欧姆龙CPU自带232口与第三方设备通信实验

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。

(8)
四、第三方设备协议分析 (12)
五、CS1D-CPU67S读取仪表动态数据实例。

(14)
六、FCS（帧校验和）指令的使用。

(17)
七、通过CPU计算校验码获取SWP数据 (20)
八、结论 (22)
注意： (22)
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。

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CPU
主底板
硬件电路搭建件
无协收发能测试
第三方设备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
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
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。

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
八、结论
当第三方设备数据帧的校验方式为异或时，能够通过CPU自带的RS232口实现与第三方设备的通讯。

注意：
（1）使用到的A区辅助区域
（2）在任何时候，RXD和TXD不能同时执行，否则导致串口报错，不能执行无协议收发数据。

如串口报错可通过将A526.00置为1，重新启动端口。

（3）SWP仪表的通信中，
OD为结束符，只能以16进制形式发送。