歐姆龍CPU自帶232口與第三方設備通信實驗.doc

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(xié)議收發(fā)功能的測試。7四、第三方設備協(xié)議分析10五、CS1D-CPU67S讀取儀表動態(tài)數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)16八、結(jié)論19注意：19歐姆龍CPU自帶232口和第三方設備通信實驗實驗目的：了解歐姆龍PLC CPU自帶RS232口和第三方設備的通信。本實驗以歐姆龍PLC CS1D-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(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(wǎng)線1表1注1：歐姆龍PLC RS232口和上位機串口線的連接方式見圖1。圖1-歐姆龍PLC RS232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(xié)議收發(fā)功能測試第三方設備協(xié)議分析讀取儀表數(shù)據(jù)實例FCS指令校驗碼計算通過FCS指令和協(xié)議宏指令接收儀表數(shù)據(jù)綜合測試實驗流程：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。電源模塊以太網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)方式。以太網(wǎng)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(wǎng)模塊設置圖二、軟件設置1、打開CX-Programmer，文件，新建，設備類型CS1D-S，CPU型號選擇CPU67，網(wǎng)絡類型選擇Ethernet。設置界面如圖5。圖5-新建工程2、以太網(wǎng)連接設置，如圖6：將IP地址設定為192.168.250.1圖6-IP地址設定3、在線工作，編程模式下，打開“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(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口的設置注2：SWP系列儀表通訊口的傳輸方式為。 三、無協(xié)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(xié)議。1、無協(xié)議發(fā)送功能的測試。測試要求：發(fā)送D0-D9共10個數(shù)據(jù)到上位機。上位機接收軟件：串口調(diào)試工具（1） 無協(xié)議接收程序的編寫：測試無協(xié)議接收需要用到無協(xié)議接收指令RXDS-發(fā)送數(shù)據(jù)的首地址：將要發(fā)送的第三方設備的協(xié)議寫在S開始的內(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)。無協(xié)議發(fā)送程序如圖7所示（發(fā)送D0-D9共10個數(shù)據(jù)）：圖7-無協(xié)議發(fā)送程序截圖（2）無協(xié)議發(fā)送測試情況如圖8、圖9所示。圖8-CPU發(fā)送數(shù)據(jù)圖9-上位機接收數(shù)據(jù) （3） 測試結(jié)果：CPU無協(xié)議發(fā)送數(shù)據(jù)正常。2、無協(xié)議接收功能的測試。測試要求：上位機發(fā)送數(shù)據(jù)，CPU通過無協(xié)議接收數(shù)據(jù)并存到D200開始內(nèi)存區(qū)域。上位機發(fā)送軟件：串口調(diào)試工具（1） 無協(xié)議接收程序的編寫：測試無協(xié)議發(fā)送需要用到無協(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)議的一些控制項目?？刂谱值亩x如下：N-存儲數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)：定義從接收緩沖區(qū)中，存儲多少字節(jié)的數(shù)據(jù)到指定的地址中去。無協(xié)議接收程序如圖10所示（將接收到的數(shù)據(jù)放在D200開始地址中去）：圖10-無協(xié)議接收截圖（2） 無協(xié)議接收測試情況如圖11、圖12所示。圖11-上位機發(fā)送數(shù)據(jù)截圖圖12-CPU接收數(shù)據(jù)截圖（3） 測試結(jié)果：CPU無協(xié)議接收數(shù)據(jù)正常。四、第三方設備協(xié)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(shù)“DE” ） 幀命令 操作命令（雙字節(jié)） 幀數(shù)據(jù) 各種操作命令所對應的數(shù)據(jù)（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(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、 設備設置分析 這一部分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兩個項目如圖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(shù)設置3、儀表參數(shù)編寫下面以讀儀表動態(tài)數(shù)據(jù)（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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)實例。 要求：（1）當200.00為1時，CPU將儲存在D0開始的內(nèi)存中的請求命令（請求當前儀表動態(tài)數(shù)據(jù)）發(fā)送到SWP儀表。（2）當200.01為1時，儀表回復當前的動態(tài)數(shù)據(jù)到CPU，CPU將其存在D200開始的內(nèi)存中。1、無協(xié)議收發(fā)數(shù)據(jù)程序編寫，如圖13。圖13-無協(xié)議獲取SWP儀表數(shù)據(jù)（1）DO中保存的請求命令數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)見圖18。圖18-儀表給定信號為20mA時2、結(jié)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(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(jié)果存放位置。如果選擇字節(jié)方式，計算結(jié)果輸出到 D+1 和 D。在這種情況下，左邊 4 個數(shù)字存入 D+1, 右邊 4 個數(shù)字存入 D 。2、FCS校驗碼計算示例。 （1） 以計算昌輝儀表校驗碼為例。儀表的協(xié)議規(guī)定，參與校驗碼計算的數(shù)據(jù)包含了 DE（ASII）與幀類型 ASCII和幀數(shù)據(jù) ASCII的異或值。 首先，列出地址使用表3。序號FCS指令中的標識CPU對應的地址設置值SWP儀表的參數(shù)1C（控制字）D100#00062D101#30003R1（需要計算的參數(shù)的首字）D1200001設備號4D1215244命令代碼5D（結(jié)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(shù)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(jié)論：檢驗碼和手動計算結(jié)果一樣，F(xiàn)CS計算異或檢驗碼成功。七、通過CPU計算校驗碼獲取SWP數(shù)據(jù)1、程序2、得到的實驗結(jié)果（1）D0-D4發(fā)送數(shù)據(jù)（2）D200接收數(shù)據(jù)