西門子PLC卡件6ES7317-2AK14-0AB0

西門子SIMATIC S7系列串行通信模塊，包括CP340、CP341、CP440-1、CP441-1/2、CPU313C/314C-2PtP以及ET200S的1SI 3964/ASCII等，都支持ASCII驅動協議的通信，可以廣泛地用于與第三方支持ASCII協議的儀表、設備、系統等進行點對點連接通信，具有應用簡單、靈活，使用方便等優點。

　　本文通過一個具體的示例，給出了在多個西門子串口通信模塊（CP340/CP341）之間通過ASCII驅動協議進行輪詢通信的應用。其具體的實現方法和輪詢原理具有普遍的指導意義，可以作為西門子串行通信模塊與支持ASCII協議的儀表、設備、系統等進行串行通信的參考。

　　1 網絡搭建和硬件組態

　　1.1 網絡搭建

　　1.1.1 系統組成

　　如下圖1所示，系統包括3個SIMATIC S7-300站，其中一個作為串行通信的主站，通過ASCII驅動協議輪詢采集另外兩個從站的數據。系統主站和1#從站各配置了一個串行通信模塊CP341(6ES7341-1CH01-0AE0)(RS422/485接口)，2#從站配置了一個串行通信模塊CP340(6ES7340-1AH02-0AE0)(RS232C接口)，為了將它們連接到一個網絡中，在本例中選擇了西門子的PC/PPI電纜(6ES7901-3CB30-0XA0)將2#從站的RS232C接口轉換為RS485接口連接到網絡中。

　　圖1 系統組成結構圖

　　1.1.2 軟件環境

　　? 操作系統：Windows XP Professional SP2；

　　? 編程軟件：STEP7 V5.4 SP4；

　　? PTP協議軟件包：SIMATIC S7-CP PtP Param V5.1+SP11

　　下載鏈接：/cs/document/27013524?caller=view&lc=zh-CN。

　　1.1.3 電纜和硬件連接

　　根據具體情況可以自己制作通信電纜，也可以選擇西門子提供的定制電纜。在通信距離可以滿足要求的情況下，建議選擇西門子提供的串行通信電纜，電纜訂貨號如表2。

　　表2 連接電纜訂貨號

　　詳細的硬件連接如圖2所示。

　　圖2 實際硬件連接圖

　　1.2 參數分配

　　1.2.1 組態主站

　　? CP341模塊起始地址256，ASCII協議模式；

　　? 消息幀結束標準：字符延遲時間4ms；

　　? 波特率：9600bps，8位數據位，1位停止位，無校驗；

　　? 接口類型：RS485半雙工；

　　? 其他采用默認值。

　　圖3 主站CP341模塊協議參數分配圖

　　圖4 主站CP341模塊接口參數分配圖

　　1.2.2 組態從站

　　對于從站CP341/CP340模塊的參數分配與主站保持一致，特別注意波特率、數據位、停止位和奇偶校驗位設置要與主站相同。

　　說明：詳細的接口參數設置請參考CP341/CP340手冊及相關文檔。

　　下載鏈接：西門子PLC卡件6ES7317-2AK14-0AB0

　　圖5 2#從站CP340模塊協議參數分配圖

　　2 輪詢原理

　　2.1原理說明

　　與MODBUS協議輪詢不同，由于每個從站自身不具有的設備標識信息（從站地址），無法直接區分和識別網絡上的數據幀是哪個站的、需要哪個站做出響應，所以要通過ASCII協議驅動實現多站點輪詢，需要人為地對每個站做出標識，并在主站發送輪詢指令時給出相應的指令標識，以便從站能夠識別是否是發送給自己的數據以及是否做出響應。

　　在ASCII協議驅動實現多站點輪詢的過程中，應主要考慮以下幾個方面：

　　? 基本模式：主站主動請求，從站根據請求作出響應；

　　? 數據幀：在發送或響應數據幀中要包含有站點標識的信息；

　　? 實現方法：定時輪詢，完成后直接啟動下一個作業，完成后延時啟動下一個作業等實現方法；

　　? 校驗、錯誤處理機制：CRC、等待、丟棄、重試等。

　　本應用實例在以上幾個方面都采用了相對簡單的處理方式，在實際的應用中，針對不同的通信對象，可以具體分析并作出相應的處理。

　　2.2 輪詢機制

　　2.2.1數據幀格式

　　為了區別1#從站和2#從站，在消息幀中增加一個字的地址標識字符，主站通過發送不同地址標識字符的幀來輪詢不同從站，同時從站根據地址字符來判斷是否是給自己的消息，并據此做出相應的處理。從站發送給主站的響應幀也包含有自己的地址標識字符，用于主站判斷是哪個從站返回的數據。字符幀格式如下：

　　圖6 定義的主從站數據幀格式

　　2.2.2 時序圖

　　如下圖所示，主站按順序輪詢1#從站和2#從站。

　　圖7 輪詢時序圖

　　2.2.3 流程圖

　　? 初始化流程

　　初始化主要針對主站而言。在初始化階段主要完成CP模塊的參數化、初始化輪詢計數器，復位接收緩沖區以及根據輪詢計數器生成發送數據幀等方面的工作。

　　? 主站輪詢流程

　　如下圖所示，在系統初始化完成后，手動啟動次輪詢作業，本實例先輪詢1#從站。給1#從站發送查詢請求后，等待1#從站的響應，如果在的延時時間內接收到1#從站返回的數據，則給2#從站發送查詢請求，并等待2#從站的響應，同樣如果在的延時時間內接收到2#從站返回的數據，則一次完整的輪詢結束，自動啟動新一輪的輪詢。

　　如果在的延時時間內不能接收到從站的返回數據或接收錯誤，則跳過本站，開始輪詢下一個站點。

　　圖8 主站輪詢流程圖

　　? 從站響應流程

　　從站根據主站的請求做出響應，主要是在接收到網絡上的數據后，判斷是否是給自己的數據。如果是，則將數據接收到的數據區，同時啟動發送功能，發送相應的返回數據給主站；如果不是，則直接刪除收到的數據，并不做任何響應。

　　圖9 從站響應流程圖