云南西门子S7-1500PLC模块代理商（核心）

S7-200系列PLC自由通信口初始化及通信指令 西门子PLC

   在该通信方式下，通信端口*由用户程序所控制，通信协议也由用户设定。PC机与PLC之间是主从关系，PC机始终处于主导地位。PLC的通信编程首先是对串口初始化，对S7-200PLC的初始化是通过对特殊标志位SMB30（端口0）、SMB130（端口1）写入通信控制字，设置通信的波特率，奇偶校验位、停止位和字符长度。显然，这些设定必须与PC的设定相*。SMB30和SMB130的各位及含义如下：

其中，校验方式：00和11均为无校验、01为偶校验、10为奇校验；字符长度：0为传送字符有效数据是8位、1为有效数据是7位；波特率：000为38400baud、001为19200baud、010为9600baud、011为4800baud、100为2400baud、101为1200baud、110为600baud、111为300baud；通信协议：00为PPI协议从站模式、01为自由口协议、10为PPI协议主站模式、11为保留，缺省设置为PPI协议从站模式。

XMT及RCV命令分别用于PLC向外界发送与接收数据。当PLC处于RUN状态下时，通信命令有效，当PLC处于STOP状态时通信命令无效。

XMT命令将存储区内的数据通过端口传送出去，当存储区内后一个字节传送完毕，PLC将产生一个中断，命令格式为 XMT TABLE，PORT，其中PORTPLC用于发送的通信端口，TABLE为是数据存储区地址，其*个字节存放要传送的字节数，即数据长度，大为255。

RCV命令从的端口读入数据存放在的数据存储区内，当后一个字节接收完毕，PLC也将产生一个中断，命令格式为RCV  TABLE，PO RT，PLC通过PORT端口接收数据，并将数据存放在TBL数据存储区内，TABLE的*个字节为接收的字节数。

在自由口通信方式下，还可以通过字符中断控制来接收数据，即PLC每接收一个字节的数据都将产生一个中断。因而，PLC每接收一个字节的数据都可以在相应的中断程序中对接收的数据进行处理。

 无论PLC控制系统有多么复杂，归根到底，PLC用户程序都是由大量基本编程指令所组成的集合。

    设计者可以根据控制对象各部分的不同要求，通过对要求的分解，运用基本指令编制出相应的程序网络（Network）或由几个网络组成的简单“功能程序段”。在此基础上，只要将这些程序网络或功能程序段，按照控制系统的动作要求，以S7程序规定的格式进行排列与组合，就可以组成完整的PLC程序。

1．西门子S7-200的程序结构

过程映像输入/输出（I/Q）、变量存储器V、内部存储器位M、定时器T、计数器C等属于全局变量。S7-200的程序组织单元(ProgramOrganizationalUnit，简称为POU)包括主程序、子程序和中断程序。每个POU均有自己的64字节局部变量，局部变量只能在它所在的POU中使用。与此相反，全局变量可以在各POU中使用。

下面是子程序可以使用的局部变量：

1)TEMP(临时变量)是暂时保存在局部数据区中的变量。只有在执行该POU时，定义的临时变量才被使用，POU执行完后，不再保存临时变量的数值。

2)IN是由调用它的POU提供的输入参数。

3)OUT是返回给调用它的POU的输出参数(子程序的执行结果)。

4)IN_OUT是输入_输出参数，其初始值由调用它的POU传送给子程序，并用同一变量将子程序的执行结果返回给调用它的POU。

主程序和中断程序的局部变量中只有临时变量TEMP。

具有输入、输出参数和局部变量的子程序易于实现结构化编程，对于*生产同类设备或生产线的厂家尤为有用。这些厂家的编程人员为设备的各组件或工艺功能编写了大量的通用的子程序。即使不知道子程序的内部代码，只要知道子程序的功能和输入、输出参数的意义，就可以通过程序之间的调用快速“组装”出满足不同用户要求的控制程序。就好像用数字集成电路芯片组成复杂的数字电路一样。

子程序如果没有输入、输出参数，它和调用它的程序之间没有清晰的接口，很难实现结构化编程。

子程序如果没有局部变量，它和调用它的程序之间只能通过全局变量来交换数据，子程序内部也只能使用全局变量。将子程序和中断程序移植到别的项目时，需要重新统一安排它们使用的全局变量，以保证不会出现地址冲突。当程序很复杂，子程序和中断程序很多时，这种重新分配地址的工作量非常大。

如果子程序和中断程序有局部变量，并且它们内部只使用局部变量，不使用全局变量，因为与其他POU没有地址冲突，不需作任何改动，就可以将子程序移植到别的项目中去。

2．西门子的S7-300/400的程序结构

S7-300/400将子程序分为功能（Function，或称为函数）和功能块（FunctionBlock）。

S7-300/400的功能与S7-200的子程序基本上相同。它们均有输入、输出参数和临时变量，功能的局部数据中的返回值实际上属于输出参数。它们没有的存储区，功能执行结束后，不再保存临时变量中的数据。

可以用全局变量来保存那些在功能执行结束后需要保存的数据，但是会影响到功能的可移植性。

功能块是用户编写的有自己的存储区（即背景数据块）的程序块，功能块的输入、输出参数和静态变量存放在的背景数据块中，临时变量存储在局部数据堆栈中。每次调用功能块时，都要一个背景数据块。功能块执行完后，背景数据块中的数据不会丢失，但是不会保存局部数据堆栈中的数据。

功能块采用了类似于C  的封装的概念，将程序和数据封装在一起，具有很好的可移植性。

S7-300/400的共享数据块可供所有的逻辑块使用。

系统通讯简易框图如图一：

图一：系统通讯框图

上图中，PM-160在PROFIBUS侧作为通讯的响应方，被动接收PLC的读请求及写请求；而在RS232串口侧，PM-160则作为通讯的发起者，主动发送请求并且接收电子称返回的响应。

• 二、METTLER TOLEDO电子称重天平通讯说明

天平支持RS232通讯，通讯波特率可选，通讯模式为ASCII，通讯指令如图二所示：

图二：电子天平通讯指令表

本现场实现了中控室采集现场电子天平的当前单位下稳定的重量值，在控制室可以通过按键来控制数据采集的频率（即按一次按键，数据采集一次）；这样客户无需复杂的程序处理，即可根据需求实时监控到现场电子天平的计量值；操作方便、快捷、性能稳定。

1. PM-160参数配置介绍

• 三、PM-160在该应用中的通讯原理及参数配置

由于该现场电子天平通讯协议不符合Modbus规约，所以采用了PM-160的通用模式进行通讯。该模式的配置界面如图三所示：

图三：PM-160通用模式配置界面

上图中，协议类型选择为“通用模式”，串口参数包括波特率、校验位、数据位、停止位等跟电子称的RS232串口设置保持*，断帧方式选择为“字符超时”，通讯接口选择为“RS232”。

2.PM-160通用模式工作原理介绍

PM-160在通用模式下实现PROFIBUS与RS232之间的数据交换，PROFIBUS-DP与RS232之间的数据交换是双向传输的。PROFIBUS输出数据通过RS232口发送给对应的电子天平称，同时接收该称返回的响应，并且存放到PROFIBUS的数据输入区。数据交换格式如图四所示：

Eo是PROFIBUS输出数据的事务号，该字节由PM-160定义，PM-160会通过对比该字节是否发生变化来决定是否通过RS232口给串口设备发送数据；i是输出数据个数，该字节也由PM-160定义，PM-160会通过判别该字节来决定通过RS232口给串口设备发送数据的字节个数；D1-Di是PM-160通过RS232口发送的数据。

Ei是PROFIBUS输入数据的事务号，该字节由PM-160定义，PM-160的RS232口每接收到一帧新的数据，该字节就会加1；j是输入数据个数，该字节也由PM-160定义，表示PM-160的RS232口接收到的串口的数据字节长度（该字节是否显示出来可以通过配置软件设置）；D1-Dj是PM-160的串口接收到的数据。

图四：PM-160通用模式数据交换格式

3.STEP7组态介绍

PM-160作为PROFIBUS从站，有其对应的GSD文件。在组态时，需要将GSD文件正确添加到PROFIBUS主站，对于PROFIBUS侧输入输出字节数的添加，满足实际需求即可。STEP7组态界面如图五所示：

图五：STEP7组态界面

4.现场通讯报文实例

PROFIBUS侧发送请求：

  11 04 53 55 0D 0A 【HEX】

  SU【ASCII】----------【利用当前显示单位发送稳定的重量值】

  其中，“11”为事务号，“04”为要通过串口发送的数据长度。

PROFIBUS侧接收响应：

  S S       39.7 g【ASCII】

  其中，“A1”为事务号。

• 四、应用总结

该系统的应用，成功解决了远程监控现场原料投放量的问题。该系统已投入运行一年多时间，未发生任何硬件故障。其性能的稳定可靠，保证了现场生产工作的有序运行，取得了业主的*好评。

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