PPI 协议的通信过程解析与应用Word格式.docx

PPI 协议的通信过程解析与应用Word格式.docx

《PPI 协议的通信过程解析与应用Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《PPI 协议的通信过程解析与应用Word格式.docx（22页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

校验和；

—ED：

结束符（16H）。

2.1读命令分析

2.1.1一次读一条数据

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：

681B1B6802006C320100000000000E00000401120A10，因为是PC上发的读PLC数据的命令，SA=00，DA=02，如果有多个站，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1读不同存储器命令的Byte22~32

表1中Byte22为读取数据的长度：

01：

1Bit02：

1Byte04：

1Word06：

DoubleWord。

表中Byte24为数据个数：

这里是01，一次读一个数据。

表中Byte26存储器类型：

V存储器00：

其他。

表中Byte27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。

表中Byte28,29,30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Byte28~29这三个字节就是：

000320。

表中Byte31为校验和。

2.1.2一次读多条数据

对于一次读多个数据的情况，前21Byte与上面相似，只是长度LE、LEr及Byte14不同：

Byte14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）。

Byte22总是02即以Byte为单位。

Byte24以字节为单位，连续读取的字节数。

如读2个VD则Byte24=8。

Byte19—30按上述一次读一个数据的格式依次列出。

Byte31—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。

2.2写命令分析

一次写一个DoubleWord类型的数据。

写命令是40个字节，其余为38个字节。

写一个DoubleWord类型的数据，前面的0~21字节为：

6823236802006C320100000000000E00000401120A10

写一个其他类型的数据，前面的0~21字节为：

6821216802006C320100000000000E00000401120A10

从22字节开始根据写入数据的值和位置不同而变化。

表2几个写命令的Byte22~40

表2中字节具体说明：

Byte22~Byte30写入数据的长度、存储器类型、存储器偏移量与读命令相同。

Byte34如果写入的是位数据这一字节为03，其它则为04。

Byte36写入数据的位数:

01:

1Bit08:

1Byte10H:

1Word20H:

1DoubleWord

Byte35~40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（4字节），Byte35~38就是写入的值，Byte39=检验码，Byte40=16H，结束。

2.3其他命令分析

2.3.1强制写入

I、Q、S等不能使用上述的写命令写入数据，只能用强制写入的方式。

前0~35字节值如下（长度字段要根据实际情况而定）,需要注意的是Byte8=07,

682B2B6802006C320700000000000C001200

01120812480B0000000000FF09000E000110

后面的内容如下：

Byte32占位字节，从下一字节开始到校验和前的字节数。

说明同读数据的Byte14。

Byte36强制写入数据的长度：

DoubleWord。

Byte38数据个数：

这里是01，一次强制写多个数据时

见下面的说明。

Byte40存储器类型。

Byte41存储器类型，见读命令的说明。

Byte42、43、44存储器偏移量指针（存储器地址*8）。

Byte45、46、47、48值、校验码、结束符。

2.3.2取消强制写

强制写入I、Q等后，这些值就不能被程序改变，除非使用“取消强制命令”。

取消强制命令的格式与强制写入相似，变化的有以下几点：

（1）是没有“值”这一段，即没有Byte45~48。

这影响到长度字节LE，LEr；

占位字节Byte32。

（2）Byte16=10H,（3）Byte32=0CH，也就是第一条，没有"

值"

这一段，数据块长度变短了。

对于一次强制写入或取消多个数据的情况可以参照写入命令写出相应的报文，这里不再给出。

2.3.3STOP命令

STOP命令使得S7-200CPU从RUN状态转换到STOP状态（此时CPU模块上的模式开关开应打在RUN或TERM位置）。

PC发出如下命令，PLC返回F9，此时PLC已进入等待状态，PC再发确认报文（10025C5E16）,完成一个命令过程。

681D1D6802006C3201000000000010000029000000000009505F50524F4752414DAA16

2.3.4RUN命令

RUN命令使得S7-200CPU从STOP状态转换到RUN状态（此时CPU模块上的模式开关开应打在RUN或TERM位置）。

PC发出命令，PLC返回F9，此时PLC已进入运行状态，PC再发确认报文（10025C5E16），完成一个命令过程。

6821216802006C3201000000000014000028000000000000FD000009505F50524F4752414DAA16

2.4读出数据分析

（1）一次读出一条数据

PLC响应的数据也是用PPI封装的。

如果用一次读一条数据命令，响应的报文中就只包含一条数据，此响应报文的Byte16≤8。

Byte04：

DA=00Byte05：

SA=02即从02PLC站发往PC。

Byte16：

数据块占位字节，从Byte21到校验和前的字节数。

一条数据时：

Word=06，DoubleWord=08其它为05。

Byte22：

数据类型，位=3，其它=4。

Byte24：

数据宽度，Bit=01，Byte=08，Word=10H，DoubleWord=20H。

Byte25~28：

值。

如果网络上只可能有一个站会发回响应报文，那么可以简单地根据LE长度字节判断返回值的位置：

LE=16H，返回值是字节，或位类型的值，响应报文的Byte25即是返回值；

LE=17H，返回值是字（双字节）类型的值，响应报文的Byte25，26即是返回值；

LE=19H，返回值是双字（四字节）类型的值，响应报文的Byte25~28即是返回值。

更准确的方式是要根据返回报文的SA、DA，及存储器位置等信息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，得到正确的数据。

（2）一次读出多条数据

如果用的是一次读多条数据的命令，响应的报文中就包含有多条数据。

这些数据只有类型参数，没有偏移量参数，所以要注意根据读命令的顺序将其一一对应起来。

数据块占位字节，从Byte21到校验和前的字节数，与数据块数量和类型有关。

Byte20：

数据块的个数。

Byte21：

开始为数据块，每一个数据块都以FF04开始，接下来的两个字节表示这一数据块的长度，以位计算，然后依次是连续的数据。

下一个数据块也是以FF04开始，重复上述格式，直到结束。

三、应用

在实际应用时，以VB6.0开发为例，将PPI协议封装成控件的形式或以模块的形式应用。

控件的形式对于一般不懂PPI协议的用户，使用起来比较方便，无需自己编写代码，可直接（付费购买）使用现成控件。

对于VB编程较为熟练的人员，可将PPI协议编写成通用模块，供过程调用。

3.1上位机程序

采用VB6.0开发，用于上位机和S7-200系列PLC的PPI协议通信，实现下列功能：

（1）读写出寄存器的数值（字节、字、双字）。

（2）进行组件（V、M、S、Q、）的置I、复位操作。

（3）读取C,T当前值。

（4）读取组件（V、M、S、Q、）的状态I。

（5）登录并控制PLC的运行、停止。

（6）图形曲线方式监控。

（7）图表添加监控方式。

（8）数据存储及后期调用（客户订制设计）。

3.2PLC程序

采用模块化编写方法，构造一个主程序和相应的功能子程序，由主程序管理子程序。

数据采集采用中断子程序方式，根据数据对象的需求，选择相应的中断间隔，中断中将采集到的数据存放到通信协议中约定的存储单元中，存储单元定义为全局变量。

这样，上位机可根据通信协议通过简单的读取存储单元的方式来获取采集的数据。

四、结语

借助PPI协议完成上位机与PLC之间的数据和控制指令的传输，可降低利用VB6.0开发PLC工控项目的难度，可大大缩短项目的开发时间及提高项目质量,基于此技术开发研制的项目，现场应用运行稳定，方便实现控制对象状态参数的显示、记录及过程的控制。

参考文献

[1]西门子PPI通讯协议.

[2]PPI通讯VB程序例.

西门子S7-200PLC之PPI通讯协议

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PLC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（PointtoPoint）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，利用中断方式控制套接字口的数据收发。

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。

SIEMENSS7-200PLC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SIEMENSS7-226PLC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（PointtoPoint）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，响应给上位机数据。

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：

SDLELERSDDASAFCDASPSSAPDUFCSEDSD:

（StartDelimiter）开始定界符（68H）

LE:

（Length）报文数据长度

LER:

（RepeatedLength）重复数据长度

SD:

（StartDelimiter）开始定界符（68H）

SA:

（SourceAddress）源地址，指该地址的指针，为地址值乘以8

DA:

（DestinationAddress）目标地址，指该地址的指针，为地址值乘以8

FC:

（FunctionCode）功能码

DSAP:

（DestinationServiceAccessPoint）目的服务访问点

SSAP:

（SourceServiceAccessPoint）源服务访问点

DU:

（DataUnit）数据单元

FCS:

（FrameCheckSequence）校验码

ED:

（EndDelimiter）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：

SDSADAFCFCSED

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SADAFC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，计算器采用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：

DimStr_Read（0To32）‘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）Mod256‘取低位地址指针

Str_Read（24）=1‘读取的数据长度（Byte的个数）

ForI=4to30

Temp_FCS=Temp_FCS+Str_Read（i）

NextI

Str_Read（31）=Temp_FCSMod256‘计算FCS校验码，其它数组元素赋值省略。

681B1B68206C32100000E004112A10201018403208B16PLC返回数据E5后，确认读取命令，发送以下数据：

10205C5E16

然后上位机VB程序接受到以下数据：

68161668028323000002050041FF408227816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：

DimStr_Write（0To37）‘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

68202068207C32100000E055112A10201018403200408CB916PLC返回数据E5后，确认写入命令，发送以下数据：

10205C5E16然后上位机VB程序接受到以下数据：

68121268028323000002010051FF4716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，存放到数组形式的缓存单元中，然后分析每个元素的值，得到读写的数据。

DimRCV_Array（）AsByte

DimDis_ArrayAsString

DimRCV_LenAsLong

RCV_Array=MSComm1.Input‘取出串口接收缓冲器的数据。

RCV_Len=UBound（RCV_Array）

ReDimTemp（0ToUBound（RCV_Array））

Fori=0ToRCV_Len

Dis_Array=Dis_Array&

Hex（RCV_Array（i））&

"

Nexti

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）

S04H

SM05H

I81H

Q82H

M83H

V84H

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与上位计算器的通讯，采用了PPI通讯协议，上位机每0.5秒循环读写一次PLC。

PLC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。

利用西门子PPI协议采集数据

摘 

要：

利用西门子S7-200 

PLC内置的PPI协议的部分功能，可以做出简单使用的控制和采集系统。

关键词：

PPI协议、PLC通讯、数据采集

1、前言

西门子S7-200系列可编程控制器（PLC）是控制领域应用最广的小型PLC之一，它支持两种与计算机通信方式:

自由端口，PPI方式使用自由口方式进行编程时，必须定义自己的通讯协议，在上位机和PLC中都要编写数据通信程序，占用PLC的内存。

使用PPI协议进行通信时，PLC可以不用编程，而且可读写所有数据区，快捷方便。

但是西门子公司没有公布PPI协议的格式。

用户如果想使用PPI协议，必须购买西门子的协议模块或其它厂家的组态软件。

只对于一些小型系统来说成本比较高，若只应用几个数据，就购买一套软件，实在是浪费。

利用S7-200内置的PPI协议，开发自己的控制或采集系统不愧是一个捷径。

2、部分PPI协议格式

（Start 

Delimiter）开始定界符（68H）

LE:

（Length）报文数据长度

（Repeated 

Length）重复报文数据长度（从DA到DU）

Delimiter）开始定界符（68H） 

（Source 

Address）数据源站地址

（Destination 

Address）数据目标站地址

（Function 

Code）功能码

Service 

Access 

Point）目的服务存取点

Point）源服务存取点

（Data 

Unit）数据单元

FCS：

校验码（从DA到DU数据和）

ED：

（End 

Code）结束码（16H）

3、通讯过程

从计算机上的COM口通过一条PC/PPI编程电缆连到PLC的编程口上（最小的系统要求），计算机（为主，地址为00）