欧姆龙CPU自带232口与第三方设备通信实验

编号 实验报告实验报告 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 欧姆龙欧姆龙 CPUCPU 自带自带 232232 口和第三方设备通信实验口和第三方设备通信实验 实验目的 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 实验设备 本次实验设备见表 1 序号名称型号数量备注 1CPUCS1D CPU67S1 2 电源模块 CS1D PA207R1 3 主底板 CS1D BC082S1 4 以太网模块 CS1W EIP211 5 昌辉仪表 SWP C403 22 23 HL FA1 6 USB 转串口线 1 7 CPU 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 实验流程 实验流程 实验步骤 实验步骤 一 硬件电路搭建一 硬件电路搭建 1 实验设备电路搭建如图 2 所示 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 电源模块以太网模 块 CPU 主底板 昌辉 SWP 系列仪表 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 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 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 RXD S 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 RXD S 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 五 CS1D CPU67SCS1D CPU67S 读取仪表动态数据实例 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 六 FCSFCS 帧校验和 指令的使用 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 1D100 0006 2 C 控制字 D101 3000 3D1200001 设备号 4 R1 需要计 算的参数的首字 D1215244 命令代码 5 D 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 通过七 通过 CPUCPU 计算校验码获取计算校验码获取 SWPSWP 数据数据 1 程序 2 得到的实验结果 1 D0 D4 发送数据 2 D200 接收数