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2 0 1 4年第 1期 工业仪表与自动化装置 7 5 S 73 0 0 ／ 72 0 0 P LC 之 间 自 由 口 无 线通 信 的设 计 与 实现 童克波 兰州石化职业技术学院 电子电气工程 系， 兰州 7 3 0 0 6 0 摘要 自由口通信是 s 7 2 0 0 P L C的突出特点， 在有些无法实现有线通信的地方， s 7 3 0 0 P L C、 S 72 0 0 P L C之间就可以采用无线数传 电台方式 实现无线通信。该 文详细说明 了西门子 S 7 3 0 0 P L C 、 S 7 2 0 0 P L C在 自由口模式下的无线通信设计。主要 包括 系统的硬件构成 ， 自由口通 信端口程序设计， 数传电台选型及通信参数设置。该系统运行稳定可靠， 通信方案经济、 灵活， 程序 可移植性强， 对于类似项 目具有一定的借鉴意义。 关键词 S 73 0 0 P L C； S 7 2 0 0 P L C； 自由口设置； 无线数传电台； 无线通信 中图分类号 T P 2 7 3 ． 0 1 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 0 0 6 8 2 2 0 1 4 0 1 0 0 7 5 0 3 De s i g n a nd i mp l e me n t a t i o n o f t he f r e e po r t wi r e l e s s c o mmun i c a t i o n be t we e n S 72 0 0 PLC a n d S 73 0 0 PLC T0NG Ke bo E l e c t r o n i c a n d E l e c t r i c E n g i n e e ri n g D e p a r t m e n t ， L a n z h o u P e t r o c h e mi c a l C o l l e g e ofT e c h n o l o g y ，L a n z h o u 7 3 0 0 6 0 ， C h i n a Ab s t r a c t F r e e p o r t c o mmu n i c a t i o n i s t h e o u t s t a n d i n g c h a r a c t e r i s t i c o f S 7 2 0 0 P L C，s o me c a n n o t r e a l i z e t h e wi r e d c o mmu n i c a t i o n p l a c e ．S 73 0 0 P L C a n d S 72 0 0 P L C c a n u s e t h e wi r e l e s s d a t a t r a n s mi t t e r r e c e i v e r wi r e l e s s c o mmu ni c a t i o n． Th i s p a p e r d e t a i l s t h e d e s i g n o f wi r e l e s s c o mmun i c a t i o n b e - t we e n S i e me ns S 73 0 0 P LC a n d S 72 0 0 P LC i n t h e f r e e p o r t mo d e ． Ma i n l y c o n s i s t s o f t he ha r d wa r e o f t he s y s t e m ，t h e f r e e po r t c o mmu n i c a t i o n p o r t pr o g r a mmi n g，s e t t he d a t a t r a n s mi s s i o n r a d i o s e l e c t i o n a n d c o mmun i c a t i o n pa r a me t e r s ． Th e s y s t e m i s s t a b l e a nd r e l i a b l e， e c o n o mi c， fle x i b l e c o mmu n i c a t i o n s c h e m e ， p r o g r a m p o r t a b i l i t y ， h a s a c e rt a i n r e f e r e n c e f o r s i m i l a r p r o j e c t ． Ke y wo r d sS 7 3 0 0 P LC； S 7 2 00 PLC； f r e e p o r t s e t t i ng s； wi r e l e s s d a t a t r a n s mi s s i o n； wi r e l e s s c o mmu n i c a t i o n 0 引言 s 7 2 0 0 P L C作为小型 P L C， 以其 功能强、 性价 比高在工 控领 域 中被 广泛 应用 I 2 J 。在 S 72 0 0 P L C与 s 7 3 0 0 P L C或 Wi n C C通信时， 通 常需要安 装 E M2 7 7或 C P 2 4 31模 块 ， 成本升高 ， 使 得 s 7 2 0 0 P L C性价 比优势大打折扣。自由口通信是 s 7 2 0 0 P L C的突出特 点之一 ， 经济灵 活 ， 可行性 、 可靠 性都得到了实践验证。 收稿 日期 2 0 1 30 42 4 作者简介 童克波 1 9 6 6 ， 男 ， 湖北 仙桃人 ， 硕士 ， 副教授 ， 研究 方 向为电气 自动化及监 控。 1 S 7 3 0 0 P L C、 S 72 0 0 P L C之 间自由口 无线通信 网络构 成 在有些实际应用场合， 当 s 73 0 0 P L C 、 s 7 2 0 0 P L C之间无法实现有线通信时， 就需要采用无 线数传 电台方式实现无线通信 。 自由口无线通信网络结构如图 1 所示。 图 1 系统通信网络结构图 s 7 2 0 0 P L C上的通信口是基于 R S 4 8 5通信 7 6 工业仪表与 自动化装置 2 o 1 4年第 1 期 的 ， 当 s 73 0 0 P L C 、 s 72 0 0 P L C之间无法实现有 所示 。 线通信时， 通过一个 R S 4 8 5 ／ 2 3 2转换器将 S 72 0 0 P L C连接到电台， 再在 s 7 3 0 0 P L C上挂一 串口通 信模块 C P 3 4 0 ， 也连接到数传电台， 然后通过编程便 可实现 s 7 3 0 0 P L C 、 s 7 2 0 0 P L C之间的通信。监 控的上位机以 M P I 总线方式与 s 7 3 0 0 P L C通信， 可间接监控 S 7 2 0 0 P L C 。 2 通信功能的实现 通信程序要实现 s 7 3 0 0 P L C向一个 s 7 2 0 0 P L C站发送 7 个字节的数据， 然后接收并存储该 s 7 2 0 0 P L C返回的 6 个字节数据。s 7 3 0 0 P L C发 送的7 个字节中， 第 1 个字节是地址信息， 第 2 、 3 、 4 字节是需要传送的控制数据信息， 第 5 、 6字节是第 1 、 2 字节和第 3 、 4字节的异或值， 作为校验判断信 息， 第7为字节数据信息无意义， 仅仅是为了触发一 次 s 72 0 0 P L C的字符 接 收 中断程序。s 72 0 0 P L C向 S 73 0 0 P L C发送 的 6个字节 中， 第 1个字 节是 s 7 2 0 0 P L C的站地址信息， 第 2 、 3 、 4 字节是 s 7 2 0 0 P L C采集的外部信号状态数据信息， 第5 、 6 字节为校验信息。 2 ． 1 S 7 2 0 0 P L C端 通信 程序 s 7 2 0 0 P L C程序分 为主程 序、 子程序和 中断 子程序， 主程序完成控制和子程序调用功能， 子程序 完成通信口 初始化功能， 中断子程序完成数据的接 收和发送功能。发送数据采用发送指令 X MT， 接收 数据采用逐字节接收方法， 通信口接收每个字节都 会暂存到特殊存储器 S M B 2中， 并且产生中断， 利用 中断程序控制数据的接收。由于 s 7 2 0 0 P L C的通 信是建立在 R S 4 8 5 半双工通信硬件的基础上， 接收 和发送不能同时进行 。通信中断程序要做到接收指 令不结束 ， 就不能执行发送指令 。 反映 s 7 2 0 0 P L C工作方式的模式开关当前位 置的特殊存储器位为 S M 0 ． 7 ， 它控制 自由端口模式的 进入。当模式 开关处于 T E R M位置时， S M 0 ． 7为 0 ； 当模式开关处于 R U N位置时， S M 0 ． 7为 l 。S M B 3 0 是自由口 模式控制字节， 用来设定校验方式、 通信协 议、 波特率等通信参数， 中断事件号 8 为端 口0接收 字符中断， 中断事件号9 为端口0 发送完成中断。 当 S M0 ． 7为 1时， 调用 子 程序 S B R一 0设 置 S M B 3 0 ， 允许进行自由口通信。S M 0 ． 7为 0时， 调用 子程序 S B R l 重新设置 S M B 3 0 ， 停止自由口通信， 恢复 P P I 通信， 便于用 M i c r o ／ WI N软件对 C P U运行 状态进行监控。s 7 2 0 0 P L C通信程序流程如图2 设置通信端 口、端口参数 、 接收第 1个字节、地址信息 执行 F一 次接收 l 窜 N 继续接收数据 l 接收完后进行数据校验 N I甸s 7 ． 3 0 0 P L C发送数据 1L 图2 s 7 2 0 0 P L C通信程序流程图 2 ． 2设计 1号站 S 7 2 0 0 P L C通信程序 1 与通信有关的主程序 M A I N 。 LD S M0． 1 M O V B 1 ， V B 1 ／ ／ 设置站地址 L D S M0． 7 EU 0 S MO．1 CAL L SBR 一0 ／ ／ 首次运行或模式开关 从 T E R M拨到 O N时定义通信口为 自由口 LD SM0． 7 ED CALL SBR 一1 ／ ／ 模 式开 关 从 O N 拨 到 T E R M时定义通信 口为 P P I 从站 2 子程序 S B R _ 0和 S B R _ 1 程序 LD S M0． 0 MOVB 1 6 群 0 9． S MB3 0 ENI A T C H I N T _ l 1 ， 8 ／ ／ 定义通信 口 0为 自由 口 模式， 波特率为 9 ． 6 k b it ／ s ， 8 位数据位， 连接接收 字符中断为中断程序 I N T _ l 1 LD SMO． 0 MOVB 1 6 C0． S MB3 0 DTCH 8 D T C H 9 ／ ／ 恢复普通 P P I 通信设置 3 中断程序 I N T _ l I N T _ 2 ， I N T _ 3略 LD S M0． 0 AB SMB2． VB1 2 0 1 4年第 1 期 工业仪表与 自动化装置 7 7 MOVW 5． VW2 0 0 MOVD VB6 4 0， VD6 8 8 ATCH I NT _2， 8 ／ ／ 若站地址正确 ， 连接 接收字符中断到中断程序 I N T 一 2 ， 并使 V W2 0 0 5 来计数， 在 I N T _ 2中连续接收 5 个字节； 若站地址错 误 ， 则继续 由 I N T_ l接 收字节数据 ， 要 在 s 73 0 0 P L C程序中将其余 6 个字节的高位进行设置， 避免 出现为内容 1 或 2地址信息的字节， 即使传输过程 中因外界干扰， 其余 6个字节出现为 1 或 2的假地 址情况 ， 程序也会在接下来 12个接收过程 中， 因 I NT _3中断程序 中的校验指令作用 ， 得到错误校验 值， 而恢复的正常接收状态。 2 ． 3 s 7 3 0 0 P L C端通信程序 在 自由口模式下 ， 无论 s 72 0 0 P L C还是 s 7 3 0 0 P L C ， 通信协议完全由程序控制 - 6 ] 。C P 4 3 0通 过调用接收功能块 F B 2 P R C V来接收数据， 调用发 送功能块 F B 3 P _ S E N D来发送数据 。F B 3 P _ S E N D的 参数 R E Q上升沿初始化发送请求， 参数 D B N O指定 发送数据块编号 ， 参数 D B B N O是发送数据在参数 DB N O指定数据块 中的起始字节， L E N指定传输数 据的字节长度 。F B 2 P _ R C V参数 E N R允许读数据 ， 参数 D B _ N O指定接收数据块编号， 参数 D B B N O是 接收数据在参数 D B N O指定数据块中的起始字节 。 s 73 0 0 P L C通信程序流程如图 3所示 。 图 3 s 73 0 0 P L C通信程序流程图 s 7 3 0 0 P L C采用轮询方式与从站 的 s 7 2 0 0 P L C 通信， 即第 1 S 内向 l 号站发送数据， 然后接收 1号站返回的数据 s 7 2 0 0 P L C在接收到 s 7 3 0 0 P L C发送数据后会立刻向s 7 3 0 0 P L C发送数据 ； 第 2 S内向2号站发送数据 ， 然后接收 2号站返回的 数据， 不停地循环通信。 3 电台选型和故障判断 实际中， 数传电台采用 F C _ 2 0 1 ／ B型， 通过电台 软件 P F C 5对 电 台进行参 数设置 ， 在 s 72 0 0 P L C 两个站处将电台参数设置为发射频率 4 5 3 ． 0 0 M H z ， 接收频率 4 6 5 ． O 0 MH z ， 空中速率 1 2 0 0 b i t ／ s ， 工作模 式为透 明模式 ， 串口波特率为 9 6 0 0 b i t ／ s ， 串口校验 和设为无 ； 在 s 73 0 0 P L C站处将 电台参数 中的发 射频率设为 4 6 5 ． 0 0 M H z ， 接收频率设为 4 5 3 ． 0 0 MHz ， 与 S 7 2 0 0 P L C站处电台收发频率对应 ， 其余 参数一致。 F C _2 0 1 ／ B数传电台有一个发送和接收指示灯， 发送数据时为红灯， 接收数据时为绿灯， 根据此灯可 以方便的判断通信是否正常。正常情况下， s 7 3 0 0 P L C轮询方式与2 个 s 7 2 0 0 P L C通信， 即第 1 S 内 向 1号站发送数据 ， 然后接收 1号站返回的数据 ； 第 2 s 内向2 号站发送数据， 然后接收2号站返回数据， 不 停地循环通信。s 7 3 0 0 P L C站处电台通信指示灯 红灯闪一下 ， 接着绿灯闪一下 ， 处在不停 的红 一绿 一 红 一绿循环状态。而 s 7 2 0 0 P L C站在接收 S 7 3 0 0 P L C 发送的数据时， 要经过地址数据字节判断， 确认 地址为本站 ， 并且对接收数据进行校验， 确定接收数 据无误才回传 s 7 3 0 0 P L C数据 ， 但是只要 s 7 3 0 0 P L C发送数据， s 7 2 0 0 P L C就接收数据， 即使是发送 给另一个 s 72 0 0 P L C站 的数据。所以在无外界干 扰 、 数据发 送没有校验错误 的情况下 ， S 7 2 0 0 P L C 站的电台通信是绿灯闪2 下， 红灯闪一下， 处在不停 的绿 一 绿 一 红循环状态， 即接收 2次数据 ， 发送 1次 数据。如果通信出现故障， 根据通信灯的闪烁状态， 便可很容易查出通信故障所在。 4 结束语 上位机 Wi n C C通过访 问 s 73 0 0 P L C的数据 D B 2和 D B 2 2 ， 就可 以实现对 2个 S 72 0 0 P L C站 的 监控。该系统运行稳定可靠， 通信方案经济、 灵活， 程 序可移植性强， 对于类似项目 具有一定的借鉴意义。 参考文献 [ 1 ] 郑新平．P L C自由口模式下的工业无线监控系统设计 [ J ] ． 自动化仪表 ， 2 0 1 2， 3 3 7 6 8 ． [ 2 ] 余中正． 基于 自由口模式的 s 72 0 0 P L C与上位机的 通信[ J ] ． 微型机与应用， 2 0 1 1 ， 3 0 1 3 4 3 ． [ 3 ] 陈建群， 郑丽贞． P c与多台 s 72 0 0 P L C的自由口通 信控制[ J ] ． 工业控制计算机， 2 0 1 1 ， 2 4 7 7 2 ． [ 4 ] 刘峰． 基于 自由口协议的 L a b V I E W 与 P L C通讯设计 [ j ] ． 自动化与控制， 2 0 1 2 ， 2 1 0 5 6 0 ． [ 5 ] 朱文杰． s 72 0 0 P L C编程设计与案例分析 [ M] ． 北 京 机械工业出版社 ， 2 0 1 0 ． [ 6 ] 宋伯生． P L C网络系统配置指南 [ M] ． 北京 机械工业 出版社 ， 2 0 1 1 ．
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