一、基础知识介绍（名词理解，原理，工作机制）
1、S7-200CPU的通讯口可以设置为自由口模式（如何设置成自由口模式？）。选择自由口模式后，用户程序可以完全控制通讯端口的操作（如何控制通讯端口的操作），通讯协议也完全受用户程序控制（如何控制通讯协议）。S7-200 CPU 处于自由口通信模式时，通信功能完全由用户程序控制，所有的通信任务和信息定义均需由用户编程实现。
2、S7-200CPU上的通讯口在电气上是标准的RS-485半双工串行通讯口。
此串行字符通信的格式可以包含：○一个起始位。○7或8位字符（数据字节）。○一个奇偶校验位，或没有校验位。○一个停止位。○通信波特率可以设置为1200,2400,4800,9600,19200,38400,57600,115200 bit/s。凡是符合这些格式的串行通信设备，都可以和S7-200 CPU通信。
借助自由口通信模式，S7-200 CPU 可与许多通信协议公开的其他设备、控制器进行通信，其波特率为1200~115200bit/s。
自由口通信是一种基于RS485 硬件基础上，允许应用程序控制S7-200 CPU 的通信端口、以实现一些自定义通信协议的通信方式。
3、自由口通讯（顾名思义很自由）可以通过用户程序灵活控制，没有固定模式。S7-200 可通过自由口通讯协议访问下列设备：– 带用户端软件的PC机，– 条形码阅读器，– 串口打印机，– 并口打印机，– S7-200，– S7-300 with CP 340 – 非Siemens PLC，– 调制解调器。S7-200 CPU 通信端口是RS485 标准，因此如果通信对象是RS232 设备，则需要使用RS232/PPI 电缆。
4、“请求-响应”工作机制：S7-200 CPU可以作为主站先向从站发送数据请求，然后等待从站的数据响应，也可以作为从站，首先等待主站发送过来的数据请求，然后根据请求的内容，按规则把相关数据返回给主站。上述过程，反复进行，实现数据交换。如果CPU作为主站，有多个从站设备，那么一般在请求信息里面会包含地址信息，各个从站接收到数据请求后，首先会判断请求信息里面的地址信息和本机地址是否一致，如果不一致，会忽略，如果一致，会根据请求的内容，按协议规则把相关数据返回给主站。
5、由于S7-200 CPU 通信端口是半双工通信口，所以发送和接受不能同时进行。S7-200 CPU 通信口处于自由口模式下时，该通信口不能同时工作在其他通信模式下（不支持其他通讯协议如PPI）。如不能端口1在进行自由口通信时，又使用端口1进行PPI 编程。自由口通信只有在S7-200 CPU 处于RUN 模式下才能被激活，如果将S7-200 CPU 设置为STOP 模式，则通信端口将根据S7-200CPU 系统块中的配置转换到PPI 协议。CPU停止时，自由口不能工作，编程软件才可以与CPU通信。
6、自由口通讯的核心指令时发送XMT和接受RCV指令，要注意多条指令不能同时有效，数据的发送和接受需经过数据缓冲区，发送指令是把缓冲区的数据通过通讯口发送出去，接受指令是从通讯口把数据接收到缓冲区里，调用发送XMT和接受RCV指令时只需要指定通讯口和数据缓冲区的起始字节地址。发送XMT和接受RCV指令与网络上通讯对象的地址无关，而仅对本地的通讯端口操作，如果网络上有多个设备，消息中必然包含地址信息，这些地址信息的消息才是发送XMT和接受RCV指令的处理对象。
7、使用自由口通信前，可以和精芬零二一三九伍三六二一九，了解自由口通信工作模式的定义方法，即控制字的组态。S7-200 CPU 的自由口通信的数据字节格式必须含有一个起始位、一个停止位，数据位长度为7位或8位，校验位和校验类型（奇、偶校验）可选。
S7-200 CPU 的自由口通信定义方法为将自由口通信操作数传入特殊寄存器
SMB30（端口0）和SMB130 （端口1）进行端口定义，自由口通信操作数定义如下所示：
MSB 7 LSB 0 p p d b b b m m PP：校验选择，00=不校验，01偶校验，10不校验，11奇校验 d：每个字符的数据位，0=每个字符8位，1=，每个字符7位 bbb：自由口波特率，000=38400波特，001=19200波特，010=9600波特，011=4800波特，100=2400波特，101=1200波特，110=115.2K波特，111=57.6K波特
mm：协议选择，00=PPI/从站模式，01=自由口模式，10= PPI/主站模式，11=保留（缺省设置为PPI/从站模式）
例如：MOVB 5，SMB30 5表示无校验位，8位数据位，19200bit/s，自由口模式SMB30表示端口0。
8、自由口通信模式主要使用XMT （发送）和RCV （接收）两条指令，以及相应的特殊寄存器。XMT 指令利用数据缓冲区指定要发送的字符，用于向指定通信口以字节为单位发送一串数据字符，一次最多发送255个字节。XMT 指令完成后，会产生一个中断事件（ Port 0为中断事件9，Port1为中断事件26，通讯口中断：产生使程序可以控制通讯口的事件）。 • XMT 指令的缓冲区格式如下表所示： 发送字节个数，数据字节。。。。。最多发送255个字节。 信息报文模式： 起始符 地址 指令类型 数据 。。。 数据 校验 校验 结束符 主站发出XMT 指令，发送指令激活了，把缓冲区数据通过通讯口发出，RCV接收指令激活了，等待响应，会进入接收等待状态，如果数据没有过来，会一直保持接收等待状态（监视通讯口）。如果有数据过来了，且满足设置的消息起始条件，会进入消息接收状态；满足设置的消息结束条件，则结束消息，然后退出接收状态。从站RCV接收指令，接收到主站的信息报文，处理后，按照主站要求，通过XMT 指令，传给主站。“请求-响应”工作机制
9、RCV 指令可以从S7-200 CPU 的通信口接收一个或多个数据字节，接收到的数据字节将被保存在接收数据缓冲区内。RCV 指令完成后，会产生一个中断事件（ Port 0为中断事件23，Port1 为中断事件24）。特殊寄存器SMB86 和SMB186 则分别提供Port0 和Port1 的接收信息状态字节。
• RCV 指令的缓冲区格式如下表所示： 接收字节个数，起始字符，数据字节。。。。。，结束字符，最多255个字节。
10、XMT 指令和RCV 指令是非常简单，重要的工作是处理缓冲区的数据。 S7-200 CPU自由口编程有两种方式：一种是使用XMT 指令和RCV 指令，另一种方式是使用接收字符中断（ Port 0为中断事件8，Port1 为中断事件26）。 发送/接收指令作为主站：
• 根据协议内容定义好发送缓冲区。 • 在首次扫描中设置相关通讯参数。 • 在首次扫描中连接“接收完成中断”，“发送信息中断”。 • 启用发送XMT 指令，把缓冲区数据发送出去。 • 在发送完成中断程序中，调用接收RCV指令。
• 在接收完成中断程序中，判断接收是否正确，如果正确，调用发送XMT 指令重新请求数据；如果不正确，可考虑再次重新发一次请求。
发送/接收指令作为从站：
• 在首次扫描中设置相关通讯参数，如SMB87，SMB30。 • 在首次扫描中连接“接收完成中断”，“发送信息中断”。 • 启用发送RCV 指令，把缓冲区数据发送出去。
• 在接收完成中断程序中，判断接收是否正确（SMB86是否等于16#20），如果正确判断请求指令，组织相应的数据到缓冲区里，调用发送XMT 指令重新请求数据；如果不正确，重新调用接收RCV 指令，可考虑再次重新发一次请求。 •在发送完成中断程序中，调用接收RCV指令。
接收字符中断（ Port 0为中断事件8，Port1 为中断事件26）。对于信息字符开始和结束为2个字符的话，只能用这种： • 在首次扫描中设置相关通讯参数。 • 在首次扫描中连接“接收字符中断”
• CPU通讯口每接收一个字符，会产生一个接收字符中断，并把接收到的字符放到SMB2里面，我们需要在接收字符中断程序里，根据SMB2的内容编程。
11、接收指令复杂，选择信息的起始和结束条件，使用SMB86至SMB94对端口0设置，使用SMB186至SMB194对端口1设置，只针对接收指令。
SMB86为接收信息状态字节，SMB87为接收信息控制字节，SMB88信息字符的开始，SMB89信息字符的结束，SMB90字符间空闲时间，毫秒，2个字节，SMB92信息定时器，超过这个时间段，终止接收信息，毫秒，2个字节，SMB94接收最大字符数。 二、实例
1、自由口发送实例（只使用发送指令XMT，使用了定时中断10，使用简单） 1 ）功能要求
• 记录定时中断次数，将计数值转化为ASCII字符串，再通过CPU224XP 的Port0 发送到计算机串口，计算机接受并利用超级终端显示与S7-200 CPU 通信的内容。 2） 硬件需求
• 带串口的PC 机、S7-200 CPU 224XP、RS 232 电缆（推荐采用西门子S7-200 串
口编程电缆）
3） 简要实现步骤
• （1）编写S7-200 PLC 程序。• （2）下载程序到S7-200 PLC 中。 • （3）配置计算机的超级终端。• （4）使用计算机上超级终端接收并显示与S7-200 CPU 通信的通信内容。 4）BEN编码器编程说明
1、规定缓冲区为VB100 到VB114 ，使用数据块进行缓冲区定义。 地址 存储数据 说明 VB100 14 发送字节数 VB101-112 数据字节 数据字节 VB113 16#0D 消息结束字符 VB114 16#0A 回车符 在Step7- Micro/Win 中组态数据块
VB100 14 ；发送字节数 VD200 0 ；累加器清0
VB113 16#0D ；消息结束字符 VB114 16#0A ；回车符
16#0D和16#0A用于计算机的超级终端显示需要。 2 、程序结构及用途
• 主程序：根据I 0.3 状态初始化端口1为自由口通信 • SBR_0：定义端口0为自由口，初始化定时中断 • SBR_1: 定义端口0为普通PPI 从站通信口
• INT_0: 对定时中断计数并从端口0发送计数值 3、程序编写 主程序：
初始化自由口通讯 LD I0.3 EU上升沿
CALL SBR_0:SBR0调用子程序 恢复正常的PPI通讯 LD I0.3 ED下降沿
CALL SBR_1:SBR1
SBR_0：定义端口的通讯参数 LD SM0.0
MOVB 16#09, SMB30 定义通讯口为自由口模式，9600 bit/s，无校验，每个字符8个数据位
MOVB 250, SMB34 写入定时中断周期250ms
ATCH INT_0:INT0, 10 连接定时中断时间10到中断服务程序INT_0 ENI
SBR_1:设置端口0为PPI 从站通信口
LD SM0.0
MOVB 16#08, SMB30
INT_0:（每250ms，计数一次，发送一次） LD SM0.0
+D 1, VD200 双整数自加1
DTA VD200, VB101, 0 双整数转化ASCII码，放在VB101开始12个字节中，格式参数FMT指定小数部分的位数和小数点的表示方法。 XMT VB100, 0 自由口发送指令
补充说明：中断事件10是由中断0产生的时间中断，该时间中断的间隔的范围为1ms~255ms，中断间隔的数值由SMB34 定义。由于RS232传输线由空闲状态切换到接收模式需要切换时间（一般为0.15~14ms），故为防止传送失败，设置的中断间隔必须大于切换时间，并再增加一些富余。
5）超级终端（Hyper Terminal）是Windows 操作系统提供的通信测试程序，本例程用它来监测计算机和S7-200 CPU 之间的串口通信。超级终端和Step7 icro/Win 这类应用程序进行串口操作时都会占用计算机串口的控制权，所有不能同时进行对同一个串口进行操作。 超级终端组态步骤如下：
• 1 执行Windows 菜单命令“开始”>“附件”>“通信”>“超级终端”，为要新建的连接 名称。2 选择连接时要使用的串口。3 设置串口通信参数并保存连接，注意此处设置要与PLC程序中对应。4 使用超级终端接收S7-200 CPU 发送的信息。5将I 0.3 置为ON，单击按钮进行连接，超级终端的窗口会自动显示S7-200 CPU 发送的字符串。
2、自由口接收实例（只使用接收指令RCV） 1 ）功能要求
• S7-200 CPU 从端口0接收计算机发送的字符串，并在信息接收中断服务程序中把接收到的第一个字节传送到CPU 输出字节QB0 上显示。 2） 硬件需求
• 带串口的PC 机、S7-200 CPU 224XP、RS 232 电缆（推荐采用西门子S7-200 串口编程电缆）
3） 简要实现步骤
• （1）编写S7-200 PLC 程序。• （2）下载程序到S7-200 PLC 中。
• （3）配置计算机的超级终端。• （4）使用计算机上超级终端发送信息，并通过状态表查看S7-200CPU接收到的通信内容。 4）BEN编码器编程说明 1、规定缓冲区为VB100 2 、程序结构及用途
• 主程序：根据I 0.3 状态初始化端口1为自由口通信 • SBR_0：定义端口0为自由口，初始化接收命令 • SBR_1: 定义端口0为普通PPI 从站通信口 • INT_0: 在QB0 输出接收到的第一个字节 3、程序编写 主程序：
初始化自由口通讯
LD I0.3 EU上升沿
CALL SBR_0:SBR0调用子程序 恢复正常的PPI通讯 LD I0.3 ED下降沿
CALL SBR_1:SBR1
SBR_0：定义端口的通讯参数 LD SM0.0
MOVB 16#09, SMB30 定义通讯口为自由口模式，9600 bit/s，无校验，每个字符8个数据位
MOVB 16#B0, SMB87 接收信息控制字节 MOVB 16#0A, SMB89 设置信息结束符
MOVW 5, SMW90 设置空闲检测时间为5 ms MOVB 50, SMB94 设置最大字符数为50
ATCH INT_0:INT0, 23 连接接收信息完成23到中断服务程序INT_0 ENI
RCV VB100, 0 启动接收指令，接收缓冲区从VB100开始
SBR_1:设置端口0为PPI 从站通信口 LD SM0.0
MOVB 16#08, SMB30
INT_0:（每250ms，计数一次，发送一次） LD SM0.0
MOVB VB101, QB0 QB0输出接收到的第一个字节 RCV VB100, 0 开始下一次接收
5）超级终端（Hyper Terminal）是Windows 操作系统提供的通信测试程序，本例程用它来监测计算机和S7-200 CPU 之间的串口通信。超级终端和Step7 icro/Win 这类应用程序进行串口操作时都会占用计算机串口的控制权，所有不能同时进行对同一个串口进行操作。 超级终端组态步骤如下：
（1）打开刚才建立好的超级终端链接，进入该链接的属性窗口。（2）点击“ASCII 码设置” 按钮，在弹出的ASCII 码设置窗口中，按下图方式进行设置。
2 接收超级终端发送的信息。 （1）把PLC 转换到运行状态，同时把I 0.3 置为ON。 （2）在超级终端中输入字符串。（3）在Step-Micro/Win32 中使用状态图，
监测缓冲区和QB0（ASCII 码显示字母） 内容。
3、自由口收发实例
初始化子程序SBR_0（从站程序写法）
LD SM0.1 // 首次扫描为1
MOVB 16#09, SMB30 // 9600 bit/s，8位数据，无校验,1位停止位
MOVB 16#9C, SMB87 // 允许接收，字符空闲时间，超时检测，没有起始位检测，可以通过字符空闲时间和超时检测来判断起始 MOVW +4, SMW92 //字符空闲时间为4ms MOVW +50, SMW92 // 接收超时时间为50ms MOVB 255, SMB94 // 接收的最大字符数为255 ATCH INT_0:INT0, 23 // 接收完成事件连接到中断程序0 ATCH INT_1:INT1, 9 // 发送完成事件连接到中断程序1 ENI // 允许用户中断
RCV VB100, 0 // 端口0的接收缓冲区指针指向VB100，等待接收，当接收完成后连接到中断程序0中。 接收完成中断程序INT_0:
若SMB86==4（接收信息超时，这里起始字符都是2个字节，所以不能使用起始字符作为表示，使用超时作为接收结束），后面的VB103==1，表示指令类型中为1的主站的要求，VB100放字符数，VB101和VB102放起始字符，VB103指主站报文格式中的指令类型。
接着执行CRC校验子程序，将VB103开始的11个字符（指令类型1个字节，数据10个字节）校验，结果放在VW0中，将VW0同VW114比较，相等，执行CRC校验和发送指令，若不等，执行一次接受指令。
这里还有一个NOT指令，执行一次接受指令，具体咨询上海精芬技术部。
BEN是专业生产编码器的跨国公司,主要产品有绝对值编码器，增量和防爆编码器，BEN编码器总部在德国柏林，公司在欧洲、美洲和亚洲设有许多分支机构和代表处，是真正的国际性企业。
BEN编码器生产基地在法国马赛 MARSEILLES，中文名：倍恩，上海精芬是中国大陆地区唯一代理商。一.编码器温度:-60℃～+120℃可选二.BEN编码器防护分为：IP54-IP68.三.编码器速度:500 r/min～40000 r/min 四.BEN编码器 分为：实心轴，盲孔，通孔。 五.BEN编码器出线方式分为：侧出线，后出线 六.BEN编码器按原理分为：磁编码器，光电编码器 七.编码器功能：精确检测角度，位置，速度，圈数...
八.编码器的常规外形：18MM,38MM,58MM,66MM,80MM.100MM. 九.BEN编码器分为：增量型，绝对值型（单圈，多圈）。
十.BEN绝对值编码器轴分为：6MM,8MM,10MM,12MM,14MM,25MM. 十一.BEN编码器安装方式分为：夹紧法兰、同步法兰、加紧带同步法兰、盲孔（弹簧片，抱紧）、通孔（弹簧片，键销 ）
十二.BEN编码器 通讯协议波特率：4800~，9600，19200，115200bit/s，默认为9600bit/s。刷新周期约1.2ms
十三.BEN绝对值编码器精度分为：单圈精度和多圈精度，加起来就是通常说的多少位（常规单圈10位，12位，13位，16位，20位，多圈24位，25位，30位，32位...）。
十四.BEN绝对值编码器输出可选：SSI、4-20MA、0-10V，profibus-dp、DEVicenet、并行、二进制码、BiSS、CANopen、Endat及Hiperface等
十五.BEN编码器常用规格：BESM58，BE1322SM58-N011，BESM58-011、BE122SM58、BE1822SM58、BE420SM58,BE1622SM58-N011等。
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