S7-1200 串行通信

S7-1200支持的串行通訊方式

• 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（PtP）通信

• Modbus 主從通信

• USS 通信
  

S7-1200 串口通信模塊的特征

圖1. CM1241串口通信模塊

圖2. CB1241串口通信模塊

1. 由 CPU 供電，不必連接外部電源
   
   

2. 端口經(jīng)過(guò)隔離，長(zhǎng)距離1000 米
   
   

3. 有診斷 LED 及顯示傳送和接收活動(dòng) LED
   
   

4. 支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議
   
   

5. 通過(guò)擴(kuò)展指令和庫(kù)功能進(jìn)行組態(tài)和編程

RS485 與 RS232 通信模塊的LED

診斷 LED 燈

• 紅閃：如果 CPU 未正確識(shí)別到通信模塊，診斷 LED 會(huì)一直紅色閃爍

• 綠閃：CPU 上電后已經(jīng)識(shí)別到通信模塊，但是通信模塊還沒(méi)有配置

• 綠燈：CPU 已經(jīng)識(shí)別到通信模塊，且配置也已經(jīng)下載到了CPU

發(fā)送 LED 燈

• 代表數(shù)據(jù)正在通過(guò)通信口傳送出去

接收 LED 燈

• 代表數(shù)據(jù)正在通過(guò)通信口接收進(jìn)來(lái)

注意：通信板 CB1241 只有發(fā)送和接收 LED 燈，而沒(méi)有診斷 LED 燈

串口模板支持的協(xié)議

• ASCII

• USS

• Modbus RTU 主站

• Modbus RTU 從站

• 3964R（RS232/RS422支持）
  

ASCII 協(xié)議的特點(diǎn)

• 報(bào)文可以由用戶自己定義，便于用戶以 ASCII 協(xié)議為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)

• 使用簡(jiǎn)單，可以很好地實(shí)現(xiàn)與第三方系統(tǒng)的通訊

• 可以進(jìn)行識(shí)別報(bào)文結(jié)束設(shè)置

• 可以進(jìn)行數(shù)據(jù)流量控制

• 缺點(diǎn)：具有簡(jiǎn)單的校驗(yàn)功能（奇偶校驗(yàn)），低數(shù)據(jù)安全性；數(shù)據(jù)傳輸無(wú)確認(rèn)信息； 通訊需要雙方協(xié)調(diào)

S7-1200 的 PTP 校驗(yàn)

串口的校驗(yàn)： 奇偶校驗(yàn)：用于檢驗(yàn)數(shù)據(jù)傳遞的正確性，是簡(jiǎn)單的檢錯(cuò)方法。

圖3. 校驗(yàn)設(shè)置

• 偶校驗(yàn)：如果每字節(jié)的數(shù)據(jù)位中“1”的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，則校驗(yàn)位為1，如果個(gè)數(shù)為偶數(shù)，則校驗(yàn)位為“0”，  保證數(shù)據(jù)位和校驗(yàn)位中“1”的個(gè)數(shù)是偶數(shù)

• 奇校驗(yàn)：如果每字節(jié)的數(shù)據(jù)位中“1”的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，則校驗(yàn)位為0，如果個(gè)數(shù)為偶數(shù)，則校驗(yàn)位為“1”， 保證數(shù)據(jù)位和校驗(yàn)位中“1”的個(gè)數(shù)是奇數(shù)

• 傳號(hào)校驗(yàn)：奇偶校驗(yàn)位始終設(shè)置為 1

• 空號(hào)校驗(yàn)：奇偶校驗(yàn)位始終設(shè)置為 0

注意：奇偶校驗(yàn)可以簡(jiǎn)單的判斷數(shù)據(jù)的正確性，從原理上可看出當(dāng)一位出錯(cuò)，可以準(zhǔn)確判斷，當(dāng)兩位或更多位誤碼就校驗(yàn)不出，但由于其實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，仍得到了廣泛使用。

PTP 通信的發(fā)送信息配置

定義在信息起始發(fā)送斷點(diǎn)及空閑線

字符中斷：當(dāng)接收到的數(shù)據(jù)保持為零值的時(shí)間大于完整的字符傳輸時(shí)間時(shí)，代表字符中斷。一個(gè)完整字符傳輸時(shí)間定義為傳輸起始位、數(shù)據(jù)位、校驗(yàn)位和停止位的時(shí)間總和。

圖4. 定義在信息起始發(fā)送斷點(diǎn)及空閑線

常問(wèn)問(wèn)題：為什么發(fā)送配置中只配了2位字符中斷，而通信伙伴卻可以正常接收數(shù)據(jù)？
答：發(fā)送配置中設(shè)置的字符中斷小于等于16位時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出16位的字符中斷位；設(shè)置大于16位時(shí)，則發(fā)出的中斷位與實(shí)際設(shè)置相符。下圖是設(shè)置的發(fā)送斷點(diǎn)及空閑線位及其實(shí)際發(fā)出的波形圖。

圖5. 斷點(diǎn)及空閑線波形圖

PTP 通信接收起始條件

以任意字符開(kāi)始

以特殊條件開(kāi)始：

• 通過(guò)斷點(diǎn)識(shí)別消息開(kāi)始

• 通過(guò)空閑線識(shí)別消息開(kāi)始

• 通過(guò)單個(gè)字符識(shí)別消息開(kāi)始

• 通過(guò)字符序列識(shí)別消息開(kāi)始

圖6. 通信接收起始條件

通過(guò)字符序列識(shí)別消息開(kāi)始

對(duì)于多個(gè)起始序列的組態(tài)，只要出現(xiàn)其中一個(gè)序列，即會(huì)滿足開(kāi)始條件。下圖右側(cè)即為滿足起始條件的字符串。

圖7. 通過(guò)字符序列識(shí)別消息開(kāi)始

如果選擇了多個(gè)起始條件，則檢查開(kāi)始條件的順序如下:

注意:

檢查多個(gè)開(kāi)始條件時(shí)，如果有一個(gè)條件沒(méi)有滿足，則 CM 將從個(gè)所需的條件開(kāi)始重新啟動(dòng)檢查。

如果同時(shí)組態(tài)了字符和字符序列作為開(kāi)始條件，則字符序列的判斷條件無(wú)效。

PTP 通信接收結(jié)束條件

• 通過(guò)消息超時(shí)識(shí)別：時(shí)間從接到符合消息開(kāi)始條件的個(gè)字符時(shí)開(kāi)始計(jì)算

• 通過(guò)響應(yīng)超時(shí)識(shí)別：時(shí)間從傳送結(jié)束時(shí)開(kāi)始計(jì)算，在指定時(shí)間內(nèi)接收到字符，需要和其他結(jié)束條件配合使用

• 通過(guò)字符間隙識(shí)別：消息中兩個(gè)連續(xù)字符間的間隔超時(shí)后，視為消息結(jié)束

• 通過(guò)大長(zhǎng)度識(shí)別：在接收到組態(tài)的大字符數(shù)后，視為消息結(jié)束

• 通過(guò)固定長(zhǎng)度識(shí)別：在接收到組態(tài)的大字符后，視為消息結(jié)束

• 消息本身指定消息長(zhǎng)度，在接收到指定長(zhǎng)度的消息后，視為消息結(jié)束

• 在接收到指定的字符序列后，視為消息結(jié)束

圖8.結(jié)束條件設(shè)置

注意:與多個(gè)起始條件的判斷不同，檢查多個(gè)結(jié)束條件時(shí)，任何一個(gè)條件滿足，信息接收結(jié)束。

消息超時(shí)結(jié)束條件

消息超時(shí)時(shí)間從接到符合消息開(kāi)始條件的個(gè)字符時(shí)開(kāi)始計(jì)算，如下圖。

圖9.消息超時(shí)

響應(yīng)超時(shí)結(jié)束條件

響應(yīng)超時(shí)時(shí)間從傳送結(jié)束時(shí)開(kāi)始計(jì)算，只要傳送成功完成且模塊開(kāi)始接收操作，定時(shí)器就會(huì)啟動(dòng)。

圖10.響應(yīng)超時(shí)

注意:響應(yīng)超時(shí)結(jié)束條件不能作為單獨(dú)的結(jié)束條件的設(shè)置，否則會(huì)在編譯時(shí)報(bào)如下錯(cuò)誤:

圖11.響應(yīng)超時(shí)作為單獨(dú)的結(jié)束條件報(bào)錯(cuò)

從消息中讀取信息長(zhǎng)度

圖12.從消息中讀取信息長(zhǎng)度的設(shè)置

實(shí)際收到的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度=長(zhǎng)度偏移前的字節(jié)數(shù)+長(zhǎng)度字節(jié)大小+讀取的實(shí)際數(shù)據(jù)長(zhǎng)度+不計(jì)入字節(jié)長(zhǎng)度的字節(jié)數(shù) 10=（2-1）+1+2+6

PTP 通信接收緩存區(qū)

圖13.接收緩沖區(qū)設(shè)置

注意:緩存區(qū)可以存儲(chǔ)多條信息，限制是20條信息或多1024字節(jié)。

緩存區(qū)的數(shù)據(jù)保持

斷電后緩存區(qū)中的數(shù)據(jù)全部丟失,不能保持。

勾選“在啟動(dòng)時(shí)清空接收緩沖區(qū)”，CPU停止再啟動(dòng)時(shí)，緩沖區(qū)數(shù)據(jù)清空。

通信模板緩存區(qū)超出20條信息

啟用了“防止重寫(xiě)”，如果緩存區(qū)中的信息超過(guò)20條，后面的信息被 自動(dòng)丟棄，報(bào)錯(cuò)16#81E6。

不啟用“防止重寫(xiě)”，如果緩存區(qū)中的信息超過(guò)20條，后面的信息會(huì)將之前的信息覆蓋，且不報(bào)錯(cuò)。

通信模板緩存區(qū)多包數(shù)據(jù)超出1024字節(jié)

發(fā)送多個(gè)每包50個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，當(dāng)數(shù)據(jù)超過(guò)1024字節(jié)那包就被丟棄了，前面的可以正常接收，且沒(méi)有任何報(bào)錯(cuò).在前面數(shù)據(jù)被成功接收以后，只要緩存區(qū)有空間，后面的數(shù)據(jù)還可以正常收到。

通信模板緩存區(qū)一包數(shù)據(jù)超出1024字節(jié)

如果發(fā)送數(shù)據(jù)一包就大于1024字節(jié)時(shí)，緩沖區(qū)接收到數(shù)據(jù)到1024字節(jié)時(shí)，雖然沒(méi)有收到結(jié)束字符，數(shù)據(jù)由緩存區(qū)送給CPU，但會(huì)報(bào)錯(cuò)16#80E0,如下圖。

圖14. 發(fā)送數(shù)據(jù)一包大于1024字節(jié)時(shí),緩存區(qū)報(bào)錯(cuò)

通信模板緩存區(qū)復(fù)位

當(dāng)緩沖區(qū)溢出報(bào)錯(cuò)時(shí)，需要使用Reset指令進(jìn)行清除緩沖區(qū)的操作。

圖15. 使用Reset指令復(fù)位緩存區(qū)錯(cuò)誤，恢復(fù)數(shù)據(jù)接收

為什么不能使用 PC/PPI 電纜與S7-1200 RS485 模塊進(jìn)行串口調(diào)試？

答：因?yàn)?S7-1200 RS485 模塊接口不提供24V電源，不能給 PC/PPI 電纜供電，所以電纜無(wú)法工作。

解決辦法：可以將 S7-1200 RS485 與 S7-200 通信口網(wǎng)絡(luò)連接，將 PC/PPI 電纜插在 S7-200 通信口上總線連接器的編程口上，對(duì)S7-1200 RS485進(jìn)行串口調(diào)試。此時(shí)S7-200必須上電并打到停止?fàn)顟B(tài)。

連接 5 GND 邏輯地或通信地 金屬殼 - 外殼接地