西门子6AV6642-0BC01-1AX1

上海朕锌电气设备有限公司

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自由口通讯概述

S7-200PLC的通讯口支持RS485接口标准。采用正负两根信号线作为传输线路。

工作模式采用串行半双工形式，在任意时刻只允许由一方发送数据，另一方接收数据。

数据传输采用异步方式，传输的单位是字符，收发双方以预先约定的传输速率，在时钟的作用下，传送这个字符中的每一位。

传输速率可以设置为1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600、115200。

字符帧格式为一个起始位、7或8个数据位、一个奇/偶校验位或者无校验位、一个停止位。

字符传输从最低位开始，空闲线高电平、起始位低电平、停止位高电平。字符传输时间取决于波特率。

数据发送可以是连续的也可以是断续的。所谓连续的数据发送，是指在一个字符格式的停止位之后，立即发送下一个字符的起始位，之间没有空闲线时间。而断续的数据发送，是指当一个字符帧发送后，总线维持空闲的状态，新字符起始位可以在任意时刻开始发送，即上一个字符的停止位和下一个字符的起始位之间有空闲线状态。

示例：用PLC连续的发送两个字符（16#55和16#EE）(程序如图3和图4),通过示波器测量CPU通讯端口管脚3/8之间的电压，波形如下图1.：

图1.两个字符（16#55和16#EE）的波形图

示例说明：

16进制的16#55换算成2进制等于2#01010101，16进制的16#EE换算成2进制等于2#11101110。如图所示，当数据线上没有字符发送时总线处于空闲状态（高电平），当PLC发送第一个字符16#55时，先发送该字符帧的起始位（低电平），再发送它的8个数据位，依次从数据位的最低位开始发送（分别为1、0、1、0、1、0、1、0），接着发送校验位（高电平或低电平或无）和停止位（高电平）。因为本例中PLC连续的发送两个字符，所以第一个字符帧的停止位结束后便立即发送下一个字符帧的起始位，之间数据线没有空闲状态。假如PLC断续的发送这两个字符，那么当PLC发送完第一个字符帧的停止位后，数据线将维持一段时间空闲状态，再发送下一个字符帧。

字符传输的时间取决于波特率，如果设置波特率为9.6k，那么传输一个字符帧中的一位用时等于1/9600*1000000=104us，如果这个字符帧有11位，那么这个字符帧的传输时间等于11/9600*1000=1.145ms.

通讯口初始化

SMB30（对于端口0）和SMB130(对于端口1)被用于选择波特率和校验类型。SMB30和SMB130可读可写。见下图2.

图2.特殊存储器字节SMB30/SMB130

示例：定义端口0为自由口模式，9600波特率，8位数据位，偶校验，程序如下图3.：

图3.通讯口初始化程序

发送数据

发送指令XMT能够发送一个字节或多个字节的缓冲区，最多为255个。使用边沿触发。

发送缓冲区格式：第一个字节为字符个数，其后为发送的信息字符。

示例：如果PLC连续发送2个字符16#55和16#EE,程序如下图4.：

图4.发送指令程序

示例说明：PLC通过数据块写入数据。XMT指令中TBL缓冲区首地址VB200写入发送字符的个数，VB201和VB202分别写入发送字符。通讯口波形图如图1.

判断发送完成的方法：

方法一：发送完成中断。通过连接中断服务程序到发送结束事件上，在发送完缓冲区中的最后一个字符时，则会产生一个中断。对通讯口0为中断事件9，对通讯口1为中断事件26。连接中断程序到中断事件示例如下图5.：

图5.建立发送完成中断的程序

方法二：发送空闲位。当port0发送空闲时，SM4.5=1。当port1发送空闲时，SM4.6=1.

示例：如果PLC断续的发送2个字符16#55和16#EE.

方法一：利用发送完成中断，在主程序中建立中断事件，执行XMT发送16#55,发送完成后，进入发送完成中断程序中，执行XMT发送16#EE。波形图如图6.

图6.字符波形图

方法二：利用发送空闲位。当执行XMT发送完16#55后，利用SM4.5/4.6的上升沿（确保发送的字符帧发送完成），往XMT的TBL缓冲区写入新字符16#EE，并再次触发发送。波形图如图7.

图7.字符波形图

两种方法均断续发送字符，即两个字符之间有空闲状态。注意：由于SM4.5/4.6的使用受程序扫描周期的影响，编程中推荐使用发送完成中断。

Break断点

Break状态：持续以当前波特率传输16位数据，且一直维持“0”状态。

产生方式：把字符数设置为0并执行XMT指令，可以产生一个Break状态。

Break用途：可以作为接收的起始条件。

示例：通过XMT指令发送一个Break断点。偶校验，8个数据位，9.6K。程序如下图8.：

图8.发送一个断点的程序

Break状态的波形图如下图9.

图9.一个断点波形图

如果通过接收方为上位机或者S7-200PLC，那么它们接收到的字符为16#00.

那么通过发送一个Break断点接收到的16#00与发送一个字符帧16#00有什么不同呢？Break状态是传输16位数据一直为0。而发送一个字符16#00（帧格式为1个起始位，8个数据位，偶校验和停止位）则传输11位该字符帧。如下图10.

图10.一个断点和字符0的波形图

接收数据

接收指令RCV能够接收一个字节或多个字节的缓冲区，最多为255个。使用边沿触发或第一个扫描周期触发。

接收缓冲区格式：第一个字节表示接收的字符个数，其后为接收的信息字符。

RCV使能会将TBL缓冲区中的字符个数清零。

示例：如果发送方给PLC发送2个字符16#55和16#EE,PLC的接收程序如下图11.：

图11.接收指令程序

示例说明：RCV指令TBL缓冲区的首地址VB200保存的是接收字符个数，其后是信息字符。

判断接收完成的方法：

方法一：接收完成中断。通过连接中断服务程序到接收信息完成事件上，在接收完缓冲区中的最后一个字符时，则会产生一个中断。对端口0为中断事件23，对端口1为中断事件24。连接中断程序到中断事件示例如下图12.：

图12.建立接收完成中断的程序

方法二：接收状态字节。SMB86(port0)，SMB186（port1）。

当接收状态字节为0，表示接收正在进行。

当接收状态字节不为0，表示接收指令未被激活或者已经被中止。见下图13.

图13.接收状态字节SMB86(port0)/SMB186(port1)

接收指令起始和结束条件

接收指令使用接收信息控制字节(SMB87或SMB187)中的位来定义信息起始和结束条件。必须为接收信息功能操作定义一个起始条件和一个结束条件（最大字符数）。如下图14.

图14.接收控制字节SMB87(port0)/SMB187(port1)

接收指令起始条件

接收指令支持几种起始条件：

1.空闲线检测

定义：在传输线上一段安静或空闲的时间。

当接收指令执行时，接收信息对空闲线时间进行检测。在空闲线时间到之前接收的字符，被忽略且按照SMW90/190给定的时间重新启动空闲线定时器。在空闲线时间到之后，接收的字符存入信息缓冲区。

空闲时间的典型值为在指定波特率下传输3个字符的时间。

示例：PLC接收的起始条件定义为空闲线检测（设置SMB87中的il=1,sc=0,bk=0，空闲线超时时间SMW90=10ms）;接收的结束条件定义为最大字符个数SMB94=10。程序如下图15.

图15.空闲线检测程序

示例说明：

（紫色部分：）当启动接收指令后，PLC对空闲线时间进行检测，如果在SMW90中设定的空闲线时间到之前，已经接收到了字符1，则字符1被忽略，并且按照SMW90中设定的时间重新启动空闲定时器。

（橙色部分：）同样的，如果在SMW90中设定的空闲线时间到之前，已经接收到了字符2，则字符2也被忽略且空闲线定时器重新启动。

（绿色部分：）如果在SMW90中设定的空闲线时间到之后，接收到字符3，则字符3作为第一个信息字符存入接收缓冲区。见下图16.

图16.用空闲时间检测来启动接收指令

2.起始字符检测

当接收到SMB88/188指定起始字符后，接收信息功能将起始字符作为信息的第一个字符存入接收缓冲区。

起始字符之前的字符被忽略，起始字符和其后的所有字符存入接收缓冲区。

示例：PLC接收的起始条件定义为起始字符检测（设置SMB87中的il=0,sc=1,bk=0，起始字符SMB88=16#55);接收的结束条件定义为最大字符个数SMB94=4。程序如下图17.

图17.起始字符检测程序

示例说明：PLC接收总线上传来的一串字符，16#01、16#02、16#03、16#55、16#AA、16#BB、16#CC，当PLC检测到起始字符16#55后，开始接收并将16#55作为第一个信息字符存入接收缓冲区，起始字符之前的3个字符被忽略。如下图18.

图18.用起始字符检测来启动接收指令

3.空闲线和起始字符

接收指令执行时，先检测空闲线条件，在空闲线条件满足后，检测起始字符。如果接收的字符不是起始字符，则重新检测空闲线条件。

在空闲线条件满足和接收到起始字符之前接收的字符被忽略。起始字符和字符串一起存入缓冲区。

适用于通讯连接线上有多个设备的情况。

示例：PLC接收的起始条件定义为空闲线和起始字符（设置SMB87中的il=1，sc=1，bk=0,空闲线检测时间SMW90=10ms，起始字符SMB88=16#55），结束条件为最大字符个数2.

示例说明：PLC接收总线上传来的数据，分几种情况:

CPU224 XP 高速I/O

S7-200 CPU支持6路高速数字量输入（CPU224/226）和两路高速数字量输出（用于PTO/PWM）。

新产品CPU224 XP高速输入中的两路支持更加高的速度。用作单相脉冲输入时，可以达到200KHz；用作双相90°正交脉冲输入时，速度可达100KHz。

CPU224 XP的两路高速数字量输出速率可以达到100KHz。

图1. CPU224 XP数字量接线

图中：

1. 高速输出点Q0.0和Q0.1与Q0.2 - Q0.4成组支持5 - 24VDC电压输出
2. 特高速输入点I0.3/I0.4/I0.5支持5 - 24VDC电压的源型或漏型输入；同组其他输入点电压可以仍然是24VDC，单要求两者的电源的公共端在1M处连接

 

CPU224 XP的高速数字量输入

除了其他高速输入端子外，CPU224 XP特有的高速输入端子为I0.3、I0.4、I0.5。

具体位置如图1所示。

这些特高速输入端可用作高速计数器输入端，如表1所示：

表1. CPU224 XP高速输入端子与计数器分配

模式	描述	输入点
	HSCO	I0.0	I0.1	I0.2
	HSC1	I0.6	I0.7	I1.0	I1.1
	HSC2	I1.2	I1.3	I1.4	I1.5
	HSC3	I0.1
	HSC4	I0.3	I0.4	I0.5
	HSC5	I0.4
0	带有内部方向控制的单相计数器	时钟
1		时钟		复位
2		时钟		复位	启动
3	带有外部方向控制的单相计数器	时钟	方向
4		时钟	方向	复位
5		时钟	方向	复位	启动
6	带有增减计数时钟的双相计数器	增时钟	减时钟
7		增时钟	减时钟	复位
8		增时钟	减时钟	复位	启动
9	A/B相正交计数器	时钟A	时钟B
10		时钟A	时钟B	复位
11		时钟A	时钟B	复位	启动

根据上表可以看出：

• 要达到单相200KHz高速脉冲输入，可以使用HSC4和HSC5，分别输入到I0.3、I0.4
• 要实现双相90°正交高速脉冲输入，可以使用HSC4；此时HSC5因为I0.4被HSC4占用而不能使用
• HSC4可以工作在模式0、1、3、4、6、7、9、10
• HSC5可以工作在模式0

 支持特高速输入的I0.3、I0.4、I0.5可以接受5 - 24VDC信号；它们既可以用于高速脉冲输入，也可以用于普通输入信号。它们与本组输入点（I0.0 - I0.7）一起，支持源型和漏型输入。

 

CPU224 XP高速脉冲输出

CPU224 XP的高速脉冲输出Q0.0和Q0.1支持高达100KHz的频率。

 Q0.0和Q0.1支持5 - 24VDC输出。但是它们必须和Q0.2 - Q0.4一起成组输出相同的电压。

 高速输出只能用在CPU224 XP DC/DC/DC型号

 

常问问题

 CPU 224 XP 的高速计数器模式 12，是否可以计数 30 KHz 以上的脉冲？

CPU 224 XP 支持最多 100 KHz 的高速脉冲输出。S7-200 系列 CPU 只有高速计数器 HSC0, HSC3 能够被设置为模式 12，使用的输入端子为I0.0, I0.1，而不是特高速输入端子：I0.3、I0.4、I0.5。非特高速脉冲信号输入端由于硬件电路的限制（如光电耦合等）只能支持最高 30 KHz 的高速脉冲输入。

用户使用高速计数器模式 12 时不需要任何外部连线，Q0.0(Q0.1) 与 I0.0(I0.1) 通过集成电路内部关联，越过了外部信号处理电路，因此 HSC0(HSC1) 可以计 100KHz 或者更高频率的脉冲。用户在使用向导配置 S7-200 内部 PTO/PWM 操作时，勾选“使用高速计数器HSCx（模式12）自动计数线性 PTO 生成的脉冲”即可。

 CPU224 XP的高速输入（I0.3/4/5）是5VDC信号，其他输入点是否可以接24VDC信号？

可以。只需将两种信号供电电源的公共端都连接到1M端子。这两种信号必须同时为漏型或源型输入信号。

 CPU224 XP的高速输出点Q0.0和Q0.1接5V电源，其他点如Q0.2/3/4是否可以接24V电压？

不可以。必须成组连接相同的电压等级。

DP从站


ET200 L
6ES7 131－1EH00－0XB0－电子模块DI 16 x AC 120V
6ES7 133－1EH00－0XB0－电子模块DI8/DO8 x AC120V
6ES7 133－1JH00－0XB0－电子模块DI8/RO8 x AC120V
6ES7 133－1BL01－0XB0－ET 200L 16DI/16DO DC 24V/0.5A


ET200 M
6ES7 153－1AA03－0XB0－IM 153－1，分布式，PROFIBUS-DP
6ES7 153－1AA83－0XB0－IM 153－1，分布式，PROFIBUS-DP


ET200 S
6ES7 151-1CA00-0AB0 - ET 200S接口模块IM151-1 基本型
6ES7 151-1AB02-0AB0 - ET 200S接口模块IM151-1 FO STANDARD
6ES7 151-1BA00-0AB0 - ET 200S接口模块IM151-1 High Feature
6ES7 151-1AA03-0AB0 - ET 200S接口模块IM151-1 标准型


ET200 X
6ES7 147-1AA01-0XB0 - ET200X：基础模块BM147/CPU
6ES7 147-1AA10-0XB0 - ET 200X：基础模块BM147-1 CPU
6ES7 141-1BF01-0XB0 - ET200X：基础模块BM141，8DI
6ES7 141-1BF01-0AB0 - ET 200X：BM141 - ECOFAST RS485 8DI
DP主站


C7
6ES7 626-2DG04-0AE3 - SIMATIC C7-626/P DP，成套设备
6ES7 633-2BF02-0AE3 - SIMATIC C7-633 DP，成套设备
6ES7 634-2BF02-0AE3 - SIMATIC C7-634 DP，成套设备e
6ES7 635-2EC01-0AE3 - SIMATIC C7-635 Keys，成套设备
6ES7 635-2EB01-0AE3 - SIMATIC C7-635 Touch
6ES7 636-2EC00-0AE3 - SIMATIC C7-636 Keys，成套设备


S7-300
6ES7 313-6CE01-0AB0 - CPU313C-2 DP，32KB，16DI/16DO；DP-SS M/S
6ES7 314-6CF01-0AB0 - CPU314C-2 DP，48KB，24DI/16DO/4AI/2AO，DP-SS M/S
6ES7 315-2AF03-0AB0 - CPU 315-2 DP, 64 kB，0.3 ms/kAW
6ES7 315-2AG10-0AB0 - CPU 315-2DP, 128 kB，0.1 ms/kAW
6ES7 315-6FF01-0AB0 - CPU 315F
6ES7 316-2AG00-0AB0 - CPU 316-2DP，128kB, 0.3 ms/kAW
6ES7 317-2EJ10-0AB0 - CPU 317-2 PN/DP，512 kB，0.05 ms/kAW
6ES7 317-6FF00-0AB0 - CPU 317F-2DP，512 kB，0.1 ms/kAW
6ES7 318-2AJ00-0AB0 - CPU 318-2，512 kB，0.1ms/kAW


S7-400
6ES7 412-1XF03-0AB0 - CPU 412-1，96 kB，0.2ms/kAW
6ES7 412-2XG00-0AB0 - CPU 412-2，144 kB，0.2ms/kAW
6ES7 414-2XG03-0AB0 - CPU 414-2，256 kB，0.1ms/kAW
6ES7 414-3XJ00-0AB0 - CPU 414-3，768 kB，0.1ms/kAW
6ES7 416-2XK02-0AB0 - CPU 416-2，1.6 MB，0.08ms/kAW
6ES7 416-3XL00-0AB0 - CPU 416-3，3.2 MB，0.08ms/kAW
6ES7 416-2FK02-0AB0 - CPU 416F-2，1.6 MB，0.08ms/kAW
6ES7 417-4XL00-0AB0 - CPU 417-4，4 MB