西门子模块6ES322-1FH00-0AA0

西门子SIMATIC S7系列串行通信模块，包括CP340、CP341、CP440-1、CP441-1/2、CPU313C/314C-2PtP以及ET200S的1SI 3964/ASCII等，都支持ASCII驱动协议的通信，可以广泛地用于与第三方支持ASCII协议的仪表、设备、系统等进行点对点连接通信，具有应用简单、灵活，使用方便等优点。

　　本文通过一个具体的示例，给出了在多个西门子串口通信模块（CP340/CP341）之间通过ASCII驱动协议进行轮询通信的应用。其具体的实现方法和轮询原理具有普遍的指导意义，可以作为西门子串行通信模块与支持ASCII协议的仪表、设备、系统等进行串行通信的参考。

　　1 网络搭建和硬件组态

　　1.1 网络搭建

　　1.1.1 系统组成

　　如下图1所示，系统包括3个SIMATIC S7-300站，其中一个作为串行通信的主站，通过ASCII驱动协议轮询采集另外两个从站的数据。系统主站和1#从站各配置了一个串行通信模块CP341(6ES7341-1CH01-0AE0)(RS422/485接口)，2#从站配置了一个串行通信模块CP340(6ES7340-1AH02-0AE0)(RS232C接口)，为了将它们连接到一个网络中，在本例中选择了西门子的PC/PPI电缆(6ES7901-3CB30-0XA0)将2#从站的RS232C接口转换为RS485接口连接到网络中。

　　图1 系统组成结构图

　　1.1.2 软件环境

　　? 操作系统：Windows XP Professional SP2；

　　? 编程软件：STEP7 V5.4 SP4；

　　? PTP协议软件包：SIMATIC S7-CP PtP Param V5.1+SP11

　　下载链接：/cs/document/27013524?caller=view&lc=zh-CN。

　　1.1.3 电缆和硬件连接

　　根据具体情况可以自己制作通信电缆，也可以选择西门子提供的定制电缆。在通信距离可以满足要求的情况下，建议选择西门子提供的串行通信电缆，电缆订货号如表2。

　　表2 连接电缆订货号

　　详细的硬件连接如图2所示。

　　图2 实际硬件连接图

　　1.2 参数分配

　　1.2.1 组态主站

　　? CP341模块起始地址256，ASCII协议模式；

　　? 消息帧结束标准：字符延迟时间4ms；

　　? 波特率：9600bps，8位数据位，1位停止位，无校验；

　　? 接口类型：RS485半双工；

　　? 其他采用默认值。

　　图3 主站CP341模块协议参数分配图

　　图4 主站CP341模块接口参数分配图

　　1.2.2 组态从站

　　对于从站CP341/CP340模块的参数分配与主站保持一致，特别注意波特率、数据位、停止位和奇偶校验位设置要与主站相同。

　　说明：详细的接口参数设置请参考CP341/CP340手册及相关文档。

　　下载链接：西门子PLC卡件6ES7317-2AK14-0AB0

　　图5 2#从站CP340模块协议参数分配图

　　2 轮询原理

　　2.1原理说明

　　与MODBUS协议轮询不同，由于每个从站自身不具有的设备标识信息（从站地址），无法直接区分和识别网络上的数据帧是哪个站的、需要哪个站做出响应，所以要通过ASCII协议驱动实现多站点轮询，需要人为地对每个站做出标识，并在主站发送轮询指令时给出相应的指令标识，以便从站能够识别是否是发送给自己的数据以及是否做出响应。

　　在ASCII协议驱动实现多站点轮询的过程中，应主要考虑以下几个方面：

　　? 基本模式：主站主动请求，从站根据请求作出响应；

　　? 数据帧：在发送或响应数据帧中要包含有站点标识的信息；

　　? 实现方法：定时轮询，完成后直接启动下一个作业，完成后延时启动下一个作业等实现方法；

　　? 校验、错误处理机制：CRC、等待、丢弃、重试等。

　　本应用实例在以上几个方面都采用了相对简单的处理方式，在实际的应用中，针对不同的通信对象，可以具体分析并作出相应的处理。

　　2.2 轮询机制

　　2.2.1数据帧格式

　　为了区别1#从站和2#从站，在消息帧中增加一个字的地址标识字符，主站通过发送不同地址标识字符的帧来轮询不同从站，同时从站根据地址字符来判断是否是给自己的消息，并据此做出相应的处理。从站发送给主站的响应帧也包含有自己的地址标识字符，用于主站判断是哪个从站返回的数据。字符帧格式如下：

　　图6 定义的主从站数据帧格式

　　2.2.2 时序图

　　如下图所示，主站按顺序轮询1#从站和2#从站。

　　图7 轮询时序图

　　2.2.3 流程图

　　? 初始化流程

　　初始化主要针对主站而言。在初始化阶段主要完成CP模块的参数化、初始化轮询计数器，复位接收缓冲区以及根据轮询计数器生成发送数据帧等方面的工作。

　　? 主站轮询流程

　　如下图所示，在系统初始化完成后，手动启动次轮询作业，本实例先轮询1#从站。给1#从站发送查询请求后，等待1#从站的响应，如果在的延时时间内接收到1#从站返回的数据，则给2#从站发送查询请求，并等待2#从站的响应，同样如果在的延时时间内接收到2#从站返回的数据，则一次完整的轮询结束，自动启动新一轮的轮询。

　　如果在的延时时间内不能接收到从站的返回数据或接收错误，则跳过本站，开始轮询下一个站点。

　　图8 主站轮询流程图

　　? 从站响应流程

　　从站根据主站的请求做出响应，主要是在接收到网络上的数据后，判断是否是给自己的数据。如果是，则将数据接收到的数据区，同时启动发送功能，发送相应的返回数据给主站；如果不是，则直接删除收到的数据，并不做任何响应。

　　图9 从站响应流程图