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本文涉及西门子plc的串行通信实例,有具体的plc(STL)程序,简单易学,适合初学者。
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1引言
模拟屏能简单、明了地反映现场的实时数据和状态信息,应用十分广泛。为了使现场
信息及时、准确、动态地显示在模拟屏上,要求数据采集设备和模拟屏之间进行通信。
现场信息量比较大,如果每个信号都独立连接到模拟屏,信号线数量多、耗线多,不
经济,走线不便,故障率高,采用串行通信可克服以上缺点。
现在通信方式多种多样、速度越来越快,但串行通信在控制范畴一直占据着极其重要
的地位。它不仅没有因时代的进步而淘汰,反而在规格上越来越完善、应用越来越广,长
久不衰。与并行通信相比,它传输速度慢(并行一次传 8 位,串行传 1 位),但并行通信
数据电压传输过程中,容易因线路因素使标准电位发生变化(常见的电压衰减、信号间互
相串音干扰)。传输距离越远,问题越严重、数据错误越容易发生。相比之下,串行通信
处理的数据电压只有一个标准电位,数据不易漏失。
常用的串行通信有两种,一种为 rs232,另一种为 rs422/485。工业环境常会有噪声干
扰传输线路,在用 rs232 进行数据传输时,经常会受到外界电气干扰而使信号发生错误。
rs232 串行通信的信号标准电位是参考接地端而来的,干扰信号在原始信号和地线上均会
产生影响,原始信号加上干扰信号后,依然传送到接收端,而地线部分的信号则不能传送
到接收端。因此,信号便发生了扭曲。rs422/485 传输的是差分信号,在发送端分成正负
两部分,到达接收端通过相减,还原成原来信号,两条信号线受到的干扰的程度相同,这
就防止了噪声干扰。本文以 plc 和模拟屏通信为例介绍通过 rs485 实现点对点串行通信。
2模拟屏的通信规约及设备
(1) 通信规约
rs232c/485 串行口:速率 9600bps,1 位起始位,8 位数据位,1 位停止位,无奇偶校验
位;传输报文内容以字节为单位,在信道中的传送顺序是:低字节先送,高字节后送;字节内
低位先送,高位后送;数据格式为 16 进制数;异步通信。
(2) 设备
开关量处理器;开关量指示灯;模拟量处理器;模拟量显示器;时钟;通信处理器;中央控制器。
3信息传输途径设备和功能
(1) 途径:数据采集通过 plc 完成,plc 向模拟屏传输数据,控制模拟屏状态。rs485 连接
图如图 1 所示:
图 1rs485 连接电缆图
(2) 主要相关设备:中央处理器 cpu314;点到点通信模块 cp341-rs422/485。
(3) 功能:—向模拟屏发送模拟量数据;—向模拟屏发送开关量信息;—控制屏状态,包括:
全屏亮暗、全屏信号分合、 变位帧闪光;—设定和改变时钟时间。
4通信实现的方法
4.1初始化
就串行通信而言,交换数据的双方利用传输在线的电压改变来达到数据交换的目的。
如何从不断改变的电压状态中解析出其中的信息,双方必须有一套共同的译码方式,遵守
一定的通信规则。这就是通信端口初始化。
通信端口初始化有以下几个项目必须设置或确认:
(1) 通信模式
串行通信分同步和异步两种模式。同步传输在通信的两端使用同步信号作为通信的依
据,异步传输则使用起始位和停止位作为通信的判断。模拟屏通信模式:异步传输;西门子
plc 通信模式:异步传输;二者通信模式相同。
(2) 数据的传输速率
异步通信双方并没有一个可参考的同步时钟作为基准。这样双方传送的高低电位代表
几个位就不得而知了。要使双方的数据读取正常,就要考虑到传输速率。收发双方通过传
输在线的电压改变来交换数据,但发送端发送的电压改变的速率必须和接收端的接受速率
保持一致。模拟屏的通信速率:9600bps;西门子 plc 通信速
率:600bps,1200bps,2400bps,4800bps,9600bps,19200bps,38400bps,57600b
ps,76800bps。初始化,将 plc 波特率设为:9600bps
(3) 起始位及停止位
当发送端准备发送数据时,会在所送出的字符前后分别加上高电位的起始位及低电位
的停止位。接收端会因起始位的触发而开始接收数据,并因停止位的通知而确定数据的字
符信号已经结束。起始位固定为 1 位,而停止位则有 1,1.5,2 等多种选择。模拟屏的停
止位:1 位;西门子 plc 的停止位:1 位或 2 位。初始化,将 plc 数据停止位设为:1 位。
(4) 数据的发送单位
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