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組態(tài)說明：
TSAPs (傳輸服務(wù)訪問點(diǎn)) 是建立ISO transport 連接和 ISO-on-TCP 連接所必須的訪問點(diǎn)。如果兩個(gè)通信對象(例如S7-300為設(shè)備AS7-400為設(shè)備B)通過ISO-on-TCP連接交換數(shù)據(jù)，設(shè)備A和設(shè)備B的TSAPs組態(tài)必須匹配。本地和遠(yuǎn)程TSAP的值必須成對匹配。

如下圖所示：

圖01：組態(tài)總覽

本地TSAP“ISO-A”組態(tài)為設(shè)備A，本地TSAP“ISO-B”組態(tài)為設(shè)備B。因此，設(shè)備B的本地TSAP“ISO-B”被組態(tài)為設(shè)備A的遠(yuǎn)程TSAP(見圖01)，設(shè)備A的本地TSAP“ISO-A”被組態(tài)為設(shè)備B的遠(yuǎn)程TSAP。

圖02：S7-300的 ISO-on-TCP 連接的屬性對話框

TSAP組態(tài)的特征：

• 使用兩個(gè)字節(jié)長的TSAP

兩個(gè)字節(jié)長的TSAP的一種典型特征。TSAP 0x0102就是一個(gè)例子。從這往上，TSAP現(xiàn)在以十六進(jìn)制格式被查看。兩個(gè)字節(jié)長的TSAP在S7系統(tǒng)里被保留為其它通信類型使用。下表提供了各個(gè)通信類型的總覽：

對于通過ISO transport 連接和 ISO-on-TCP連接的S5兼容通信，不能使用兩個(gè)字節(jié)長度的TSAPs 。
如果兩個(gè)字節(jié)長度的TSAP用于通過ISO transport 連接和 ISO-on-TCP連接的S5兼容通信，那么為工業(yè)以太網(wǎng)CP的軟硬件建立的連接不能被正確組態(tài)。因?yàn)門SAP不能同時(shí)適合S5兼容通信和上面提到的通信類型(見表)。

圖03：組態(tài)兩字節(jié)的TSAPs 0x0102

當(dāng)組態(tài)本地的兩字節(jié)的TSAPs 時(shí)，STEP 7會(huì)自動(dòng)提示如下信息。

圖04：STEP 7提示的信息

• 使用TSAPs 0xE0... 和 0xE1...:

所有以0xE0 或 0xE1 開頭的TSAP均被S7系統(tǒng)保留。這些TSAP可以長于兩個(gè)字節(jié)。
 

集成工業(yè)以太網(wǎng)接口的CPU支持通過工業(yè)以太網(wǎng)使用ISO-on-TCP 協(xié)議的開放通信。本地TSAP的*個(gè)字節(jié)經(jīng)常為0xE0。

例子：

圖05：組態(tài)總覽

數(shù)據(jù)在有工業(yè)以太網(wǎng)CP的S7-300 (設(shè)備A)和帶集成工業(yè)以太網(wǎng)接口的S7-400 (設(shè)備B)間交換。設(shè)備B中，本地TSAP“E0.49.53.4F.2D.42”組態(tài)為通過工業(yè)以太網(wǎng)的開放通信。設(shè)備A中，設(shè)備B的本地TSAP組態(tài)為遠(yuǎn)程TSAP。

圖06：S7-300 的ISO-on-TCP 連接的屬性對話框

Note:

提示：
對于S7-300 和 S7-400，組態(tài)為通過ISO transport 連接和 ISO-on-TCP連接的S5兼容通信的本地TSAP的首字節(jié)不能為0xE0 或 0x01(見圖)。

    西門子SIMATIC S7系列串行通信模塊，包括CP340、CP341、CP440-1、CP441-1/2、CPU313C/314C-2PtP以及ET200S的1SI 3964/ASCII等，都支持ASCII驅(qū)動(dòng)協(xié)議的通信，可以廣泛地用于與第三方支持ASCII協(xié)議的儀表、設(shè)備、系統(tǒng)等進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)連接通信，具有應(yīng)用簡單、靈活，使用方便等優(yōu)點(diǎn)。

       本文通過一個(gè)具體的示例，給出了在多個(gè)西門子串口通信模塊（CP340/CP341）之間通過ASCII驅(qū)動(dòng)協(xié)議進(jìn)行輪詢通信的應(yīng)用。其具體的實(shí)現(xiàn)方法和輪詢原理具有普遍的指導(dǎo)意義，可以作為串行通信模塊與支持ASCII協(xié)議的儀表、設(shè)備、系統(tǒng)等進(jìn)行串行通信的參考。

1 網(wǎng)絡(luò)搭建和硬件組態(tài)

1.1 網(wǎng)絡(luò)搭建

1.1.1 系統(tǒng)組成

        如下圖1所示，系統(tǒng)包括3個(gè)SIMATIC S7-300站，其中一個(gè)作為串行通信的主站，通過ASCII驅(qū)動(dòng)協(xié)議輪詢采集另外兩個(gè)從站的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)主站和1#從站各配置了一個(gè)串行通信模塊CP341(6ES7341-1CH01-0AE0)(RS422/485接口)，2#從站配置了一個(gè)串行通信模塊CP340(6ES7340-1AH02-0AE0)(RS232C接口)，為了將它們連接到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，在本例中選擇了的PC/PPI電纜(6ES7901-3CB30-0XA0)將2#從站的RS232C接口轉(zhuǎn)換為RS485接口連接到網(wǎng)絡(luò)中。

圖1 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖

系統(tǒng)涉及的主要硬件設(shè)備及版本信息如表1

表1 系統(tǒng)主要硬件設(shè)備及版本信息

1.1.2 軟件環(huán)境

Ø  操作系統(tǒng)：Windows XP Professional SP2；

Ø  編程軟件：STEP7 V5.4 SP4；

Ø  PTP協(xié)議軟件包：SIMATIC S7-CP PtP Param V5.1+SP11

下載鏈接：/cs/document/27013524?caller=view&lc=zh-CN。

1.1.3 電纜和硬件連接

        根據(jù)具體情況可以自己制作通信電纜，也可以選擇提供的定制電纜。在通信距離可以滿足要求的情況下，建議選擇提供的串行通信電纜，電纜訂貨號如表2。

表2 連接電纜訂貨號

詳細(xì)的硬件連接如圖2所示。

圖2 實(shí)際硬件連接圖
 

1.2 參數(shù)分配

1.2.1 組態(tài)主站

Ø  CP341模塊起始地址256，ASCII協(xié)議模式；

Ø  消息幀結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：字符延遲時(shí)間4ms；

Ø  波特率：9600bps，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，無校驗(yàn)；

Ø  接口類型：RS485半雙工；

Ø  其他采用默認(rèn)值。

圖3 主站CP341模塊協(xié)議參數(shù)分配圖

圖4 主站CP341模塊接口參數(shù)分配圖
 

1.2.2 組態(tài)從站

        對于從站CP341/CP340模塊的參數(shù)分配與主站保持*，特別注意波特率、數(shù)據(jù)位、停止位和奇偶校驗(yàn)位設(shè)置要與主站相同。

       說明：詳細(xì)的接口參數(shù)設(shè)置請參考CP341/CP340手冊及相關(guān)文檔。

       下載鏈接：http://www.ad.siemens.com.cn/download/

圖5 2#從站CP340模塊協(xié)議參數(shù)分配圖
 

2 輪詢原理

2.1原理說明

        與MODBUS協(xié)議輪詢不同，由于每個(gè)從站自身不具有*的設(shè)備標(biāo)識(shí)信息（從站地址），無法直接區(qū)分和識(shí)別網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)幀是哪個(gè)站的、需要哪個(gè)站做出響應(yīng)，所以要通過ASCII協(xié)議驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)多站點(diǎn)輪詢，需要人為地對每個(gè)站做出標(biāo)識(shí)，并在主站發(fā)送輪詢指令時(shí)給出相應(yīng)的指令標(biāo)識(shí)，以便從站能夠識(shí)別是否是發(fā)送給自己的數(shù)據(jù)以及是否做出響應(yīng)。

在ASCII協(xié)議驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)多站點(diǎn)輪詢的過程中，應(yīng)主要考慮以下幾個(gè)方面：

Ø  基本模式：主站主動(dòng)請求，從站根據(jù)請求作出響應(yīng)；

Ø  數(shù)據(jù)幀：在發(fā)送或響應(yīng)數(shù)據(jù)幀中要包含有站點(diǎn)標(biāo)識(shí)的信息；

Ø  實(shí)現(xiàn)方法：定時(shí)輪詢，完成后直接啟動(dòng)下一個(gè)作業(yè)，完成后延時(shí)啟動(dòng)下一個(gè)作業(yè)等實(shí)現(xiàn)方法；

Ø  校驗(yàn)、錯(cuò)誤處理機(jī)制：CRC、等待、丟棄、重試等。

      本應(yīng)用實(shí)例在以上幾個(gè)方面都采用了相對簡單的處理方式，在實(shí)際的應(yīng)用中，針對不同的通信對象，可以具體分析并作出相應(yīng)的處理。

2.2 輪詢機(jī)制

2.2.1數(shù)據(jù)幀格式

        為了區(qū)別1#從站和2#從站，在消息幀中增加一個(gè)字的地址標(biāo)識(shí)字符，主站通過發(fā)送不同地址標(biāo)識(shí)字符的幀來輪詢不同從站，同時(shí)從站根據(jù)地址字符來判斷是否是給自己的消息，并據(jù)此做出相應(yīng)的處理。從站發(fā)送給主站的響應(yīng)幀也包含有自己的地址標(biāo)識(shí)字符，用于主站判斷是哪個(gè)從站返回的數(shù)據(jù)。字符幀格式如下：

圖6 定義的主從站數(shù)據(jù)幀格式

2.2.2 時(shí)序圖

        如下圖所示，主站按順序輪詢1#從站和2#從站。

圖7 輪詢時(shí)序圖

2.2.3 流程圖

Ø  初始化流程

        初始化主要針對主站而言。在初始化階段主要完成CP模塊的參數(shù)化、初始化輪詢計(jì)數(shù)器，復(fù)位接收緩沖區(qū)以及根據(jù)輪詢計(jì)數(shù)器生成發(fā)送數(shù)據(jù)幀等方面的工作。

Ø  主站輪詢流程

        如下圖所示，在系統(tǒng)初始化完成后，手動(dòng)啟動(dòng)*次輪詢作業(yè)，本實(shí)例先輪詢1#從站。給1#從站發(fā)送查詢請求后，等待1#從站的響應(yīng)，如果在的延時(shí)時(shí)間內(nèi)接收到1#從站返回的數(shù)據(jù)，則給2#從站發(fā)送查詢請求，并等待2#從站的響應(yīng)，同樣如果在的延時(shí)時(shí)間內(nèi)接收到2#從站返回的數(shù)據(jù)，則一次完整的輪詢結(jié)束，自動(dòng)啟動(dòng)新一輪的輪詢。

        如果在的延時(shí)時(shí)間內(nèi)不能接收到從站的返回?cái)?shù)據(jù)或接收錯(cuò)誤，則跳過本站，開始輪詢下一個(gè)站點(diǎn)。

圖8 主站輪詢流程圖

Ø  從站響應(yīng)流程

        從站根據(jù)主站的請求做出響應(yīng)，主要是在接收到網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)后，判斷是否是給自己的數(shù)據(jù)。如果是，則將數(shù)據(jù)接收到的數(shù)據(jù)區(qū)，同時(shí)啟動(dòng)發(fā)送功能，發(fā)送相應(yīng)的返回?cái)?shù)據(jù)給主站；如果不是，則直接刪除收到的數(shù)據(jù)，并不做任何響應(yīng)。

圖9 從站響應(yīng)流程圖

3 程序?qū)崿F(xiàn)

        接下來我們就可以根據(jù)上述輪詢思想，通過編寫STEP7程序具體實(shí)現(xiàn)主站輪詢從站的功能。由于主站、從站任務(wù)的不同，所以在程序上的實(shí)現(xiàn)上也有所不同，下面針對主站和從站的程序?qū)崿F(xiàn)做個(gè)簡要描述。具體的例程可以參考本文附帶的樣例程序。

3.1 主站程序

3.1.1 初始化

        為了實(shí)現(xiàn)對多個(gè)從站的輪詢，程序構(gòu)造了一個(gè)輪詢計(jì)數(shù)器，通過修改輪詢計(jì)數(shù)器的值，來修改主站發(fā)送數(shù)據(jù)幀中的站地址標(biāo)識(shí)字符。

        本例中定義MW2作為輪詢計(jì)數(shù)器，程序開始，先對輪詢計(jì)數(shù)器進(jìn)行操作，默認(rèn)先輪詢1#從站，將值1賦值給MW2。

圖10 初始化輪詢計(jì)數(shù)器程序段

        在程序執(zhí)行過程中，會(huì)修改輪詢計(jì)數(shù)器的值，通過判斷輪詢計(jì)數(shù)器的值對發(fā)送數(shù)據(jù)塊的地址標(biāo)識(shí)符字作相應(yīng)的修改，以完成對響應(yīng)從站的輪詢。本例中具體的實(shí)現(xiàn)如下圖，其中DB13作為發(fā)送數(shù)據(jù)塊，DB13.DBW0為地址標(biāo)識(shí)符字。

圖11 生成地址標(biāo)識(shí)符程序段
 

3.1.2 啟動(dòng)發(fā)送

        初始化完成后，可以啟動(dòng)發(fā)送功能。本例*次發(fā)送采用手動(dòng)方式，通過觸發(fā)手動(dòng)啟動(dòng)標(biāo)志位M30.1，并調(diào)用FB8 P_SND_RK發(fā)送數(shù)據(jù)到從站。完成*次發(fā)送后，可以通過程序自動(dòng)修改自動(dòng)輪詢標(biāo)志位M30.0來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)到從站的功能，具體的FB8 P_SND_RK功能塊使用參考CP341手冊。

        啟動(dòng)發(fā)送功能塊FB8后，通過FB8返回狀態(tài)信息，判斷是否發(fā)送完成，如果發(fā)送錯(cuò)誤，則重新啟動(dòng)發(fā)送功能。

Ø  發(fā)送完成：啟動(dòng)接收作業(yè)，準(zhǔn)備接收從站返回?cái)?shù)據(jù)。同時(shí)啟動(dòng)一個(gè)超時(shí)定時(shí)器T11，如果超時(shí)定時(shí)時(shí)間到，還沒有接收到數(shù)據(jù)，則放棄等待，開始輪詢下一個(gè)站。

圖12 發(fā)送功能塊程序段
 

3.1.3 接收從站返回?cái)?shù)據(jù)

       發(fā)送完成后，啟動(dòng)接收作業(yè)，準(zhǔn)備接收從站返回?cái)?shù)據(jù)，并將接收到的數(shù)據(jù)先放到接收緩沖區(qū)中，本例DB14數(shù)據(jù)塊為接收緩沖區(qū)。

圖13 接收功能塊程序段

3.1.4 接收完成

       接收完成后，做如下幾方面處理。如果接收錯(cuò)誤或超時(shí)，則跳過此站的輪詢。

Ø  根據(jù)接收到數(shù)據(jù)的地址標(biāo)識(shí)符判斷是來自哪個(gè)從站的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)從接收緩沖區(qū)轉(zhuǎn)移到的從站數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)中，同時(shí)清空接收緩沖區(qū)；

Ø  復(fù)位接收標(biāo)志，同時(shí)修改輪詢計(jì)數(shù)器的值，準(zhǔn)備輪詢下一個(gè)從站；

Ø  復(fù)位超時(shí)定時(shí)器；

Ø  啟動(dòng)一個(gè)延時(shí)定時(shí)器，延時(shí)時(shí)間到后開始輪詢下一個(gè)從站。

圖14 接收完成處理程序段

圖15 準(zhǔn)備輪詢下一個(gè)站程序段

3.2 從站程序

        相對于主站，從站的處理程序相對簡單。下面以2#從站為例做個(gè)說明，1#從站除了調(diào)用FB不同外，都與2#從站相同。

3.2.1 接收數(shù)據(jù)

       從站一直啟動(dòng)接收功能FB2 P_RCV，接收來自網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)，如果接收到數(shù)據(jù)則根據(jù)地址標(biāo)識(shí)符判斷是否是本站的數(shù)據(jù)：

Ø  是本站數(shù)據(jù)，則將接收緩沖區(qū)(DB17)中的數(shù)據(jù)移到的地址區(qū)(DB18)中，并清空接收緩沖區(qū)。同時(shí)，觸發(fā)發(fā)送標(biāo)志，發(fā)送返回?cái)?shù)據(jù)給主站；

Ø  不是本站數(shù)據(jù)，直接清空接收緩沖區(qū)(DB17)。

圖16 從站接收程序段

圖17 從站接收完處理程序段


 

3.2.1 發(fā)送返回?cái)?shù)據(jù)

       接收完成后，調(diào)用發(fā)送功能，將DB19的數(shù)據(jù)發(fā)送給主站。

圖18 從站發(fā)送響應(yīng)程序段

3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

       搭建好網(wǎng)絡(luò)，并將程序分別下載到各自的CPU中，啟動(dòng)CPU的運(yùn)行。通過置位手動(dòng)啟動(dòng)輪詢標(biāo)志位M30.0即可啟動(dòng)輪詢程序的運(yùn)行。通過變量表可以監(jiān)視到系統(tǒng)的運(yùn)行情況，可以看到，主站會(huì)循環(huán)地將數(shù)據(jù)發(fā)送到兩個(gè)從站，同時(shí)也循環(huán)地接收來自從站的返回?cái)?shù)據(jù)，如下圖所示。

圖19 系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控圖

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4 應(yīng)用小結(jié)

       通過本應(yīng)用實(shí)例，可以看到基于ASCII驅(qū)動(dòng)協(xié)議的多站點(diǎn)輪詢原理比較簡單。同時(shí)因?yàn)槠漭^大的靈活性，所以可以與各種滿足ASCII協(xié)議的設(shè)備進(jìn)行通信。串行通信模塊CP340、CP341、CP440-1、CP441-1/2、CPU313C/314C-2PtP以及ET200S的1SI 3964/ASCII等都集成有ASCII驅(qū)動(dòng)協(xié)議功能，可以根據(jù)需求靈活地選擇這些產(chǎn)品。

        本文所述應(yīng)用和提供例程只作為相關(guān)應(yīng)用的參考，在實(shí)際的應(yīng)用中，應(yīng)該充分考慮通信伙伴的特點(diǎn)和實(shí)際需求，結(jié)合不同的輪詢方式、錯(cuò)誤處理機(jī)制、校驗(yàn)方法、數(shù)據(jù)處理方法等手段達(dá)到通信目的。 

       鄭重聲明：本文的虛擬工程與真實(shí)工程實(shí)例有重大差別，示例中并未遵循規(guī)范的工程設(shè)計(jì)流程進(jìn)行編程，請讀者切勿將其與工程實(shí)例相混淆；由于此例子是免費(fèi)的，任何用戶可以免費(fèi)復(fù)制或傳播此程序例子。程序的作者對此程序不承擔(dān)任何功能性或兼容性的責(zé)任，使用者風(fēng)險(xiǎn)自負(fù)；不提供此程序例子的錯(cuò)誤更改或者支持；為了更好的使用這些模板，建議用戶仔細(xì)閱讀相關(guān)模板的使用手冊。