自由口模式下PLC與計(jì)算機(jī)的通信本例說(shuō)明如何以自由協(xié)議實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與S7-200的通信，計(jì)算機(jī)作為主站，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)PLC從站各寄存器的讀/寫(xiě)操作。－－－－計(jì)算機(jī)通過(guò)COM口發(fā)送指令到PLC的PORT0（或PORT1）口，PLC通過(guò)RCV接收指令，然后對(duì)指令進(jìn)行譯碼，譯碼后調(diào)用相應(yīng)的讀/寫(xiě)子程序?qū)崿F(xiàn)指令要求的操作，并返回指令執(zhí)行的狀態(tài)信息。1、通信協(xié)議－－－－在自由口模式下，通信協(xié)議是由用戶定義的。用戶可以用梯形圖程序調(diào)用接收中斷、發(fā)送中斷、發(fā)送指令（XMT）、接受指令（RCV）來(lái)控制通信操作。在自由口模式下，通信協(xié)議完全由梯形圖程序控制。2、指令格式定義?計(jì)算機(jī)每次發(fā)送一個(gè)33字節(jié)長(zhǎng)的指令來(lái)實(shí)現(xiàn)一次讀/寫(xiě)操作，指令格式見(jiàn)表1說(shuō)明：1.起始字符－－－－起始字符標(biāo)志著指令的開(kāi)始，在本例中被定義為ASCII碼的"g"，不同的PLC從站可以定義不同的起始字符以接收真對(duì)該P(yáng)LC的指令。2.指令類型－－－－該字節(jié)用來(lái)標(biāo)志指令的類型，在本例中05H代表讀操作，06H代表寫(xiě)操作。3.目標(biāo)PLC站地址－－－－目標(biāo)PLC站地址占用指令的B2、B3兩個(gè)字節(jié)，以十六進(jìn)制ASCII碼的格式表示目標(biāo)PLC的站地址。4.目標(biāo)寄存器地址－－－－在PLC內(nèi)部可以用4個(gè)字節(jié)來(lái)表示一個(gè)寄存器的地址（但不能表示一個(gè)位地址）。前兩個(gè)字節(jié)表示寄存器類型，后兩個(gè)字節(jié)表示寄存器號(hào)。0000（H）：I寄存器區(qū)0100（H）：Q寄存器區(qū)0200（H）：M寄存器區(qū)0800（H）：V寄存器區(qū)5.例如：IB000的地址可表示為00000000（H）VB100的地址可表示為08000064（H）6.讀/寫(xiě)字節(jié)數(shù)M－－－－當(dāng)讀命令時(shí)，始終讀回從目標(biāo)寄存器開(kāi)始的連續(xù)8個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)（轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制ASCII碼后占用16個(gè)字節(jié)），可以根據(jù)自己的需要取用，M可以任意寫(xiě)入。－－－－當(dāng)寫(xiě)命令時(shí)，M表示的是要寫(xiě)入數(shù)據(jù)的十六進(jìn)制ASCII碼所占用的字節(jié)數(shù)。例如要寫(xiě)入1個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)在指令中以十六進(jìn)制ASCII碼表示，它將占用2個(gè)字節(jié)，此時(shí)應(yīng)向M中寫(xiě)入"02"。同理，如果要寫(xiě)入5個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，M中應(yīng)寫(xiě)入"0A"。7.要寫(xiě)入的數(shù)據(jù)－－－－要寫(xiě)入的數(shù)據(jù)在指令中以十六進(jìn)制ASCII碼的格式表示，占用指令的B14-B29共16個(gè)字節(jié)。數(shù)據(jù)區(qū)必須填滿，但只有前M個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)會(huì)被寫(xiě)入目標(biāo)寄存器。一條指令最多可以寫(xiě)入8個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)（此時(shí)M中應(yīng)寫(xiě)入"10"，代表十進(jìn)制的16）8.BCC校驗(yàn)碼－－－－在傳輸過(guò)程中，指令有可能受到任何的干擾而使原來(lái)的數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)生扭曲，此時(shí)的指令當(dāng)然是錯(cuò)誤的，為了偵測(cè)指令在傳輸過(guò)程中發(fā)生的錯(cuò)誤，接收方必須對(duì)指令作進(jìn)一步的確認(rèn)工作，以防止錯(cuò)誤的指令被執(zhí)行，最簡(jiǎn)單的方法就是使用校驗(yàn)碼。BCC校驗(yàn)碼的方法就是將要傳送的字符串的ASCII碼以字節(jié)為單位作異或和，并將此異或和作為指令的一部分傳送出去；同樣地，接收方在接到指令后，以相同的方式對(duì)接收到的字符串作異或和，并與傳送方所送過(guò)來(lái)的值作對(duì)比，若其值相等，則代表接收到的指令是正確的，反之則是錯(cuò)誤的。－－－－在本例中，bcc為指令B1到B29的異或和，BCC為bcc的十六進(jìn)制ASCII碼。－－－－bcc=B1xorB2xorB3xorB4xor……xorB299.結(jié)束字符－－－－結(jié)束字符標(biāo)志著指令的結(jié)束，在本例中被定義為ASCII碼的"G"，不同的PLC從站可以定義不同的結(jié)束字符以接收真對(duì)該P(yáng)LC的指令。?PLC在接到上位機(jī)指令后，將發(fā)送一個(gè)21字節(jié)長(zhǎng)反饋信息，格式見(jiàn)表2說(shuō)明：1.起始字符－－－－起始字符標(biāo)志著反饋信息的開(kāi)始，在本例中被定義為ASCII碼的"g"，不同的PLC從站可以定義不同的起始字符，這樣上位機(jī)可以根據(jù)信息的起始字符來(lái)判斷反饋信息的來(lái)源。2.狀態(tài)信息－－－－該字節(jié)包含指令執(zhí)行的狀態(tài)信息，在本例中01H代表讀取正確02H代表寫(xiě)入正確03H代表BCC校驗(yàn)碼錯(cuò)誤04H代表指令不合法3.數(shù)據(jù)區(qū)－－－－反饋信息的B3到B18為讀指令所要讀取的數(shù)據(jù)，以十六進(jìn)制ASCII碼表示。4.BCC校驗(yàn)碼－－－－與上位機(jī)指令中的BCC校驗(yàn)碼類似，它是反饋信息B3到B18的異或和。5.結(jié)束字符－－－－結(jié)束字符標(biāo)志著反饋信息的結(jié)束，在本例中被定義為26H。3、指令中為何要使用ASCII碼－－－－一條指令除包含數(shù)據(jù)外，還包含必要的控制字（起始字符、結(jié)束字符、指令類型等）。如果指令中的數(shù)據(jù)直接以其原本的形式傳輸，則不可避免的會(huì)與指令中的控制字發(fā)生混淆。－－－－例如本例中，指令的起始字符為"g"，其ASCII碼值為67H，結(jié)束字符為"G"，其ASCII碼值為47H。假設(shè)要寫(xiě)入的數(shù)據(jù)中也有47H，并且數(shù)據(jù)直接以其原本的形式傳輸，則PLC會(huì)因?yàn)榻邮盏搅藬?shù)據(jù)中的47H而停止接收，這樣PLC接收到的指令將是一個(gè)不完整的非法指令，很可能造成PLC的誤動(dòng)作。－－－－為了避免這種情況的發(fā)生，可以用文本來(lái)傳送二進(jìn)制數(shù)據(jù)。通過(guò)以16進(jìn)制ASCII碼的格式描述數(shù)據(jù)，每個(gè)二進(jìn)制的字節(jié)都可以表示成一對(duì)ASCII編碼，這對(duì)編碼表示這個(gè)字節(jié)的兩個(gè)16進(jìn)制字符。這種格式可以表示任何的數(shù)值，僅僅使用ASCII代碼的30H到39H（表示0到9）和41H到46H（表示A到F）。ASCII碼的其余部分可以用作控制字（起始標(biāo)志、結(jié)束標(biāo)志、指令類型等）。這樣，數(shù)據(jù)中的47H以ASCII碼的形式進(jìn)行傳送就變成了34H37H兩個(gè)字節(jié)，從而避免了PLC因接收到數(shù)據(jù)中的47H而停止接收的錯(cuò)誤

表1上位機(jī)指令格式表2反饋信息格式4、PLC程序執(zhí)行過(guò)程－－－－PLC在第一次掃描時(shí)執(zhí)行初始化子程序，對(duì)端口及RCV指令進(jìn)行初始化。初始化完成后，運(yùn)行RCV指令使端口處于接受狀態(tài)。－－－－RCV會(huì)將以"g"開(kāi)頭"G"結(jié)尾的指令保存到接收緩沖區(qū)，并同時(shí)產(chǎn)生接收完成中斷。－－－－RCVcomplete中斷服務(wù)程序用來(lái)處理接收完成中斷事件，它會(huì)將接收緩沖區(qū)中的十六進(jìn)制ASCII碼還原成數(shù)據(jù)并保存，同時(shí)置位Verify子程序的觸發(fā)條件（M0.1）。－－－－Verify子程序首先復(fù)位本身的觸發(fā)條件以防止子程序被重復(fù)調(diào)用，然后求出接收緩沖區(qū)中指令的BCC校驗(yàn)碼并與指令中的BCC校驗(yàn)碼進(jìn)行比對(duì)。如果相等則置BCC碼校驗(yàn)正確的標(biāo)志位（M0.0）為1；如果指令格式正確（指令的結(jié)束標(biāo)志在接收緩沖區(qū)中特定的位置VB133）而B(niǎo)CC碼不相等，則發(fā)送代表BCC校驗(yàn)碼錯(cuò)誤的反饋信息；如果指令格式不正確（VB133中不是指令的結(jié)束標(biāo)志），則返回代表指令格式錯(cuò)誤的反饋信息。－－－－Read子程序的觸發(fā)條件為：指令中的站地址與本機(jī)站地址相符、指令類型為讀指令、BCC檢驗(yàn)碼正確。當(dāng)條件滿足時(shí)，Read子程序被執(zhí)行。Read子程序首先禁止RCV，然后將指令所要讀取的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制ASCII碼并寫(xiě)入發(fā)送緩沖區(qū)、計(jì)算BCC檢驗(yàn)碼、最后發(fā)送反饋信息。－－－－Write子程序的觸發(fā)條件為：指令中的站地址與本機(jī)站地址相符、指令類型為寫(xiě)指令、BCC檢驗(yàn)碼正確。當(dāng)條件滿足時(shí)，Write子程序被執(zhí)行。Write子程序首先禁止RCV，然后將指令中的數(shù)據(jù)寫(xiě)入目標(biāo)寄存器，最后發(fā)送代表寫(xiě)入正確的反饋信息。－－－－PLC每接到一條指令后都會(huì)發(fā)送一條反饋信息，當(dāng)反饋信息發(fā)送完成時(shí)，會(huì)產(chǎn)生發(fā)送完成中斷，XMTcomplete中斷服務(wù)程序用來(lái)處理發(fā)送完成中斷事件。在XMTcomplete中斷服務(wù)程序中所要執(zhí)行的操作包括：復(fù)位BCC校驗(yàn)碼正確的標(biāo)志位（M0.0）；允許RCV；bcc碼寄存器清零；