概述
　　----本例說明如何以自由協議實現計算機與S7-200的通信，計算機作為主站，可以實現對PLC從站各寄存器的讀/寫操作。
 
　　----計算機通過COM口發送指令到PLC的PORT0（或PORT1）口，PLC通過RCV接收指令，然后對指令進行譯碼，譯碼后調用相應的讀/寫子程序實現指令要求的操作，并返回指令執行的狀態信息。

通信協議

　　----在自由口模式下，通信協議是由用戶定義的。用戶可以用梯形圖程序調用接收中斷、發送中斷、發送指令（XMT）、接受指令（RCV）來控制通信操作。在自由口模式下，通信協議完全由梯形圖程序控制。

指令格式定義

　　計算機每次發送一個33字節長的指令來實現一次讀/寫操作，指令格式見表1 說明：
 
起始字符

　　----起始字符標志著指令的開始，在本例中被定義為ASCII碼的"g"，不同的PLC從站可以定義不同的起始字符以接收真對該PLC的指令。
 
指令類型

　　----該字節用來標志指令的類型，在本例中05H代表讀操作，06H代表寫操作。
 
目標PLC站地址

　　----目標PLC站地址占用指令的B2、B3兩個字節，以十六進制ASCII碼的格式表示目標PLC的站地址。
 
目標寄存器地址

　　----在PLC內部可以用4個字節來表示一個寄存器的地址（但不能表示一個位地址）。前兩個字節表示寄存器類型，后兩個字節表示寄存器號。

　　00 00（H）：   I寄存器區
　　01 00（H）：   Q寄存器區
　　02 00（H）：   M寄存器區
　　08 00（H）：   V寄存器區

例如：
 
　　IB000的地址可表示為   00 00 00 00（H）
　　VB100的地址可表示為   08 00 00 64（H）

讀/寫字節數M

　　----當讀命令時，始終讀回從目標寄存器開始的連續8個字節的數據（轉換為十六進制ASCII碼后占用16個字節），可以根據自己的需要取用，M可以任意寫入。
 
　　----當寫命令時，M表示的是要寫入數據的十六進制ASCII碼所占用的字節數。例如要寫入1個字節的數據，數據在指令中以十六進制ASCII碼表示，它將占用2個字節，此時應向M中寫入"02"。同理，如果要寫入5個字節的數據，M中應寫入"0A"。

要寫入的數據

　　----要寫入的數據在指令中以十六進制ASCII碼的格式表示，占用指令的B14-B29共16個字節。數據區必須填滿，但只有前M個字節的數據會被寫入目標寄存器。一條指令最多可以寫入8個字節的數據（此時M中應寫入"10"，代表十進制的16）
 
BCC校驗碼

　　----在傳輸過程中，指令有可能受到任何的干擾而使原來的數據信號發生扭曲，此時的指令當然是錯誤的，為了偵測指令在傳輸過程中發生的錯誤，接收方必須對指令作進一步的確認工作，以防止錯誤的指令被執行，最簡單的方法就是使用校驗碼。BCC校驗碼的方法就是將要傳送的字符串的ASCII碼以字節為單位作異或和，并將此異或和作為指令的一部分傳送出去；同樣地，接收方在接到指令后，以相同的方式對接收到的字符串作異或和，并與傳送方所送過來的值作對比，若其值相等，則代表接收到的指令是正確的，反之則是錯誤的。
 
　　----在本例中，bcc為指令B1到B29的異或和，BCC為bcc的十六進制ASCII碼。

　　----bcc=B1 xor B2 xor B3 xor B4 xor …… xor B29

結束字符

　　----結束字符標志著指令的結束，在本例中被定義為ASCII碼的"G"，不同的PLC從站可以定義不同的結束字符以接收真對該PLC的指令。

　　PLC在接到上位機指令后，將發送一個21字節長反饋信息，格式見表2

說明：
 
起始字符

　　----起始字符標志著反饋信息的開始，在本例中被定義為ASCII碼的"g"，不同的PLC從站可以定義不同的起始字符，這樣上位機可以根據信息的起始字符來判斷反饋信息的來源。
 
狀態信息
 
　　----該字節包含指令執行的狀態信息，在本例中

　　01H   代表   讀取正確
　　02H   代表   寫入正確
　　03H   代表   BCC校驗碼錯誤
　　04H   代表   指令不合法

數據區

　　----反饋信息的B3到B18為讀指令所要讀取的數據，以十六進制ASCII碼表示。
 
BCC校驗碼

　　----與上位機指令中的BCC校驗碼類似，它是反饋信息B3到B18的異或和。
 
結束字符

　　----結束字符標志著反饋信息的結束，在本例中被定義為26H。
 
指令中為何要使用ASCII碼

　　----一條指令除包含數據外，還包含必要的控制字（起始字符、結束字符、指令類型等）。如果指令中的數據直接以其原本的形式傳輸，則不可避免的會與指令中的控制字發生混淆。

　　----例如本例中，指令的起始字符為"g"，其ASCII碼值為67H，結束字符為"G"，其ASCII碼值為47H。假設要寫入的數據中也有47H，并且數據直接以其原本的形式傳輸，則PLC會因為接收到了數據中的47H而停止接收，這樣PLC接收到的指令將是一個不完整的非法指令，很可能造成PLC的誤動作。

　　----為了避免這種情況的發生，可以用文本來傳送二進制數據。通過以16進制ASCII碼的格式描述數據，每個二進制的字節都可以表示成一對ASCII編碼，這對編碼表示這個字節的兩個16進制字符。這種格式可以表示任何的數值，僅僅使用ASCII代碼的30H到39H（表示0到9）和41H到46H（表示A到F）。ASCII碼的其余部分可以用作控制字（起始標志、結束標志、指令類型等）。這樣，數據中的47H以ASCII碼的形式進行傳送就變成了34H 37H 兩個字節，從而避免了PLC因接收到數據中的47H而停止接收的錯誤。

表1　上位機指令格式

表2 反饋信息格式

PLC程序執行過程

　　----PLC在第一次掃描時執行初始化子程序，對端口及RCV指令進行初始化。初始化完成后，運行RCV指令使端口處于接受狀態。

　　----RCV會將以"g"開頭"G"結尾的指令保存到接收緩沖區，并同時產生接收完成中斷。
 
　　----RCVcomplete中斷服務程序用來處理接收完成中斷事件，它會將接收緩沖區中的十六進制ASCII碼還原成數據并保存，同時置位Verify子程序的觸發條件（M0.1）。 ----Verify子程序首先復位本身的觸發條件以防止子程序被重復調用，然后求出接收緩沖區中指令的BCC校驗碼并與指令中的BCC校驗碼進行比對。如果相等則置BCC碼校驗正確的標志位（M0.0）為1；如果指令格式正確（指令的結束標志在接收緩沖區中特定的位置VB133）而BCC碼不相等，則發送代表BCC校驗碼錯誤的反饋信息；如果指令格式不正確（VB133中不是指令的結束標志），則返回代表指令格式錯誤的反饋信息。

　　----Read子程序的觸發條件為：指令中的站地址與本機站地址相符、指令類型為讀指令、BCC檢驗碼正確。當條件滿足時，Read子程序被執行。Read子程序首先禁止RCV，然后將指令所要讀取的數據轉換成十六進制ASCII碼并寫入發送緩沖區、計算BCC檢驗碼、最后發送反饋信息。
 
　　----Write子程序的觸發條件為：指令中的站地址與本機站地址相符、指令類型為寫指令、BCC檢驗碼正確。當條件滿足時，Write子程序被執行。Write子程序首先禁止RCV，然后將指令中的數據寫入目標寄存器，最后發送代表寫入正確的反饋信息。
 
　　----PLC每接到一條指令后都會發送一條反饋信息，當反饋信息發送完成時，會產生發送完成中斷，XMTcomplete中斷服務程序用來處理發送完成中斷事件。在XMTcomplete中斷服務程序中所要執行的操作包括：復位BCC校驗碼正確的標志位（M0.0）；允許RCV；bcc碼寄存器清零；重新裝入用于計算BCC校驗碼的地址指針；接收緩沖區中存放指令結束字符的字節VB133清零（用來判斷下一條指令格式是否正確）。

概述
　　----本例說明如何以自由協議實現計算機與S7-200的通信，計算機作為主站，可以實現對PLC從站各寄存器的讀/寫操作。
 
　　----計算機通過COM口發送指令到PLC的PORT0（或PORT1）口，PLC通過RCV接收指令，然后對指令進行譯碼，譯碼后調用相應的讀/寫子程序實現指令要求的操作，并返回指令執行的狀態信息。

通信協議

　　----在自由口模式下，通信協議是由用戶定義的。用戶可以用梯形圖程序調用接收中斷、發送中斷、發送指令（XMT）、接受指令（RCV）來控制通信操作。在自由口模式下，通信協議完全由梯形圖程序控制。

指令格式定義

　　計算機每次發送一個33字節長的指令來實現一次讀/寫操作，指令格式見表1 說明：
 
起始字符

　　----起始字符標志著指令的開始，在本例中被定義為ASCII碼的"g"，不同的PLC從站可以定義不同的起始字符以接收真對該PLC的指令。
 
指令類型

　　----該字節用來標志指令的類型，在本例中05H代表讀操作，06H代表寫操作。
 
目標PLC站地址

　　----目標PLC站地址占用指令的B2、B3兩個字節，以十六進制ASCII碼的格式表示目標PLC的站地址。
 
目標寄存器地址

　　----在PLC內部可以用4個字節來表示一個寄存器的地址（但不能表示一個位地址）。前兩個字節表示寄存器類型，后兩個字節表示寄存器號。

　　00 00（H）：   I寄存器區
　　01 00（H）：   Q寄存器區
　　02 00（H）：   M寄存器區
　　08 00（H）：   V寄存器區

例如：
 
　　IB000的地址可表示為   00 00 00 00（H）
　　VB100的地址可表示為   08 00 00 64（H）

讀/寫字節數M

　　----當讀命令時，始終讀回從目標寄存器開始的連續8個字節的數據（轉換為十六進制ASCII碼后占用16個字節），可以根據自己的需要取用，M可以任意寫入。
 
　　----當寫命令時，M表示的是要寫入數據的十六進制ASCII碼所占用的字節數。例如要寫入1個字節的數據，數據在指令中以十六進制ASCII碼表示，它將占用2個字節，此時應向M中寫入"02"。同理，如果要寫入5個字節的數據，M中應寫入"0A"。

要寫入的數據

　　----要寫入的數據在指令中以十六進制ASCII碼的格式表示，占用指令的B14-B29共16個字節。數據區必須填滿，但只有前M個字節的數據會被寫入目標寄存器。一條指令最多可以寫入8個字節的數據（此時M中應寫入"10"，代表十進制的16）
 
BCC校驗碼

　　----在傳輸過程中，指令有可能受到任何的干擾而使原來的數據信號發生扭曲，此時的指令當然是錯誤的，為了偵測指令在傳輸過程中發生的錯誤，接收方必須對指令作進一步的確認工作，以防止錯誤的指令被執行，最簡單的方法就是使用校驗碼。BCC校驗碼的方法就是將要傳送的字符串的ASCII碼以字節為單位作異或和，并將此異或和作為指令的一部分傳送出去；同樣地，接收方在接到指令后，以相同的方式對接收到的字符串作異或和，并與傳送方所送過來的值作對比，若其值相等，則代表接收到的指令是正確的，反之則是錯誤的。
 
　　----在本例中，bcc為指令B1到B29的異或和，BCC為bcc的十六進制ASCII碼。

　　----bcc=B1 xor B2 xor B3 xor B4 xor …… xor B29

結束字符

　　----結束字符標志著指令的結束，在本例中被定義為ASCII碼的"G"，不同的PLC從站可以定義不同的結束字符以接收真對該PLC的指令。

　　PLC在接到上位機指令后，將發送一個21字節長反饋信息，格式見表2

說明：
 
起始字符

　　----起始字符標志著反饋信息的開始，在本例中被定義為ASCII碼的"g"，不同的PLC從站可以定義不同的起始字符，這樣上位機可以根據信息的起始字符來判斷反饋信息的來源。
 
狀態信息
 
　　----該字節包含指令執行的狀態信息，在本例中

　　01H   代表   讀取正確
　　02H   代表   寫入正確
　　03H   代表   BCC校驗碼錯誤
　　04H   代表   指令不合法

數據區

　　----反饋信息的B3到B18為讀指令所要讀取的數據，以十六進制ASCII碼表示。
 
BCC校驗碼

　　----與上位機指令中的BCC校驗碼類似，它是反饋信息B3到B18的異或和。
 
結束字符

　　----結束字符標志著反饋信息的結束，在本例中被定義為26H。
 
指令中為何要使用ASCII碼

　　----一條指令除包含數據外，還包含必要的控制字（起始字符、結束字符、指令類型等）。如果指令中的數據直接以其原本的形式傳輸，則不可避免的會與指令中的控制字發生混淆。

　　----例如本例中，指令的起始字符為"g"，其ASCII碼值為67H，結束字符為"G"，其ASCII碼值為47H。假設要寫入的數據中也有47H，并且數據直接以其原本的形式傳輸，則PLC會因為接收到了數據中的47H而停止接收，這樣PLC接收到的指令將是一個不完整的非法指令，很可能造成PLC的誤動作。

　　----為了避免這種情況的發生，可以用文本來傳送二進制數據。通過以16進制ASCII碼的格式描述數據，每個二進制的字節都可以表示成一對ASCII編碼，這對編碼表示這個字節的兩個16進制字符。這種格式可以表示任何的數值，僅僅使用ASCII代碼的30H到39H（表示0到9）和41H到46H（表示A到F）。ASCII碼的其余部分可以用作控制字（起始標志、結束標志、指令類型等）。這樣，數據中的47H以ASCII碼的形式進行傳送就變成了34H 37H 兩個字節，從而避免了PLC因接收到數據中的47H而停止接收的錯誤。

表1　上位機指令格式

表2 反饋信息格式

PLC程序執行過程

　　----PLC在第一次掃描時執行初始化子程序，對端口及RCV指令進行初始化。初始化完成后，運行RCV指令使端口處于接受狀態。

　　----RCV會將以"g"開頭"G"結尾的指令保存到接收緩沖區，并同時產生接收完成中斷。
 
　　----RCVcomplete中斷服務程序用來處理接收完成中斷事件，它會將接收緩沖區中的十六進制ASCII碼還原成數據并保存，同時置位Verify子程序的觸發條件（M0.1）。 ----Verify子程序首先復位本身的觸發條件以防止子程序被重復調用，然后求出接收緩沖區中指令的BCC校驗碼并與指令中的BCC校驗碼進行比對。如果相等則置BCC碼校驗正確的標志位（M0.0）為1；如果指令格式正確（指令的結束標志在接收緩沖區中特定的位置VB133）而BCC碼不相等，則發送代表BCC校驗碼錯誤的反饋信息；如果指令格式不正確（VB133中不是指令的結束標志），則返回代表指令格式錯誤的反饋信息。

　　----Read子程序的觸發條件為：指令中的站地址與本機站地址相符、指令類型為讀指令、BCC檢驗碼正確。當條件滿足時，Read子程序被執行。Read子程序首先禁止RCV，然后將指令所要讀取的數據轉換成十六進制ASCII碼并寫入發送緩沖區、計算BCC檢驗碼、最后發送反饋信息。
 
　　----Write子程序的觸發條件為：指令中的站地址與本機站地址相符、指令類型為寫指令、BCC檢驗碼正確。當條件滿足時，Write子程序被執行。Write子程序首先禁止RCV，然后將指令中的數據寫入目標寄存器，最后發送代表寫入正確的反饋信息。
 
　　----PLC每接到一條指令后都會發送一條反饋信息，當反饋信息發送完成時，會產生發送完成中斷，XMTcomplete中斷服務程序用來處理發送完成中斷事件。在XMTcomplete中斷服務程序中所要執行的操作包括：復位BCC校驗碼正確的標志位（M0.0）；允許RCV；bcc碼寄存器清零；重新裝入用于計算BCC校驗碼的地址指針；接收緩沖區中存放指令結束字符的字節VB133清零（用來判斷下一條指令格式是否正確）。

PLC寄存器地址分配
 
　　----此程序占用PLC寄存器的VB100-VB199，內部繼電器占用M0.0和M0.1。寄存器地址分配見表3、表4、表5、表6。

表3 接收緩沖區

表4 譯碼區

表5 發送緩沖區

表6 其它
 
程序清單

主程序：
NETWORK 1
LD SM0.1 //第一次掃描調用初始化子程序
CALL initialize  
 
NETWORK 2
LDB= VB134, VB199  //指令中的站地址與本機站地址相符
AB= VB102, 5 //指令類型為讀指令
A M0.0 //BCC碼校驗正確
CALL Read //調用讀子程序
 
NETWORK 3
LDB= VB134, VB199 //指令中的站地址與本機站地址相符
AB=  VB102, 6 //指令類型為寫指令
A M0.0 //BCC碼校驗正確
CALL Write //調用寫子程序
 
NETWORK 4
LD M0.1 //指令接收完成后調用BCC碼校驗子程序
CALL Verify  
 
NETWORK 5
LD SM4.5 //當端口空閑時啟動RCV
RCV VB100, 0  

Read子程序：
NETWORK 1
LD SM0.0 //停止端口0的接收
R SM87.7, 1  
R M0.0, 1  
RCV VB100, 0  
 
NETWORK 2
LD SM0.0 //將數據寫入發送緩沖區
MOVB  103, VB154  
MOVB 1, VB155  
HTA *VD135, VB156, 16  
MOVB 26, VB174  
MOVB 21, VB153  
 
NETWORK 3
LD SM0.0 //計算BCC校驗碼
FOR VW177, +1, +16  
 
NETWORK 4
LD SM0.0  
XORB *VD181, VB180  
 
NETWORK 5
LD SM0.0  
INCD VD181  
 
NETWORK 6
NEXT    
 
NETWORK 7
LD SM0.0  
HTA VB180, VB172, 2 //BCC校驗碼寫入發送緩沖區
 
NETWORK 8
LD SM4.5 //發送反饋信息
XMT VB153, 0  

Write子程序：
NETWORK 1
LD SM0.0 //停止端口0的接收
R SM87.7, 1  
R M0.0, 1  
RCV VB100, 0  
 
NETWORK 2
LD SM0.0 //裝入要寫如數據源的地址指針
MOVD &VB115, VD145  
 
NETWORK 3
LD SM0.0 //寫入數據
ATH *VD145, *VD135, VB139  
 
NETWORK 4
LD SM0.0 //指令執行的反饋信息寫入發送緩沖區
MOVB 21, VB153  
MOVB 103, VB154  
MOVB 2, VB155  
MOVB 26, VB174  
 
NETWORK 5
LD SM4.5 //發送指令執行的反饋信息
XMT VB153, 0  

Verify子程序：
NETWORK 1
LD SM0.0  
R M0.1, 1 //復位verify子程序的執行條件
 
NETWORK 2
LD SM0.0 //計算BCC碼
FOR VW175, +1, +29  
 
NETWORK 3
LD SM0.0  
XORB *VD149, VB179  
 
NETWORK 4
LD SM0.0  
INCD VD149  
 
NETWORK 5
NEXT    
 
NETWORK 6
LDB= VB179, VB140 //當BCC碼校驗正確時，M0.0置1
AB= VB133, 71  
S M0.0, 1  
 
NETWORK 7
LDB= VB133, 71 //BCC碼錯誤時發送反饋信息
AB<> VB179, VB140  
MOVB 21, VB153  
MOVB 103, VB154  
MOVB 3, VB155  
MOVB 26, VB174  
R SM87.7, 1  
RCV VB100, 0  
XMT VB153, 0  
 
NETWORK 8
LDB<> VB133, 71 //指令格式錯誤或RCV超時時發送反饋信息
MOVB 21, VB153  
MOVB 103, VB154  
MOVB 4, VB155  
MOVB 26, VB174  
R SM87.7, 1  
RCV VB100, 0  
XMT VB153, 0  

Initialize子程序：
NETWORK 1
LD SM0.0  
MOVB 9, SMB30 //0口"9600,N,8,1"
 
NETWORK 2
LD SM0.0 //RCV指令初始化
MOVB 16#EC, SMB87  
MOVB 103, SMB88  
MOVB 71, SMB89  
MOVB +1000, SMW92  
MOVB 35, SMB94  
R SM87.2, 1  
 
NETWORK 3
LD SM0.0  
ATCH RCVcomplete, 23 //連接口0接收完成的中斷
 
NETWORK 4
LD SM0.0  
ATCH XMTcomplete, 9 //連接口0發送完成的中斷
 
NETWORK 5
LD SM0.0  
ENI   //中斷允許
 
NETWORK 6
LD SM0.0  
MOVB 2, VB199 //將本機站地址裝入寄存器
 
NETWORK 7
LD SM0.0  
MOVB &VB102, VD149 //裝入地址指針
MOVB 0, VB179 //BCC碼寄存器清零
MOVB &VB156, VD181 //裝入地址指針
MOVB 0, VB180 //BCC碼寄存器清零

RCVcomplete中斷程序
NETWORK 1
LD SM0.0  
ATH VB103, VB134, 2 //指令譯碼（ASCII碼到十六進制）
ATH VB105, VB135, 8  
ATH VB113, VB139, 2  
ATH VB131, VB140, 2  
S M0.1, 1 //置位Verify子程序的觸發條件
MOVB 0, VB179 //BCC碼寄存器清零
MOVD &VB102, VD149 //裝入地址指針

XMTcomplete中斷程序
NETWORK 1
LD SM0.0  
R M0.0, 1 //復位BCC校驗碼正確的標志位
S SM87.7, 1 //允許口0進行接收
MOVB 0, VB179 //BCC校驗碼寄存器清零
MOVB 0, VB180 //BCC校驗碼寄存器清零
MOVD &VB102, VD149 //重新裝入地址指針
MOVD &VB156, VD181  
MOVB 0, VB133  //接收緩沖區中存放指令結束字符的字節