串口通信模塊的信息與使用

1、串口通信模塊的信息與使用· 文獻(xiàn)· 涉及產(chǎn)品1. 串行通訊模塊基本信息介紹 CP340/CP341/CP440/CP441-1/CP441-2模塊是西門子S7-300/400系列PLC中的串行通訊模塊，這些模塊具有1個或2個（CP441-2）串行通訊接口（RS232C、20mA-TTY或RS485/422）。您可以使用這些通訊模塊實(shí)現(xiàn)S7-300/400系統(tǒng)與其他串行通訊設(shè)備的數(shù)據(jù)交換，例如打印機(jī)、掃描儀、智能儀表、第三方MODBUS主從站、Data Highway、變頻器，USS站等。 1.1 產(chǎn)品訂貨信息 下表給出了常用串行通訊模塊以及相關(guān)產(chǎn)品的訂貨信息： 產(chǎn)品名稱訂貨

2、號備注通信模塊 S7-200 CPU參考S7-200樣本或手冊S7-200CM 1241-RS2326ES7 241-1AH30-0XB0 S7-1200CM 1241-RS4856ES7 241-1CH30-0XB0CPU313C-2PtP6ES7 313-6BF03-0AB0S7-300 CPUCPU314C-2PtP6ES7 314-6BG03-0AB0CP340-RS232C6ES7 340-1AH02-0AE0S7-300 CPCP340-20mA-TTY6ES7 340-1BH02-0AE0CP340-RS422/4856ES7 340-1CH02-0AE0CP

3、341-RS232C6ES7 341-1AH02-0AE0CP341-20mA-TTY6ES7 341-1BH02-0AE0CP341-RS422/4856ES7 341-1CH02-0AE0CP4406ES7 440-1CS00-0YE0S7-400CP441-16ES7 441-1AA04-0AE0CP441-26ES7 441-2AA04-0AE0CP441-2 RS232C接口子模塊6ES7 963-1AA00-0AA0CP441-2 20mA TTY接口子模塊6ES7 963-2AA00-0AA0CP441-2 RS422/485接口子模塊6ES7 963-3AA00-0AA0ET2

4、00S ISI 3964/ASCII6ES7 138-4DF01-0AB0ET200SET200S ISI MODBUS/USS6ES7 138-4DF11-0AB0連接電纜 RS232C 接口 5m6ES7 902-1AB00-0AA09針D型孔接頭RS232C 接口 10m6ES7 902-1AC00-0AA0RS232C 接口 15m6ES7 902-1AD00-0AA020mA-TTY 接口 5m6ES7 902-2AB00-0AA09針D型針接頭20mA-TTY 接口 10m6ES7 902-2AC00-0AA020mA-TTY 接口 50m6ES7 902-2AG00-0

5、AA0RS422/485 接口 5m6ES7 902-3AB00-0AA015針D型針接頭RS422/485 接口 10m6ES7 902-3AC00-0AA0RS422/485 接口 50m6ES7 902-3AG00-0AA0加載驅(qū)動協(xié)議 MODBUS 主站硬件狗Dongle6ES7 870-1AA01-0YA0包括軟件、手冊光盤MODBUS 主站硬件狗Dongle6ES7 870-1AA01-0YA1不包括軟件、手冊光盤MODBUS 從站硬件狗Dongle6ES7 870-1AB01-0YA0包括軟件、手冊光盤MODBUS 從站硬件狗Dongle6ES7 870-1AB01-0

6、YA1不包括軟件、手冊光盤表1 串口通訊模塊以及相關(guān)產(chǎn)品的訂貨信息 說明：1、當(dāng)您要實(shí)現(xiàn)MODBUS或Data Highway通訊時，需要在CP341/CP441-2模塊上插入相應(yīng)協(xié)議的硬件狗，這里我們所提到的硬件狗、Dongle、協(xié)議驅(qū)動或Loadable driver指的是同一個東西，如下圖： 圖1 2、MODBUS 是單主站結(jié)構(gòu)的串行通信協(xié)議，系統(tǒng)中只能夠有一個MODBUS主站，并且只能夠?qū)崿F(xiàn)主站和從站的數(shù)據(jù)交換，從站之間不能進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。 3、一般來講，RS232C接口的通訊最大距離為15m，20mA-TTY接口的通訊最大距離為100m（主動模式）/ 1000m（被動模式），RS422

7、/485接口的通訊最大距離位1200m。 4、Serial CPs模塊可以同時與多臺串行通訊設(shè)備進(jìn)行通訊，如同時連接多個變頻器、多個智能儀表等，如果您采用ASCII 通訊方式，需要人為地定義數(shù)據(jù)幀格式，可以在發(fā)送的數(shù)據(jù)包中包括站號、數(shù)據(jù)區(qū)、讀寫指令等信息，供Serial CPs 模塊所連接的從站設(shè)備鑒別數(shù)據(jù)包是發(fā)給哪個站的，以及該數(shù)據(jù)包是對那個數(shù)據(jù)區(qū)進(jìn)行的讀或?qū)憽?5、串行通訊模板只有RS232C、20mA-TTY或RS485/422 三種電氣接口類型，如果您想實(shí)現(xiàn)串口的光纖通訊，只能在電子市場上購買第三方制造的電氣與光纜的轉(zhuǎn)換設(shè)備，西門子不提供該類設(shè)備。 1.2 常用文檔的下載鏈接 您可通過

8、以下步驟獲取您所需的文檔：請登陸網(wǎng)站：在頁面左側(cè)列表中點(diǎn)擊鏈接：產(chǎn)品支持在新窗口右上角的搜索欄中輸入“<關(guān)鍵字>”，并搜索搜索結(jié)束后在窗口右側(cè)列表中點(diǎn)擊“只搜索手冊/操作指南、只搜索證書、只搜索證書、只搜索FAQ常問問題只搜索更新信息”最后列表中名為“<文檔名稱>”的條目即為您所需的文檔。 常用文檔的下載鏈接如下，您可以直接登陸如下網(wǎng)址下載相關(guān)資料：S7-200可編程控制器系統(tǒng)手冊：1109582SIMATIC S7-300 CPU 31xC 和 CPU 31x：技術(shù)規(guī)格：12996906CP340 使用手冊：1137332CP341使用手冊：1117397CP440使

9、用手冊：2042641CP441使用手冊：1137419ET200S串行接口模塊手冊：9260793MODBUS RTU主站手冊：1220184MODBUS RTU從站手冊：1218007CP 340 PtP 打印功能手冊：16527390CP341 Loadable Modbus ASCII driver (Master)25362836Manual for CP341 Loadable Modbus ASCII Slave Driver25380100SIMATIC Data Highway (DF1) 參考手冊 : 1218110關(guān)于西門子串行通信應(yīng)用的文檔可以參考相關(guān)產(chǎn)品手冊，或登錄下

10、載中心網(wǎng)站 ， 搜索下載如下文檔： 文檔編號文檔中文標(biāo)題A0081CP340/341/440/441 通訊及編程A0336CP341 MODBUS RTU多站點(diǎn)輪詢A0384S7-300 CP341作主S7-200作從的MODBUS通信A0123 ET200S MODBUS/USS 模板使用指南A0413 如何通過MODBUS協(xié)議實(shí)現(xiàn) S7-1200與S7-200通訊A0440CP340 CP341基于ASCII驅(qū)動協(xié)議的多站點(diǎn)輪詢F0426串行通信模塊常見問題集表2 串行通信應(yīng)用文檔列表 常用的驅(qū)動軟件下載鏈接如下，您可以直接登陸如下網(wǎng)址下載相關(guān)軟件：PTP協(xié)議軟件包：S

11、IMATIC S7-CP PtP Param V5.1+SP11下載鏈接：27013524MODBUS主站驅(qū)動：27774018MODBUS從站驅(qū)動：27774276MODBUS ASCII驅(qū)動：25356060ET200S 1SI 串行接口模塊的功能塊、樣例和用戶手冊：25358470可裝載驅(qū)動CP PtP Data Highway DF1 V1.0.1：8715118  2、CP340/CP341調(diào)試步驟 在您的計(jì)算機(jī)上首先安裝 STEP7 軟件和 CP340/CP341 模塊的軟件驅(qū)動程序（SIMATIC S7-CP PtP Param V5.1），模塊驅(qū)動程序包括：對 CP3

12、40/CP341 進(jìn)行參數(shù)化的組態(tài)界面（在 STEP7 的硬件組態(tài)界面下可以打開）、用于串行通訊的功能塊以及模塊不同應(yīng)用方式的例子程序。光盤上模塊手冊的附錄B中說明了 CP 模板通訊口的針腳定義。下面簡要描述了 CP340/CP341 應(yīng)用 ASCII 或 MODBUS 協(xié)議的調(diào)試過程，詳細(xì)的模塊使用請參考相應(yīng)模塊的手冊或參考下載中心應(yīng)用文檔，參見本文“1.2 常見文檔的下載鏈接”下載相關(guān)資料。 2.1模塊參數(shù)化 在硬件組態(tài)窗口中雙擊 CP 模板，打開 CP 模板的屬性窗口，請記錄下模板的硬件地址，在編寫通訊程序時，你需要該地址參數(shù)。 圖 2 點(diǎn)擊屬性窗口上的 Parameters 按鈕，選擇

13、你所要使用的通訊協(xié)議，這里我們選用 ASCII 協(xié)議，雙擊信封圖標(biāo)。 圖 3 彈出 ASCII 協(xié)議通訊參數(shù)設(shè)置窗口，這里我們使用默認(rèn)值：9600 bit/s，8 data bits，1 stop bit，even parity。對您的硬件組態(tài)存盤編譯，下載硬件組態(tài)，如果此時SF燈亮，請將通訊電纜與另一個通訊伙伴進(jìn)行連接后，SF燈熄滅，說明硬件組態(tài)正確。 2.2 編寫通訊程序 在安裝完 CP341的驅(qū)動程序，MODBUS 主站軟件，MODBUS 從站軟件等 3 個軟件后，你可以在目錄.SiemensSTEP7Examples 當(dāng)中找到關(guān)于 CP341 的串口通訊和 MODBUS 通訊的例子程序

14、，通過在 STEP7 軟件的 SIMATIC Manager 下打開例子程序。 圖 4 你可以使用 CP341 串口例子程序中 3964(R) 站 中的程序塊實(shí)現(xiàn) ASCII 通訊協(xié)議。打開 CPU 站下的 Blocks 文件夾，復(fù)制所有的程序塊（除了 system data）到你的項(xiàng)目當(dāng)中，只要作一些簡單的參數(shù)修改，就可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的通訊了，如果你的 CP340/CP341 的硬件地址與例子程序當(dāng)中的不同，那么你應(yīng)當(dāng)修改相應(yīng)程序塊 LADDR 參數(shù)，并與 CP340/CP341 模塊實(shí)際的硬件組態(tài)地址值相同。修改后，下載程序塊，將 CPU 切換至運(yùn)行狀態(tài)，CP340/CP341 開始循環(huán)發(fā)送數(shù)

15、據(jù)，您可與看到 “TxD”燈閃爍。調(diào)用 FB7/FB8 (CP341) 或 FB2/FB3 (CP340) 實(shí)現(xiàn)模塊的字符收發(fā)功能： 圖 5 下圖顯示了調(diào)用 FB7/FB8 實(shí)現(xiàn)通訊功能，在線監(jiān)視的狀態(tài)： 圖 6 注意這里一定要將 M20.0 和 M30.0 使能位置為TRUE，同時在您的程序中插入接收數(shù)據(jù)區(qū) DB1 和發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū) DB2 。調(diào)試CP340/CP341 的一個基本方法是采用 PC 機(jī)上的串口通訊調(diào)試軟件。Windows 系統(tǒng)自帶的超級終端 ( Hyper Terminal ) 軟件是一個非常方便的串口調(diào)試工具。用電纜將CP340/CP341 的通訊口和 PC 機(jī)的 Com 口（

16、RS232C）連接起來，如果你采用的是 RS485/422 或 20mA-TYY 接口的模塊，那還需在中間加一個 RS485ßàRS232 或20mA-TYY ßàRS232 信號轉(zhuǎn)換器，打開超級終端的路徑如下圖： 圖 7 您打開超級終端軟件后，定義連接的名稱，確定通訊端口以及串口通訊的屬性（波特率、數(shù)據(jù)位個數(shù)、校驗(yàn)類型、流控類型等），界面如下列圖： 圖 8 這里請您注意，如果您是用的是其他COM口，請根據(jù)實(shí)際連接的COM口進(jìn)行選擇，波特率、數(shù)據(jù)位，奇偶校驗(yàn)位，停止位，流控要與CP340/CP341組態(tài)時設(shè)定的值一致，起始位為1位，停止位可設(shè)定為1/2位

17、，但必須是1，不能修改。 2.3 MODBUS 從站調(diào)試首先需要在CP模塊上插入MODBUS 從站Dongle，然后安裝MODBUS 從站驅(qū)動軟件包，您可以在上面的下載路徑中獲得，安裝完軟件包后，在您的項(xiàng)目中組態(tài)MODBUS從站，雙擊CP341模塊，在模塊的屬性窗口中點(diǎn)擊Parameter按鈕，選擇MODBUS從站協(xié)議： 圖 9 將您的PC和PLC連接起來，PLC上電，點(diǎn)擊Load Drivers圖標(biāo)，彈出裝載驅(qū)動窗口。 圖 10 點(diǎn)擊Load Drivers按鈕，完成從站驅(qū)動安裝過程，進(jìn)行MODBUS 驅(qū)動裝載的時候，PLC必須處于STOP狀態(tài)。在點(diǎn)擊信封圖標(biāo)，打開MODBUS 從站參數(shù)窗口

18、。 圖 11 默認(rèn)從站地址222，然后在設(shè)定MODBUS從站的Function Code地址與PLC中M、I、Q等地址的對應(yīng)關(guān)系。 圖 12 以上所設(shè)定的參數(shù)含義是MODBUS主站讀從站的前256個位（00001-00256）對應(yīng)S7300站中MB0-MB31中的數(shù)據(jù)，主站讀從站第257個到512個位對應(yīng)QB0-QB31。> Function Code 01,05,15 對應(yīng)M，Q，T，C等數(shù)據(jù)區(qū)，可讀可寫，具體的字節(jié)范圍由您在MODBUS 從站組態(tài)時設(shè)定。> Function Code 02對應(yīng)M，I數(shù)據(jù)區(qū)，只讀,具體的字節(jié)范圍由您在MODBUS 從站組態(tài)時設(shè)定。> Fun

19、ction Code 03,06,16 對應(yīng)DB區(qū)，可讀可寫，在MODBUS 從站組態(tài)時設(shè)定對應(yīng)的DB塊。> Function Code 04 對應(yīng)DB區(qū)，只讀，在MODBUS 從站組態(tài)時設(shè)定對應(yīng)的DB塊。在STEP7的SIMATIC Manager中打開MODBUS 從站例子程序，將例子程序當(dāng)中的所有程序塊復(fù)制到您的項(xiàng)目當(dāng)中，修改OB1當(dāng)中的Network1里的LADDR參數(shù)，與您模塊的實(shí)際硬件地址相同，將blocks文件夾下載到PLC當(dāng)中，CPU運(yùn)行，對M180.0和M180.5置位，就可以在MODBUS 主站上得到數(shù)據(jù)了，這里您需要注意S7 PLC與MODBUS 主站之間的數(shù)據(jù)地址

20、對應(yīng)關(guān)系，MODBUS從站手冊中包括了相關(guān)信息，通過上面的下載路徑，您可以下載到該手冊。WinCC 作為MODBUS 主站，進(jìn)行浮點(diǎn)數(shù)讀取時，Tag的類型應(yīng)當(dāng)選為浮點(diǎn)數(shù)32位，注意地址偏移為 32的整數(shù)倍1（即33、65、97），如果采用選用Input Bits/Output Bits方式讀寫（Function Code 01,02），在PLC當(dāng)中應(yīng)當(dāng)將一個字的高低8位進(jìn)行對調(diào)。如果選用Input Words/Output Words方式讀寫（Function Code 03,04），在PLC當(dāng)中將一個雙字的高低16位進(jìn)行對調(diào)，S7200 MODBUS 程序塊的浮點(diǎn)數(shù)處理存在誤差，大致在0.5

21、%左右。 2.4 MODBUS 主站調(diào)試首先需要在CP模塊上插入MODBUS主站Dongle，然后安裝MODBUS 主站軟件包，您可以在上面的下載路徑中獲得，安裝完軟件包后，MODBUS主站驅(qū)動的裝載過程與從站相同。在STEP7的SIMATIC Manager中打開MODBUS主站例子程序，將例子程序當(dāng)中的所有程序塊復(fù)制到您的項(xiàng)目當(dāng)中，DB42是MODBUS 發(fā)送到到從站的數(shù)據(jù)區(qū)，該DB區(qū)第一個字節(jié)位從站的站地址，第二個字節(jié)為Function Code值，代表指令的讀寫功能和數(shù)據(jù)區(qū)，第三個字節(jié)和第四個字節(jié)所組成的整數(shù)代表所讀數(shù)據(jù)區(qū)的地址偏移量，第五個字節(jié)和第六個字節(jié)所組成的整數(shù)代表總共要讀寫多

22、少位數(shù)據(jù)，注意該數(shù)值必須在12040范圍內(nèi)，否則發(fā)送指令不執(zhí)行。下圖說明了DB42前幾個字節(jié)所代表的含義。 圖 13 第一個字節(jié)說明從站站號為5，第二個字節(jié)說明Function Code為1，第三個字節(jié)和第四個字節(jié)中的字說明讀從站地址偏移40位（5個字節(jié)）的數(shù)據(jù)區(qū)，第五個字節(jié)和第六個字節(jié)中的整數(shù)說明讀取16位的數(shù)據(jù)，即一個整數(shù)。這些信息您可以在MODBUS 主站手冊的第五章中獲取，通過上面的下載路徑，您可以下載到該手冊。  3、Serail CPs 常見問題查看鏈接 3.1 Serial CPs - 產(chǎn)品信息 - 技術(shù)數(shù)據(jù) 本主題包括如下幾方面內(nèi)容：> 哪些模塊支持軟冗余？&g

23、t; S7-300 / S7-400 的CP可以支持哪些點(diǎn)對點(diǎn)的通訊協(xié)議，從哪里可以獲得更多詳細(xì)信息？> CP340-功能> 通信模版 CP 340 / CP 341 / CP 440 / CP 441 的 RS 485/X.27 接口電平是如何定義的？> CP441 功能> CP341功能> 適于S7-400 PtP通信的可能的波特率> 可集中插入的 CP 340 的最大數(shù)量> CP 341 根據(jù)所用接口可以支持的傳輸速率 鏈接如下：23035635 3.2 Serial CPs - 產(chǎn)品信息 - 系統(tǒng)描述 (協(xié)議) 本主題包括如下幾方面內(nèi)容：>

24、; S7-300/400 CPU 和通信處理器 (CP) 支持哪些連接/協(xié)議？> CP441-1 和 CP441-2 間的區(qū)別在哪里？> Which Details does Technical Support need regarding Inquiries on SIMATIC for S5 / S7 Point to Point communication> RK512協(xié)議提供怎樣的特殊特點(diǎn)、屬性及優(yōu)點(diǎn)？> Data Highway 協(xié)議有哪些屬性，優(yōu)勢和特點(diǎn)?> ASCII 協(xié)議有什么屬性，優(yōu)點(diǎn)以及特殊性能？> 3964 (R) 具有哪些屬性、優(yōu)點(diǎn)和

25、特殊性能？> Modbus 協(xié)議的屬性，優(yōu)點(diǎn)及特點(diǎn)? 鏈接如下：27072372 3.3 Serial CPs - 安裝和參數(shù)化硬件 - 初始化和參數(shù)化模塊 本主題包括如下幾方面內(nèi)容：> 加載系統(tǒng)數(shù)據(jù)時出現(xiàn)的錯誤消息窗口> CP 441: Timeout during load process> 為了在使用 ET200S 1SI 模塊時可以與多個從站通信，需要對例子程序“USS Protocol”做哪些修改？> 在 PROFIBUS DP，PROFINET IO 網(wǎng)絡(luò)中或使用 IE/PB link 時哪些硬件/接口可以支持使用 PtP 通信模塊 CP340、CP3

26、41 以及 ET 200S 1SI 模塊？> 哪些CPU可以更改CP340和CP341模塊的邏輯地址？ 鏈接如下：24484086 3.4 Serial CPs - 通信組態(tài)和編程 - 建立 RK-512 / 3964R 連接 本主題包括如下幾方面內(nèi)容：> 在通過RK512與S7有鏈接的情況下，SFB12 (BSEND)和SFB13 (BRCV)上的參數(shù) R_ID> 點(diǎn)到點(diǎn)互連S7-400 / CP 441> 使用 3964(R) 和 RK512協(xié)議的4 線模式> 協(xié)議 3964(R)和RK 512 之間的區(qū)別？> 在 S7 和 S5 或者第三方設(shè)備之間使用

27、 RK512 通信時應(yīng)該注意什么？> 對一個用CP340 和 3964R協(xié)議的點(diǎn)到點(diǎn)連接進(jìn)行參數(shù)化和編程> 當(dāng)應(yīng)用 RK512 協(xié)議與 S5 或其它系統(tǒng)連接時如何設(shè)置 SFB12 (B-SEND) 的 R-ID 參數(shù)？ 鏈接如下：24415918 3.5 Serial CPs - 安裝和參數(shù)化硬件 - 加載驅(qū)動程序 本主題包括如下幾方面內(nèi)容：> 從V3.0版起，Modbus驅(qū)動提供了哪些新功能？> 與SIMATIC S7-318 CPU一起使用的CP341中的傳輸時間是多大？> 當(dāng)Modbus S7-300 CP341為從站時，編程其通信塊時應(yīng)注意些什么？>

28、 如何下載一個像“Modbus Master(RTU)” 這樣的加載驅(qū)動程序到 CP341 模塊中，使它通過一個 ET 200M 模塊連接一套 S7-400 H 系列的 PLC？> 可為CP 341和CP 441-2的通信處理器裝載哪些驅(qū)動？ 鏈接如下：21956444 3.6 Serial CPs - 通信組態(tài)和編程 - 設(shè)置打印機(jī)協(xié)議 本主題包括如下幾方面內(nèi)容：> 配置"CP 340 RS232C"打印工作應(yīng)注意什么> 通過串行接口輸出字符串 鏈接如下：24417010 3.7 Serial CPs - 通信組態(tài)和編程 - 使用“ASCII”協(xié)議建立連

29、接 本主題包括如下幾方面內(nèi)容：> End-of-text characters with CP441> Terminal on CP> S7-300/400通訊模塊ASCII驅(qū)動的數(shù)據(jù)傳送> CP340/CP341/CP 441字符串的傳送 鏈接如下：24433579 3.8 Serial CPs - 通信組態(tài)和編程 - 使用“MODBUS”協(xié)議建立連接 本主題包括如下幾方面內(nèi)容：> 沒有和 CPU 建立在線連接的時候，如何保存可裝載驅(qū)動程序的 CP341 組態(tài)信息？> Mode bus link with interface modules RS 232C

30、, TTY, X27 (RS 422/485) 鏈接如下：24433023  3.9 Serial CPs - 安裝和參數(shù)化硬件 - 組件連接和配線 本主題包括如下幾方面內(nèi)容：> 如何通過 TTY(20mA) 接口實(shí)現(xiàn) CP 340， CP 341 或者 CP 441 與通信伙伴之間的連接？> 如何通過 RS 232 C 接口將 CP 340, CP 341 或 CP 441 連接至通信伙伴？> 如何通過 RS 422/485 接口（X27 接口）實(shí)現(xiàn) CP 340，CP 341，CP440 或者 CP 441 與通信伙伴之間的連接?> 與 PC/PG 的 9 針 CO