PLC如何与单片机进行通讯？共有三种方法！你会用几个？

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通讯是一个工控朋友学习或者工作到一定程度不得不面对的一个难题,可也是区别新手和高手的一道分水岭,新手遇到通讯问题往往会比较抓狂,不知道如何着手,而老手即使面对没有经验的设备也会有一个大概的思路.有朋友问我关于西门子PLC与单片机通讯的问题,今天给大家汇总一下.

首先西门子PLC与单片机共有三种办法进行信号交换:

1 信号线连接.这是一种最简单的方式,即在单片机和PLC之间进行连接信号线,PLC的输入接单片机输出;PLC输出接单片机输入,这是一种最普遍的方式,通过这种方式PLC几乎可以和任何工控的控制装置连接,比如伺服系统,变频器,机器人等等!缺点是如果需要传递的信号太多,那么电缆数量也会很大,而且一旦电缆损坏,维护起来很困难!

2 自由口通讯,以前我们多次讲到过自由口通讯，而且专门讲解过ASCII码，有需要的朋友可以去我以前的文章里去找，今天不重复了。

3 第三种方法是利用ModBus协议进行通讯。

本节主要讲解以PLC作主站，51单片机作从站，用ModBus协议进行通讯。PLC读取单片机保持寄存器区的数据。S7-200PLC程序主要通过调用Modubs RTU 主站指令库完成。

一、调用 Modbus RTU 主站初始化和控制子程序

使用 SM0.0 调用 MBUS_CTRL 完成主站的初始化，并启动其功能控制：

各参数意义如下:

1 EN 使能：必须保证每一扫描周期都被使能（使用 SM0.0）

2 Mode 模式：为 1 时，使能 Modbus 协议功能；为 0 时恢复为系统 PPI 协议

3 Baud 波特率：支持的通讯波特率为1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600，115200。

4 Parity 校验：校验方式选择；0＝无校验，1＝奇较验，2＝偶较验。

5 Timeout 超时：主站等待从站响应的时间，以毫秒为单位，典型的设置值为 1000 毫秒（1 秒），允许设置的范围为 1 - 32767。

注意： 这个值必须设置足够大以保证从站有时间响应。

6 Done 完成位：初始化完成，此位会自动置1。可以用该位启动 MBUS_MSG 读写操作（见例程）

7 Error 初始化错误代码（只有在 Done 位为1时有效）： 0＝ 无错误，1＝ 校验选择非法，2＝ 波特率选择非法，3＝ 模式选择非法。

二、调用 Modbus RTU 主站读写子程序MBUS_MSG，发送一个Modbus 请求；

各参数意义如下:

常见的错误：

如果多个 MBUS_MSG 指令同时使能会造成 6 号错误库存储区被程序其它地方复用，有时也会造成6 号错误从站 delay 参数设的时间过长会造成主站 3 号错误从站掉电或不运行，网络故障都会造成主站 3 号错误。

含义如下：

1 EN 使能：同一时刻只能有一个读写功能（即 MBUS_MSG）使能

注意：建议每一个读写功能（即 MBUS_MSG）都用上一个 MBUS_MSG 指令的 Done 完成位来激活，以保证所有读写指令循环进行（见例程）。

2 First 读写请求位：每一个新的读写请求必须使用脉冲触发

3 Slave 从站地址：可选择的范围 1 - 247

4 RW 从站地址：0 ＝ 读， 1 ＝ 写；注意：

1. 开关量输出和保持寄存器支持读和写功能

2. 开关量输入和模拟量输入只支持读功能

5 Addr 读写从站的数据地址：选择读写的数据类型

00001 至 0xxxx - 开关量输出

10001 至 1xxxx - 开关量输入

30001 至 3xxxx - 模拟量输入

40001 至 4xxxx - 保持寄存器

6 Count 数据个数；通讯的数据个数（位或字的个数）

注意： Modbus主站可读/写的最大数据量为120个字（是指每一个 MBUS_MSG 指令）

7 DataPtr 数据指针：

1. 如果是读指令，读回的数据放到这个数据区中

2. 如果是写指令，要写出的数据放到这个数据区中

8 Done 完成位 读写功能完成位

9 Error 错误代码：只有在 Done 位为1时，错误代码才有效

0 ＝ 无错误

1 ＝ 响应校验错误

2 ＝ 未用

3 ＝ 接收超时（从站无响应）

4 ＝ 请求参数错误（slave address, Modbus address, count, RW）

5 ＝ Modbus/自由口未使能

6 ＝ Modbus正在忙于其它请求

7 ＝ 响应错误（响应不是请求的操作）

8 ＝ 响应CRC校验和错误

-

101 ＝ 从站不支持请求的功能

102 ＝ 从站不支持数据地址

103 ＝ 从站不支持此种数据类型

104 ＝ 从站设备故障

105 ＝ 从站接受了信息，但是响应被延迟

106 ＝ 从站忙，拒绝了该信息

107 ＝ 从站拒绝了信息

108 ＝ 从站存储器奇偶错误

三、需要从站支持的功能及Modbus 保持寄存器地址映射

为了支持上述 Modbus 地址的读写，Modbus Master 协议库需要从站支持下列功能：

Modbus 保持寄存器地址映射举例：

四、S7-200PLC程序

五、单片机程序;STC11F04E单片机，9600波特率

START: MOV TMOD,#21H ;定时器1是8位再装入，定时器0为16位定时器

MOV TH1,#0FDH;预置初值(按照波特率9600BPS预置初值)

MOV TL1,#0FDH; 0FDH=9600=11.0592

MOV TH0, #0DCH;88H ;8800=12t,7000=stc1t

MOV TL0, #00H

ORL IE, #92H ;EA=1，ES=1;ET0=1

SETB PS ;串口中断优先

SETB TR1 ;启动定时器1

MOV 98H,#50H ;scon

MOV P1M0,#01000000b ; P1M0=0 P1M1=0双向口 P1M0=1 P1M1=0输入口 P1M0=0 P1M1=1推挽输出20ma

MOV P1M1,#10000000b

MOV WDT_CONTR ,#27H 看门狗设置使能

QL0: MOV A,#00H

MOV R0,#10H

MOV R2,#9BH ;10-ABH清零

CLEAR: MOV @R0,A

INC R0

DJNZ R2,CLEAR

CLR FLAG

CLR FLAG_0

SETB TR0 ;启动定时器0

;ANL AUX,#07FH ;p3.0p3.1当串口

ORL AUX,#80H ;p1.7,p1.6当串口

CLR P3.7 ;485芯片接收使能

WA1: ;MOV WDT_CONTR ,#37H;喂狗; SETB CW

JNB FLAG_0,WA1 ;FLAG_0=1表示已经接收到上位机数据

CLR TR0

MOV A,2CH ;检查设备地址是01h码，设本机地址码是1

MOV R2,A

XRL A,#01H

JNZ QL0

ACALL FSZJ ;FH: DB 01H,03H,16,00H,01H,02H,03H,04H,05H,06H,07H,08H,09H,10H,11H,12H,0DH,0EH,0FH,10H,11H,12H,13H,14H,15H,16H,17H,18H,19H,1AH,1BH,1CH,1DH,1EH,1FH;18

ACALL DELAY

CALL FZJ

AJMP QL0

FZJ: MOV R0,#2cH ;向主机发送数据子程序

FZJ0: MOV R2,#10H

FZJ1: CLR EA

ANL AUX,#07FH ;p3.0p3.1当串口

FZL1: MOV A,@R0

MOV SBUF,A

JNB TI,$

CLR TI

INC R0

DJNZ R2,FZL1

SETB EA

RET

FSZJ: MOV DPTR,#FH

MOV R2,#19;

ORL AUX,#80H

SETB P3.7 ;发送数据

MOV R0,#40H

FSZJA: MOV A,#0H

MOVC A,@A+DPTR

MOV @R0,A

INC R0

INC DPTR

DJNZ R2,FSZJA

MOV R0,#40H

MOV CRCCD,#19

LCALL CRC1

MOV R2,#21

MOV R0,#40H

FSZJ2: MOV A,@R0

MOV SBUF,A

JNB TI,$

CLR TI

INC R0

DJNZ R2,FSZJ2

SETB EA

RET

FH:DB 01H,03H,16,00H,01H,02H,03H,04H,05H,06H,07H,08H,09H,10H,11H,12H,0DH,0EH,0FH,10H,11H,12H,13H,14H,15H,16H,17H,18H,19H,1AH,1BH,1CH,1DH,1EH,1FH;18

用串口助手检测到的数据如下图。

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变频器和PLC如何通讯控制？图文告诉你，看完就知道了！

今天主要跟大家讲解的主要内容是西门子MM440变频器如何通过ProfibusDP与PLC通讯的实现，便于对通讯这一块掌握得更全。

1、需要条件

软件Step7

PLC 中具有Profibus -DP 通讯口：S7-315 2DP

Profibus 通讯电缆(6XV1830-0AH10)

Profibus 总线联结器（6ES7972-0BB10-0XA0, 带PG 接口；6ES7972-0BA10-0XA0 不带PG 接口）

MM440变频器1台

Drive 中有Profibus 通讯模板（6SE6400-1PB00-0AA0）

2、 组态主站系统

打开SIMatic MANAGER, 通过FILE菜单选择NEW新建一个项目，在NAME栏中输入项目名称，将其命名为DP_MM440，在下方的Storage Location中设置其存储位置。

项目屏幕的左侧选中该项目，在右键弹出的快捷菜单中选中Insert New Object插入SIMATIC 300 Station，可以看到选择的对象出现在右侧屏幕上。

打开SIMATIC 300 Station，然后双击右侧生成的hardware图标，在弹出的HWconfig 中进行组态，在菜单栏中选择“View”选择“Catalog”打开硬件目录，按订货号和硬件安装依次插入机架、电源,CPU.插入CPU时会弹出组态PROFIBUS画面，如下图所示：

选择“New”新建一条PROFIBUS（1），组态PROFIBUS站地址，点击“Properties”键组态网络属性如下图：

在本例中主站的传输速率为“1.5Mbps”，“DP”行规，五中继器，OBT等网络元件，点击”OK”键确认并存盘，然后组态S7-315 2DP本地模块，结果如下图：

3、组态从站

在DP网上挂上MM440，并组态MM440的通讯区，通讯区与应用有关，在组态之前应确认通信的PP0类型，，本例选择PP01，由4PKW/2PZD组成，MM440仅支持PP01和PP03

组态步骤如下：

A、打开硬件组态，右侧“Profi（standard）”→Profibus-DP→SIMOVERT→双击9 MICROASTER 440

B、Profibus interface Properties：输入从站地址4

C、选择PPO类型1，双击4PKW/2PZD（PPO1）

D、从站组态完成，地址分配从4PKW/2PZD（256-267）

4、MM440硬件及参数设置

A、PROFIBUS地址

下面介绍两种PROFIBUS总线地址的方法：借助通讯模块的七个DIP开关（如下图所示）或借助P0918

B、通讯板参数

为了让总线板运行，下面的参数必须设置：

5、程序的编写

对PZD（过程数据）的读写

A、在Step7中对PZD（过程数据）读写参数时调用SFC14和SFC15

B、SFC14（DPRD_DAT）用于读Profibus 从站MM440的数据

C、SFC15（DPRD_DAT）用于将数据写入Profibus 从站MM440

D、硬件组态时PZD的起始地址：W#16#108（即264）微信：503660666

建立数据块DB1

将数据块中的数据地址与从站MM440中的PZD、PKW数据区相对应

数据分配

在OB1中调用特殊功能块SFC14和SFC15，完成从站MM440数据的读和写

其中LADDR表示：引荐组态时PZD的起始地址（W#16#108即264）

在本例中设定值和控制字可以从数据块DB1中传送，DB1.DBW20设为047E再变为047F后DB1.DBW22中的频率值将输出，状态字和实际值可从DB1.DBW8，DB1.DBW10读出。微信：503660666

A、控制命令W#16#47F，启动变频器运行

B、给定速度5000含义是500.0rpm。

6、对PKW（参数区）读写

数据传送规则对PKW区数据的访问是同步通讯，即发一条信息，得到返回值后才能发第二条信息。PKW一般为4个子，定义如下：

应用举例

A、在Step7中对PKW（参数区）读写参数时同样调用SFC14和SFC15

B、SFC14（DPRD_DAT）用于读Profibus 从站的数据

C、SFC15（DPRD_DAT）用于将数据写入Profibus 从站

D、硬件组态时PKW的起始地址：W#16#108（即264）

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