西门子C与SR仪表通信

Siemens CP340模块与岛电SR93温控仪表之间的ASCII码通讯

发布时间：2004-08-31作者：翁根春点击：5708

1、引言

智能控制仪表是工业控制中最常用的控制器之一，其主要是针对某一特定的参数（如压力、温度、流量等），采用先进的控制算法（如PID、自适应PID、模糊逻辑等）来达到精确控制被控参数的目的，具有专业性强、智能化高、控制算法先进、使用方便等特点。但各个厂家的智能控制仪表存在着通讯协议不统一，通讯网络简单如仅提供RS485网络，RS232网络等缺点，因此要把智能控制仪表集成到工厂SCADA HMI（Supervisory Control And Data Acquisition Human Machine Interface）系统就比较难以实现。而可编程逻辑控制器（简称PLC）以其运行可靠、集成度高、可扩展性强而在工业控制中得到广泛的应用，而且各个PLC生产厂家提供了多种通讯模块，如工业以太网Ethernet模块，Profibus DP现场总线模块，AS-I模块，点到点串行通讯模块等。因此可以利用PLC的通讯模块读取智能控制仪表中的数据，然后通过PLC中的工业以太网模块、现场总线模块连接到企业SCADA HMI系统中达到完美的结合。

作者在设计某自动化生产线时，需要将日本岛电公司生产的SR93系列温控仪表的参数读取到Siemens公司的S7-300 PLC中，参与实际的连锁控制。SR93系列温控仪表提供RS485通讯接口，但SR93系列温控仪表的通讯协议为日本岛电公司自定义的ASCII码协议。为了能够将仪表的参数读入到Siemens PLC中，采用了Siemens 公司的点到点通讯模块CP340，通过集成在CP340通讯模块中ASCII码通讯协议通过RS485网络读取仪表中的数据。

2、通讯系统构成及仪表协议

在本自动化生产线中，要求将13台SR93仪表的温度实际数值、设定数值等通过CP340通讯模块读取到PLC中，其网络的结构如下所示：

图1

SR93温控仪表与PLC之间构成的网络为RS485网络，双方以9600bps的通讯速率进行通讯，以下为CP340模块和SR93温控仪表及通讯协议的简单介绍。

(1)、CP340模块

CP340通讯处理器是Siemens公司提供的点到点连接的串行通讯的低成本解决方案，它可以在Simatic S7-300和ET200M中使用，该通讯模块提供了三种不同形式的传输接口：

a、RS232C（）

b、20mA(TTY)

c、Rs422/Rs485

该模块可以实现ASCII码，3964（R）和打印机驱动三种通讯协议，通过集成在STEP 7中的参数化工具可进行简单的参数化，其设置主要包括通讯方式（波特率、数据位数、停止位数和奇偶校验）、接收帧结束方式、接口方式（485 Or 422）等，对于同Sr93温控仪表通讯，本设计中可以设置为：a、接收帧结束方式：接收到固定的36个字节的数据

b、通讯方式：9600，8，n，1

c、接口方式：RS485，其余的设置为默认方式。

(2)、SR93系列温控仪表通讯参数

SR93系列温控仪表是日本岛电公司生产的高性能单回路调节器，级控制精度，提供PID、自适应PID控制算法和RS485、RS232通讯接口，而且仪表为模块化设计，可以根据用户的选择安装相应的模块。为了能够与CP340模块通讯，需要设置仪表中的参数为：

序号仪表中参数符号设置数值说明

1 Addr 1－255 仪表通讯地址，范围为1－255

2 Data 8n1 通讯数据格式，8位数据位，无校验，1位停止位

3 Schr Att 通讯控制码起始码文本结束码结束码

@(40H) “:”(3AH) CR(0DH)

4 Bcc 3 校验码计算方式：异或 Xor

5 BPS 9600 通讯波特率：9600b/s

(3)、SR93系列温控仪表通讯协议

SR93系列温控仪表的通讯协议是日本岛电公司自定义的ASCII码通讯协议，其主要包括读数据命令、写数据命令、应答数据命令。

A、读写数据发送命令

SR93系列温控仪表的读写发送命令基本相似，其命令格式如下所示：

图2

发送命令中所有的位置都必须采用ASCII码方式，其通讯发送命令格式的解释如下：

a、通讯的起始符，占用一字节，“@”（40H）；

b、通讯仪表地址，占用两字节，由8位二进制转换而成，地址范围1－255，这8位二进制码被分成高4位和低4位，其中高4位被送入（2）中，低4位被送入（3），并转换成ASCII码，如仪表地址为10，则（2）中为30H，（3）中为41H；

c、通讯仪表地址的子地址，占用一字节，固定为“1”（31H）；

d、通讯命令类型，占用一字节，“R”（52H）表明在上位机发送或仪表应答中的读命令，“W”（57H）表明在上位机发送或仪表应答中的写命令；

e、通讯命令读取数据的起始地址，占用四字节，由16位二进制代码转换而成，这16位被分成四组，并转换成相应的ASCII码，如读取的起始地址为0100，则（6）为30H，（7）为31H，（8）为30H，（9）为30H；

f、通讯中连续读取数据的数量，占用一字节，表明上位机要连续读取多少个参数，取值范围为“0”（30H）～“9”（39H），最多一次读取10个数据；

g、通讯数据，字节数量取决于写数据的数量，数据总以“，”（2CH），数据项与数据项之间不需要任何分隔符，数据的长度主要取决于第（10）的数值，每一个数据项由16为二进制代码组成（1个字），每4为被分成一个数据单元，同时每个数据单元又被转换成ASCII 数据，当(5)为“R”读命令时，该项没有；

h、数据发送结束符，占用一字节，“：”（3AH），所有数据和命令在此位之前都已发送完成；

i、 BCC块校验，占用两字节，这里采用Xor方式，BCC校验数据被分成高4位和低4位，并被转换成ASCII码，当校验码错误，仪表将没有响应，设有如下的发送数据，其BCC计算方式如下：

例：STX 0 2 1 R 0 1 0 0 0 EXT 6 A CR

(30H)?(32H)?(31H)?(52H)?(30H)?(31H)?(30H)?(30H)?(30H) =6AH

BCC校验结果⒀："6"=36H ⒁："A"=41H

j、回车符，一字节，CR（0DH）

B、仪表应答格式