误而且命令字节为CCH或DDH时，响应帧中的“PLC接收正误标志”为1，否则为0。
命令帧中的读写区首地址为PLC内读写区域的起始字节地址的数字编码，PLC接收到命令帧后可以将其作为指针，使用循环指令读写计算机指定的连续区域。经作者反复实验，得到了PLC内部多种存储区域地址的数字编码规律。该数字编码为双字，高字表示存储区类型（见表1），低字表示偏移量。根据寻址区域和偏移量就可以得到地址编码，例如MB3的地址编码为0200 0003H，它等同于PLC程序中的&MB3，只是表示方式不同而已。在通信帧中使用地址的数字编码可以简化PLC的程序。
表1 几种存储器区域地址高字编码
如果PLC接收超时，PLC重新进入接收状态;如果计算机接收超时，重发3次命令帧，若3次均超时，发出报警信息。
3 PLC通信程序设计
3.1 接收程序和发送程序的设计
PLC作为从站，只有接收到计算机的命令帧后才返回响应帧，不会主动发送数据。
PLC使用多个字符中断服务程序，顺次接收命令帧各部分的内容。在接收帧起始标志的中断服务程序中，只有接收到连续3个BEH，PLC才认为是一帧的开始，否则重新接收帧起始标志。在接收站地址的中断服务程序中，将接收到的站址与本站站址相比较，如果相同，继续接收命令帧其余的字节，否则重新接收帧起始标志。这样每次只有一台PLC接收整个命令帧，避免了其余的PLC进行不必要的接收。在接收数据区的中断服务程序中，通过比较接收到的“数据区字节数”和实际接收到的字节数来判断数据区接收是否完成。接收完数据区后再接收到一个字节的校验码，则一帧接收完成，置发送允许标志位。
主程序检测到发送允许标志位为1时，进行异或校验并检查命令字节，若接收正确，判断是读命令还是写命令。如果是读命令，将计算机要读取的数据送入发送缓冲区;如果是写命令，将计算机提供的数据写入指定的存储区地址;最后计算异或校验码并将它送入发送缓冲区;组织好发送帧后将它发送出去。