欧姆龙CPU自带232口与第三方设备通信实验.docx

编号:20150822实验报告课题名称:欧姆龙CPU自带232口和第三方设备通信实验 单位（盖章）: 技术部 实验时间: 目录实验目的：3实验设备：3实验流程：4实验步骤：4一、硬件电路搭建4二、软件设置6三、无协议收发功能的测试。7四、第三方设备协议分析10五、CS1D-CPU67S读取仪表动态数据实例。12六、FCS（帧校验和）指令的使用。14七、通过CPU计算校验码获取SWP数据16八、结论19注意：19欧姆龙CPU自带232口和第三方设备通信实验实验目的：了解欧姆龙PLC CPU自带RS232口和第三方设备的通信。本实验以欧姆龙PLC CS1D-CPU67S和昌辉SWP系列仪表为例进行测试。实验设备：本次实验设备见表1。序号名称型号数量备注1CPUCS1D-CPU67S12电源模块CS1D-PA207R13主底板CS1D-BC082S14以太网模块CS1W-EIP2115昌辉仪表SWP-C403-22-23-HL-FA16USB转串口线17CPU和PC串口连接线（见注1）1用来连接CPU的USB口和串口线的USB口8网线1表1注1：欧姆龙PLC RS232口和上位机串口线的连接方式见图1。图1-欧姆龙PLC RS232口和上位机串口线的连接方式硬件电路搭建软件设置无协议收发功能测试第三方设备协议分析读取仪表数据实例FCS指令校验码计算通过FCS指令和协议宏指令接收仪表数据综合测试实验流程：实验步骤：一、硬件电路搭建1、实验设备电路搭建如图2所示。电源模块以太网模块CPU主底板昌辉SWP系列仪表图2-实验硬件电路搭建图2、CPU单元设置：CPU单元设置见图3，将所有的DIP开关都置为OFF。图3-CPU模块DIP开关设置图3、以太网模块设置：在该实验中，由于我们将用到CPU自带的RS232口和第三方设备（昌辉仪表）通信，因此对CPU的编程等操作选定为以太网方式。以太网模块的单元号和节点号设置见图4，该实验中设定的IP地址为：192.168.250.1。图4-以太网模块设置图二、软件设置1、打开CX-Programmer，文件，新建，设备类型CS1D-S，CPU型号选择CPU67，网络类型选择Ethernet。设置界面如图5。图5-新建工程2、以太网连接设置，如图6：将IP地址设定为192.168.250.1图6-IP地址设定3、在线工作，编程模式下，打开“设置”选项对CPU自带的232口进行设置。如图7所示。在“上位机链接端口”选项下设置通信格式（注2）（波特率、数据格式、232口的工作模式等参数），然后传送到PLC。图7-CPU自带232口的设置注2：SWP系列仪表通讯口的传输方式为。 三、无协议收发功能的测试。欧姆龙PLC和第三方设备通信需要通过特殊指令（TXD和RXD）来发送和接收第三方设备的协议。1、无协议发送功能的测试。测试要求：发送D0-D9共10个数据到上位机。上位机接收软件：串口调试工具（1） 无协议接收程序的编写：测试无协议接收需要用到无协议接收指令RXDS-发送数据的首地址：将要发送的第三方设备的协议写在S开始的内存中去。C-控制字：定义发送协议的一些控制项目。控制字的定义如下：N-发送的数据字节数：定义发送协议的字节数。无协议发送程序如图7所示（发送D0-D9共10个数据）：图7-无协议发送程序截图（2）无协议发送测试情况如图8、图9所示。图8-CPU发送数据图9-上位机接收数据 （3） 测试结果：CPU无协议发送数据正常。2、无协议接收功能的测试。测试要求：上位机发送数据，CPU通过无协议接收数据并存到D200开始内存区域。上位机发送软件：串口调试工具（1） 无协议接收程序的编写：测试无协议发送需要用到无协议发送指令RXDS-接收数据的首地址：定义接收数据存放的首地址。C-控制字：定义接收协议的一些控制项目。控制字的定义如下：N-存储数据的字节数：定义从接收缓冲区中，存储多少字节的数据到指定的地址中去。无协议接收程序如图10所示（将接收到的数据放在D200开始地址中去）：图10-无协议接收截图（2） 无协议接收测试情况如图11、图12所示。图11-上位机发送数据截图图12-CPU接收数据截图（3） 测试结果：CPU无协议接收数据正常。四、第三方设备协议分析1、通讯格式分析本次实验通信的第三方设备是昌辉的SWP系列仪表，其通信格式为： -起始符； DE 仪表设备号（双字节，参见仪表操作手册中之参数“DE” ） 帧命令 操作命令（双字节） 帧数据 各种操作命令所对应的数据（长度视不同仪表型号而不同） CRC 校验字节（除外 CRC 字节之前其它几个字节的异或值，即 DE（ASII）与帧类型 ASCII和帧数据 ASCII的异或值） CRC = DEASCII 帧 命令 ASCII 帧数据 ASCII CR结束符2、 设备设置分析 这一部分需要进入仪表的二级菜单对仪表的DE（即设备编号）和波特率进行设置。设置方法为： 找到DE和BT两个项目如图12。将BT设置为5（即波特率为9600）；设备号设置为01。图12-仪表参数设置3、仪表参数编写下面以读仪表动态数据（实时测量值）帧为例编写通信命令帧。由通信格式可得到设备发送和接收命令的具体格式（注3）：注3：读仪表动态数据的帧命令为RD，仪表通讯命令集见表2：表2-SWP仪表通信命令集故：当设备号为01时应该发送的命令帧为：五、CS1D-CPU67S读取仪表动态数据实例。 要求：（1）当200.00为1时，CPU将储存在D0开始的内存中的请求命令（请求当前仪表动态数据）发送到SWP仪表。（2）当200.01为1时，仪表回复当前的动态数据到CPU，CPU将其存在D200开始的内存中。1、无协议收发数据程序编写，如图13。图13-无协议获取SWP仪表数据（1）DO中保存的请求命令数据见图14：图14-CPU发送请求命令（2）当仪表当前没有给定信号时，接收到的数据见图15。图15-仪表没有给定信号时（3）当仪表给定4mA的信号时，接收到的数据见图16。图16-仪表给定信号为4mA时（4）当仪表给定12mA的信号时，接收到的数据见图17。图17-仪表给定信号为12mA时（5）当仪表给定20mA的信号时，接收到的数据见图18。图18-仪表给定信号为20mA时2、结论： CPU自带的232口能够正常和第三方设备通信。六、FCS（帧校验和）指令的使用。1、欧姆龙PLC提供一条FCS指令，该指令的作用是计算指定地址范围内的FCS值，并以ASCII代码输出。C和C+1控制字：C 指定了在 FCS 计算中使用的单位（字节或字），（C+1 的第 13 位判断是字节还是字）。R1 需要计算校验码的地址的首字。D计算输出的结果存放位置。如果选择字节方式，计算结果输出到 D+1 和 D。在这种情况下，左边 4 个数字存入 D+1, 右边 4 个数字存入 D 。2、FCS校验码计算示例。 （1） 以计算昌辉仪表校验码为例。仪表的协议规定，参与校验码计算的数据包含了 DE（ASII）与帧类型 ASCII和帧数据 ASCII的异或值。 首先，列出地址使用表3。序号FCS指令中的标识CPU对应的地址设置值SWP仪表的参数1C（控制字）D100#00062D101#30003R1（需要计算的参数的首字）D1200001设备号4D1215244命令代码5D（结果字）D300表3-FCS指令计算SWP校验码地址对照表（2）FCS指令程序见图19。图19-FCS指令程序图20-FCS参数查看（3）改变命令代码为RR（即D121的值为5252）得到新的校验码，如图21所示。图21-改变命令代码后的检验码计算3、结论：检验码和手动计算结果一样，FCS计算异或检验码成功。七、通过CPU计算校验码获取SWP数据1、程序2、得到的实验结果（1）D0-D4发送数据（2）D200接收数据