西门子200通讯协议

读命令分析：一次读一条数据

SD LE LER SD DA SA FC DASP SSAP DU FCS ED

SD ：Start Delimiter)开始定界符(68H)

LE:（Length ）报文数据长度

LER:（Repeated Length）重复数据长度

SD: (Start Delimiter)开始定界符(68H)

SA:（Source Address）目标地址，指该地址的指针，为地址值乘以8

DA:（Destination Address）本地地址，指该地址的指针，为地址值乘以8

FC:（Function Code）功能码

DSAP:（Destination Service Access Point）目的服务存取点

SSAP:（Source Service Access Point）源服务存取点

DU:（Data Unit）数据单元

FCS:（Frame Check Sequence）校验码

ED:（End Delimiter）结束分界符（16H ）

报文数据长度和重复数据长度为自DA 至DU 的数据长度，校验码为DA 至DU 数据的和校验，只取其中的末字节值关于这个校验码的计算方法同上面说明。

在读写PLC 的变量数据中，读数据的功能码为 6CH ，写数据的功能码为 7CH 。 对于一次读取一个数据，读命令都是33个字节。前面的0—21字节是相同的，为 ：

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

开始符 长度 长度 开始符 站号 源地址 功能码

SD LE Ler SD DA SA FC

68 1B 1B 68 02 00 6C 32 01 00 00 00 00 00 0E 00 00 04 01 12 0A 10

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

SD LE LER SD DA SA FC DSAP

68 1B 1B 68 02 00 6C 32 01 00 00 00 00 00 0E 00 00 04 01 12 0A 10

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32

读取长度 数据个数 存储器类型 偏移量 校验 结束

DU FCS ED

02 00 08 00 00 03 00 05 E0 D2 16

68 1B 1B 68 02 00 6C 32 01 00 00 00 00 00 0E 00 00 04 01 12 0A 10 02 00 08 00 00 03 00 05 E0 D2 16

68 1B 1B 68 02 00 7C 32 01 00 00 00 00 00 0E 00 00 04 01 12 0A 10 02 00 14 00 00 03 00 00 00 09 16

因为是PC 上发的读PLC 数据的命令，SA=00，DA=02，如果有b 多个站，DA 要改成相应的站号。读命令中从DA 到DU 的长度为1B 即27个字节。从22字节开始根据读取数据的类型、位置不同而不同。表一是读不同存储器命令的Byte22—32。

字节 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32

功能 读取长度 数据个数 存储器类型 偏移量 校验 结束

读q0.0 01 00 01 00 00 82 00 00 00 64 16

读m0.0 01 00 01 00 00 83 00 00 00 65 16

读M0.1 01 00 01 00 00 83 00 00 01 66 16

读SMB34 02 00 01 00 00 05 00 01 10 F9 16

读VB100 02 00 01 00 01 84 00 03 20 8B 16

读VW100 04 00 01 00 01 84 00 03 20 8D 16

读vd100 06 00 01 00 01 84 00 03 20 8F 16

读i0.5 01 00 01 00 00 81 00 00 05 68 16"

读i0.7 01 00 01 00 00 81 00 00 07 6A 16"

表一读命令的Byte22-32从表中我们可以得出以下结果：

Byte 22 读取数据的长度

01：1 Bit 02：1 Byte

04：1 Word 06：Double Word

Byte 24数据个数, 这里是01 ，一次读多个数据时见下面的说明。

Byte 26 存储器类型，01：V 存储器 00：其它

Byte 27 存储器类型

04：S 05：SM 06：AI 07：AQ 1E: C

81：I 82：Q 83：M 84：V 1F: T

Byte 28,29,30存储器偏移量指针（存储器地址*8），如：VB100，存储器地址为100，偏移量指针为800, 转换成16进制就是320H, 则Byte 28—29这三个字节就是：00 03 20。 Byte 31 校验和，前面已说到这是从(DA+SA+DSAP+SSAP+DU) Mod 256 。

一次读多条数据

对于一次读多个数据的情况，前21Byte 与上面相似只是长度LD ，LDr 及Byte 14不同： Byte 14 数据块占位字节，它指明数据块占用的字节数。与数据块数量有关，长度=4+数据块数*10,如：一条数据时为4+10=0E(H)；同时读M,V,Q 三个不同的数据块时为4+3*10=22(H)。

Byte 22 总是02 即以Byte 为单位。

Byte 24 以字节为单位，连续读取的字节数。如读2个VD 则Byte24=8

Byte 19---30 按上述一次读一个数据的格式依次列出，

Byte 31---42 另一类型的数据，也是按上述格式给出。

以此类推，一次最多读取222个字节的数据。

写命令分析：一次写一个Double Word类型的数据，写命令是40个字节，其余为38个字节。写一个Double Word类型的数据，前面的0—21字节为 ：

68 23 23 68 02 00 6C 32 01 00 00 00 00 00 0E 00 00 04 01 12 0A 10

写一个其它类型的数据，前面的0—21字节为 ：（与上面比较，只是长度字节发生变化） 68 21 21 68 02 00 6C 32 01 00 00 00 00 00 0E 00 00 04 01 12 0A 10

从22字节开始根据写入数据的值和位置不同而变化。表二是几个写命令的Byte22—40。 字 节 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

写入位置及值长度 个数 类型 偏移量 位数 值、校验码、 结束符

M0.0=1 01 00 01 00 00 82 00 00 00 00 03 00 01 01 00 71 16

M0.0=0 01 00 01 00 00 83 00 00 00 00 03 00 01 00 00 70 16

M0.1=1 01 00 01 00 00 83 00 00 01 00 03 00 01 01 00 72 16

vb100=10 02 00 01 00 01 84 00 03 20 00 04 00 08 10 00 AE 16

vb100=FF 02 00 01 00 01 84 00 03 20 00 04 00 08 FF 00 9D 16

VW100=FFFF 04 00 01 00 01 84 00 03 20 00 04 00 10 FF FF A6 16

VD100=FFFFFFFF 06 00 01 00 01 84 00 03 20 00 04 00 20 FF FF FF FF B8 16

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

开始符 长度 长度 开始符 站号 源地址 功能码

00 05 05 01 12 0A 10

68 21 21 68 02 00 7C 32 01 00 00 00 00 00 0E 00 00 04 01 12 0A 10

68 20 20 68 2 0 7C 32 1 0 0 0 0 0 E 0 5 5 1 12 A 10

2 0 1 0 1 84 0 32 00 4 0 8 C B9 16

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37

数据长度 数据个数 存储类型 偏移量 数据形式 数据位数 写入值 校验码 结束符 02 00 01 00 01 84 00 03 20 00 04 00 08 0C B9 16

01 00 01 00 00 82 00 00 00 00 03 00 01 01 79 16

表二 写命令的Byte22—40

经分析我们可以得出以下结果：

Byte 22-- Byte 30 写入数据的长度、存储器类型、存储器偏移量与读命令相同。T ，C 等不能用写命令写入。

Byte 32 如果写入的是位数据这一字节为03，其它则为04

Byte 34 写入数据的位数

01: 1 Bit 08: 1 Byte 10H: 1 Word 20H: 1 Double Word

Byte 35--40值、校验码、结束符

如果写入的是位、字节数据，Byte35就是写入的值，Byte36=00，Byte37=检验码，Byte38=16H，结束。如果写个的是字数据（双字节），Byte35,Byte36就是写入的值， Byte37=检验码，Byte38=16H，结束。如果写个的是双字数据（四字节），Byte35—38就是写入的值， Byte39=检验码，Byte40=16H，结束。

看完上面的指令分析我们现在就举例几个常用的PPI 协议来分析一下：

PC 寻呼：10 02 00 49 4B 16

PLC 返回：10 00 02 02 04 16

PC 发送:10 02 00 5C 5E 16

PLC 返回: E5

S7-200 PLC 之PPI 协议

通过硬件和软件侦听的方法，分析PLC 内部固有的PPI 通讯协议，然后上位机采用VB 编程，遵循PPI 通讯协议，读写PLC 数据，实现人机操作任务。这种通讯方法，与一般的自由通讯协议相比，省略了PL C 的通讯程序编写，只需编写上位机的通讯程序资源

S7-226的编程口物理层为RS-485结构，SIEMENS 提供MicroWin 软件，采用的是PPI(Point to Po int) 协议，可以用来传输、调试PLC 程序。在现场应用中，当需要PLC 与上位机通讯时，较多的使用自定义协议与上位机通讯。在这种通讯方式中，需要编程者首先定义自己的自由通讯格式，在PLC 中编写代码，利用中断方式控制通讯端口的数据收发。采用这种方式，PLC 编程调试较为烦琐，占用PLC 的软件中断和代码资源，而且当PLC 的通讯口定义为自由通讯口时，PLC 的编程软件无法对PLC 进行监控，给PLC 程序调试带来不便。

SIEMENS S7-200PLC 的编程通讯接口，内部固化的通讯协议为PPI 协议，如果上位机遵循PPI 协议来读写PLC ，就可以省略编写PLC 的通讯代码。如何获得PPI 协议？可以在PLC 的编程软件读写PLC 数据时，利用第三个串口侦听PLC 的通讯数据，或者利用软件方法，截取已经打开且正在通讯的端口的数据，然后归纳总结，解析出PPI 协议的数据读写报文。这样，上位机遵循PPI 协议，就可以便利的读写PLC 内部的数据，实现上位机的人机操作功能。

软件设计

系统中测控任务由SIEMENS S7-226PLC 完成，PLC 采用循环扫描方式工作，当定时时间到时，执行数据采集或PID 控制任务，完成现场的信号控制。计算机的监控软件采用VB 编制，利用MSComm 控件完成串口数据通讯，通讯遵循的协议为PPI 协议。

PPI 协议

西门子的PPI （Point to Point ）通讯协议采用主从式的通讯方式，一次读写操作的步骤包括：首先上位机发出读写命令，PLC 作出接收正确的响应，上位机接到此响应则发出确认申请命令，PLC 则完成正确的读写响应，回应给上位机数据。这样收发两次数据，完成一次数据的读写[5]。

其通讯数据报文格式大致有以下几类：

1、读写申请的数据格式如下：

SD LE LER SD DA SA FC DASP SSAP DU FCS ED

SD:(Start Delimiter) 开始定界符(68H)

LE:（Length ）报文数据长度

LER:（Repeated Length ）重复数据长度

SD: (Start Delimiter) 开始定界符(68H)

SA:（Source Address ）源地址，指该地址的指针，为地址值乘以8

DA:（Destination Address ）目标地址，指该地址的指针，为地址值乘以8

FC:（Function Code ）功能码

DSAP:（Destination Service Access Point ）目的服务存取点

SSAP:（Source Service Access Point ）源服务存取点

DU:（Data Unit ）数据单元

FCS:（Frame Check Sequence ）校验码

ED:（End Delimiter ）结束分界符（16H ）

报文数据长度和重复数据长度为自DA 至DU 的数据长度，校验码为DA 至DU 数据的和校验，只取其中的末字节值。

在读写PLC 的变量数据中，读数据的功能码为 6CH ，写数据的功能码为 7CH 。

2、PLC 接收到读写命令，校验后正确，返回的数据格式为 E5H

3、确认读写命令的数据格式为：

SD SA DA FC FCS ED

其中SD 为起始符，为10H

SA 为数据源地址

DA 为目的地址

FC 为功能码，取5CH

FCS 为SA+DA+FC的和的末字节

ED 为结束符，取16H

PPI 协议的软件编制

在采用上位机与PLC 通讯时，上位机采用VB 编程，计算机采用PPI 电缆或普通的485串口卡与PLC 的编程口连接，通讯系统采用主从结构，上位机遵循PPI 协议格式，发出读写申请，PLC 返回相应的数据。程序实现如下：

1、串口初始化程序：

MSComm1.CommPort = 1

MSComm1.Settings = "9600,e,8,1"

MSComm1.InputLen = 0

MSComm1.RThreshold = 1

MSComm1.InputMode = comInputModeBinary

PPI 协议定义串口为以二进制形式收发数据，这样报文的通讯效率比ASCII 码高。

2、串口读取数据程序，以读取VB100数据单元为例：

Dim Str_Read(0 To 32) ‘定义发送的数据为字节为元素的数组。

Str_ Read (32) = &H16 ‘相应的数组元素赋值，按照以下格式：

Str_ Read (29) = (100*8) \ 256 ‘地址为指针值，先取高位地址指针

Str_ Read (30) = (100*8) Mod 256 ‘取低位地址指针

Str_ Read (24) = 1 ‘读取的数据长度（Byte 的个数）

For I=4 to 30

Temp_FCS = Temp_FCS + Str_Read(i)

Next I

Str_Read(31)= Temp_FCS Mod 256 ‘计算FCS 校验码，其它数组元素赋值省略。

68 1B 1B 68 2 0 6C 32 1 0 0 0 0 0 E 0 0 4 1 12 A 10 2 0 1 0 1 84 0 3 20 8B 16 PLC 返回数据 E5 后，确认读取命令，发送以下数据：

10 2 0 5C 5E 16

然后上位机VB 程序接受到以下数据：

68 16 16 68 0 2 8 32 3 0 0 0 0 0 2 0 5 0 0 4 1 FF 4 0 8 22 78 16

首先识别目标地址和源地址，确认是这次申请的返回数据，然后经过校验检查，正确后解析出第26号数据（&H22）即为VB100字节的数据。

3、串口写入数据程序，以写VB100数据单元为例：

Dim Str_Write(0 To 37) ‘定义发送的数据为字节为元素的数组。

Str_Write (37) = &H16 ‘相应的数组元素赋值，按照以下格式

Str_Write (35) = &H10 ‘要写入的数据值

68 20 20 68 2 0 7C 32 1 0 0 0 0 0 E 0 5 5 1 12 A 10 2 0 1 0 1 84 0 3 20 0 4 0 8 C B9 16

PLC 返回数据 E5 后，确认写入命令，发送以下数据：

10 2 0 5C 5E 16

然后上位机VB 程序接受到以下数据：

68 12 12 68 0 2 8 32 3 0 0 0 0 0 2 0 1 0 0 5 1 FF 47 16

这是PLC 正确接收并写入信息的返回数据。

4、串口接收程序：

在数据接收程序中，利用VB 中MSComm 控件，一次接收缓冲区中的全部数据，存放到数组形式的暂存单元中，然后分析每个元素的值，得到读写的数据。

Dim RCV_Array() As Byte

Dim Dis_Array As String

Dim RCV_Len As Long

RCV_Array = MSComm1.Input ‘取出串口接收缓冲器的数据。

RCV_Len = UBound(RCV_Array)

ReDim Temp(0 To UBound(RCV_Array))

For i = 0 To RCV_Len

Dis_Array = Dis_Array & Hex(RCV_Array (i)) & " "

Next i

Text1.Text = Dis_Array ‘接收到的数据送显示。

在程序的读写过程中，一次最大可以读写222个字节，目前给出的数据读写为整数格式。

数据类型 Str_ Read （27）

S 04H

SM 05H

I 81H

Q 82H

M 83H

V 84H

以上程序，是以读写PLC 的V 变量区为例，利用PPI 协议还可以读写S7-200PLC 中的各种类型数据，包括I 、Q 、SM 、M 、V 、T 、C 、S 等数据类型，能够直接读出以上变量中的位、字节、字、双字等，其中读位变量时，是读取该位所在的字节值，然后上位机自动识别出该位的值。按照读写的数据类型，其中Str_ Read （27）的值各不同：

在控制系统中，PLC 与上位计算机的通讯，采用了PPI 通讯协议，上位机每0.5秒循环读写一次PLC 。P LC 编程时，将要读取的检测值、输出值等数据，存放在PLC 的一个连续的变量区中，当上位机读取PLC 的数据时，就可以一次读出这组连续的数据，减少数据的分次频繁读取。当修改设定值等数据时，进行写数据的通讯操作。

Q0.0 =1 68 20 20 68 2 0 7C 32 1 0 0 0

12 A 10 01 00 01 00 00 82 00 00 00 00 03 00 01 01 7F 16

Q0.0 =0 68 20 20 68 2 0 7C 32 1 0 0 0

12 A 10 01 00 01 00 00 82 00 00 00 00 03 00 01 00 7E 16

0 0 E 0 0 E 0 5 5 0 5 5 1 1