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一、硬件連線
對于第三方的設備,如掃碼槍、打印機、儀表等,為非標準的總線協議、自定義的協議,稱之為自由口協議。在啟動程序編寫之前,首先要明確第三方的設備的串口類型。
1.通信接口
A. 第三方設備串口為232的SMART CPU本體串口為RS-485,欲與232設備進行通信,中間需加一個232to485的轉換器。常見連線如圖1。
圖1 RS-232設備
B. 第三方設備串口為485的
SMART CPU和第三方設備串口皆為485時,可用直連。常見連線如圖2。
圖2 RS-485設備
C. 第三方設備串口為422的
第三方設備串口為422的,需將422該為485接法。常見連線如圖3。
圖3 RS-422設備
在復雜的工業現場或長距離通訊的情況下,建議選擇優質的總線連接器和電纜。億維自動化的總線連接器自帶終端電阻和偏置電阻,在此情況下,可提高通訊的穩定和抗干擾能力。
總線連接器和電纜,訂貨號如表4。
表4 總線鏈接器&電纜
3.為什么選擇總線連接器和總線電纜
眾所周知,網線有超五類和超六類之分,超五類傳輸帶寬可高達1000Mb/s,但一般只應用在100Mb/s的網絡中;超六類主要應用在千兆網絡中,在傳輸性能上遠遠高于超五類網線標準。超五類,超六類的電纜直觀區別就是電纜銅芯線徑不同,超六類銅芯明顯粗于超五類。
同理推測,億維自動化的總線電纜,回路阻抗:<150R/KM,優于一般通訊電纜。線阻小,通訊距離長,抗干擾能力強。
億維自動化的總線連接器,自帶終端電阻和偏置電阻,同樣可以提高通訊的質量。
建議組網方式如圖5:
圖5總線接頭
終端和偏置電阻如圖6:
圖6 終端和偏置電阻
二、通信機制
了解清楚通信機制,理清程序思路,才能編程順利。常見的通信機制如下:
A. CPU只接受不發送,即第三方設備只發送不接收。常見的如掃碼槍。
B. CPU只發送不接收,即第三方設備只接收不發送。常見的如打印機。
C. CPU先發送,再接收,再發送,再接收。CPU通信機制類似主站機制,如Modbus RTU Master。
D. CPU先接收,再發送,再接收,再發送。CPU通信機制類似從站機制,如Modbus RTU Slave。
E.通信邏輯自定義。
三、通信報文
通信報文,即發送和接收的數據格式。如Modbus通信,通信格式有明確定義。通信的雙方要按照約定的格式及長度發送、接收響應的數據。
CPU做主站,以Modbus RTU主站報文為例,CPU發送的數據格式如下:
而第三方設備,接收到CPU報文后,需響應的數據格式如下:
上面示例主要要說明的是,理解通訊雙方約定的通訊數據每一個字節所代表的含義。只有理解清楚了數據的含義,才能對數據進行讀取或封裝。
四、PLC控制字
在編寫程序之前,還有一項準備工作,理解定義串口/通訊方式的控制字。
A.串口控制字
SMB30 和 SMB130 分別組態通信端口 0 和 1 以進行自由端口操作,并提供波特率、奇偶校驗和數據位數的選擇。下圖顯示了自由端口控制字節。對于所有組態,都生成一個停止位。
SMB30\SMB130數據位格式:
SMB30\SMB130數據定義:
B.通訊控制字&狀態字
五、PLC只收不發
A.主程序上電串口初始化
2#00 0 010 01 SMB30 8-N-1 9600 自由口
2#01110000 SMB87
接收數據的表頭位為A5,表尾為5A
接收長度10個字節 SMB94
B. 打開接收完成中斷
C. 觸發接收指令,接收到的數據放置在VB200開始的寄存器區。
D. 接收完成中斷程序中,打開接收。
控制字中,接收數據長度設為10,接收到的數據存放在VB201開始的10個字節,VB200為接收到字節計數器。
六、 PLC只發不收
A.串口初始化
B.組織要發送的數據
C.觸發發送指令
起始字節即VB100為發送的字節長度
D.報文監控
發送長度不同時的報文
七、PLC先發后收
邏輯類似Modbus主站,也可用自由口模式,編輯Modbus 通訊。
A.串口初始化,一般要定義接收的字符長度,或結束字符,以判斷接收結束。
初始化時,連接發送完成中斷,接收完成中斷。
B.組織發送數據
本例發送長度10個字節,VB100=10,VB100-VB110為發送的數據
C.程序邏輯
D.發送&超時判斷
若超時,關閉接收,即復位SM87.7
超時標志位下降沿,重新打開接收,即置位SM87.7,并再次觸發發送。
E.發送完成,打開接收
F.接收完成,再次觸發發送
G.報文分析
發送完成,PLC未接收到數據,超時后繼續發送。如報文前五行。
發送完成,PLC收到數據,立即觸發下一次發送。如第六第7行報文。
八、PLC先收后發
邏輯和上一章節類似,邏輯類似Modbus 從站。
九、接收字符中斷
串口初始化,可忽視接收字符長度,結束字符等,編程更靈活。
A.串口初始化
連接接收字符中斷
B.組織發送報文,觸發發送指令
接收字符中斷,蔣接收到的數據存放至目標寄存器
十、問題排查
通訊異常時,建議從以下幾個方面排查:
A.確保通訊電纜連接正確,參考第一章節,重點關注1.1章節。
B.確保通訊參數一致。
C.用電腦串口助手軟件,監控通訊報文,定位是PLC沒有發出數據,還是設備沒有響應數據,參考第三章節。
監控通訊報文:將電腦485的A、B并聯在通訊鏈路上,軟件推薦串口助手。
圖15 電腦監聽