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前言，先来说一下为什么会有这么一个奇怪的应用。在一个自动化系统改造升级项目中，甲方要求把消防的画面加到他们的后台上。他们的后台用的亚控的KingSCADA组态软件。但是把消防的数据做到后台电脑上何其难也，因为这是一个跨行业的应用了，人家消防有消防的一套通讯系统，跟你工控自动化是不兼容的。我研究消防系统485总线通讯协议，确定了用西门子200 SMART PLC来监听消防系统485总线的方案。所能获取的数据也很有限，只能获取实时发生的火灾信息。具体来说，当消防主机的485总线上接有火灾显示盘的时候，有火灾报警的时候，消防主机会向火灾显示盘发送火灾报警信息，这时候PLC监听到这一部分数据，提取出来，最后反馈到后台电脑上。要搞懂这些程序要有熟练的西门子200 SMART编程技术。也许您也碰到了这样奇葩的要求，这些资料就有很大的参考价值。下面就具体讲解一下实现的步骤，并提供所有资料和完整的PLC程序。
首先，先讲一下接线吧。首先来看消防主机的485通讯接线：
看到485显示盘A/B端子了吗，这上面的两根线是485通讯线，接到火灾显示盘上。再来看看火灾显示盘的接线：
看到了吗，这就是火灾显示盘，本来这个是要装在走廊上的，我们只用它的通讯功能，所以就放到柜子里了。这个火灾显示盘是要根据消防主机的型号，来配套的，要联系消防厂家，看看配哪个型号的火灾显示盘。看到那两根并排的红线和两根蓝线了吗，就是485通讯线，一端去消防主机，一端去PLC的通讯。再来看看PLC那边的接线吧：
看到PLC上的SB COM01扩展板了吗，那上面接的红线和蓝线，就是从火灾显示盘过来的485通讯线。这样就构建了一个485通讯总线，接线完毕。下面来讲一下消防系统的485总线通讯协议吧。
那么，现在开始讲485总线通讯协议。这份通讯协议是公司花了大价钱从消防厂家买来的，由于人家说是绝密文档，我没法给大家发布出来。但是为了讲清楚后面的程序，则必须要讲这个协议要用的部分内容。我把所有要用到的协议内容，一次性的在这里讲出来，后面看程序的时候，可以返回来仔细看。这个协议是一个消防系统485总线通讯协议，适用于其9000消防系统。我不清楚各个消防厂家的协议是不是一样的，假设你要做类似的监听通讯，则必须要从消防厂家那里获得其通讯协议，没有协议一切白费。下面就是协议的部分内容。
概述，在我做的这个系统里，火灾报警控制器做为主机，火灾显示盘做为从机。而PLC呢，只是一个监听者。
物理链路协议，起始位1位，数据位8位，校验位1位偶校验，停止位1位，波特率9600.
数据包传输协议。在数据包传输协议中，需要使用几个特征字符，用于包的完整传输，具体如下：SYN(0XAA)同步字符，连续两个以上的同步字符，认为是一个数据包开始；EOT(0XAF)结束字符，出现结束字符认为数据包数据结束；DLE(0XA0)转义字符，当数据中出现同步字符，结束字符和转移字符时，为了让这些字符做为普通数据处理，就在前面加一个转义字符。我后面的程序中还真用到了转移字符，是在处理中文的报警地址的时候用到的。
连接层传输协议必须遵循以下通讯机制：
1. 对于发送方的每一个数据包，接收方根据接收的数据必须向发送方发送响应数据包（接收确认或接收非确认）。
2. 对于多包数据传输，其数据发送有效包号从1开始。数据包号为0的ACK将触发实际多包数据的发送传输过程。发送PKG_NO号SOH包数据，接收方响应PKG_NO号ACK，发送方收到PKG_NO号ACK，发送方发送PKG_NO+1号包数据。
3. 当接收方检测到数据出错时，向发送方发送非确认NAK数据包。
4. 发送方发送完一个数据包后，在20ms 后没有收到接收方的确认或非确认信号，重发此数据包，重发次数为3。
5. 为了启动数据发送过程，发送方首先发送ENQ 数据包，等待接收发方发送PGK_NO=0的ACK 确认包，发送方在收到PKG_NO=0的ACK 确认包后，进入SOH数据包发送状态。
下表为连接层所用特征字符以及相应的通讯帧格式。
通讯帧含义 |
特征字符 |
通讯帧格式 |
||||||
数据 |
0xE0 (SOH) |
SOH |
SRCADDR |
DESTADDR |
PKG_NO |
LEN |
TYPE |
DATA |
广播数据 |
0xBB (BCSOH) |
BCSOH |
SRCADDR =0 |
DESTADDR =0 |
CMD_NO |
DATA |
|
|
退出 |
0xE1 (EXT) |
EXT |
SRCADDR |
DESTADDR |
|
|
|
|
接收确认 |
0xE2 (ACK) |
ACK |
SRCADDR |
DESTADDR |
PKG_NO |
|
|
|
接收非确认 |
0xE4 (NAK) |
NAK |
SRCADDR |
DESTADDR |
|
|
|
|
结束 |
0xE8 (NUL) |
NUL |
SRCADDR |
DESTADDR |
|
|
|
|
结束确认 |
0xE9 (NULACK) |
NULACK |
SRCADDR |
DESTADDR |
|
|
|
|
查询 |
0xE7 (ENQ) |
ENQ |
SRCADDR |
DESTADDR |
|
|
|
|
握手 |
0xD0 (SAK) |
SAK |
SRCADDR |
DESTADDR |
|
|
|
|
握手确认 |
0xDF (SAKED) |
SAKED |
SRCADDR |
DESTADDR |
TYPE |
|
|
|
连接 |
0xF1 (LINK) |
LINK |
SRCADDR |
DESTADDR |
|
|
|
|
连接确认 |
0xF4 (LINKED) |
LINKED |
SRCADDR |
DESTADDR |
|
|
|
|
终止连接 |
0xF2 (UNLINK) |
UNLINK |
SRCADDR |
DESTADDR |
|
|
|
|
终止连接确认 |
0xF8 (UNLINKED) |
UNLINKED |
SRCADDR |
DESTADDR |
|
|
|
|
大家看到了吗，主机和从机之间的通讯要经过一套发送，应答机制。
连接层通讯状态描述，地址：主机地址为00，从机地址为1-99.
握手信号和从机在线检测机制，当主机向从机发送握手数据包后，在规定的时间间隔内没有收到从机的应答信号就认为此次连接失败，不再进行重发，直接对下一个从机发送握手信号。
应用数据的传输，应用数据的传输需要依靠SOH和BCSOH通讯帧来完成。BCSOH用于广播、复位和消声等系统消息。SOH用于传输火警/反馈信息，配置信息等实际数据。
握手和握手确认，报警主机为了判断火灾显示盘和火灾显示盘扩容箱否在线，通讯是否畅通。报警主机会向从机轮询逐个握手，从机收到本地址的握手命令后，在40ms内向主机发送握手确认命令，否则报警主机会报该地址从机通讯故障。后面的程序中，以前用到过这个数据，后来不用了，用处不大。
【实例说明】
主机发送握手命令：AA AA AA AA D0 00 1E AF CE
从机响应握手确认：AA AA AA AA DF 1E 00 TYPE AF C1
握手命令解析
编号 |
数据 |
说明 |
备注 |
① |
AA AA AA AA |
同步字符 |
D0 握手命令/DF 握手确认 |
② |
D0 |
特征字符 |
|
③ |
00 |
发送源地址 |
报警主机地址号00，例子中从机为0x1E 即30。 |
④ |
1E |
发送目的地址 |
|
⑤ |
AF |
结束字符 |
|
⑥ |
CE |
数据校验 |
校验和 |
广播命令，广播命令有三条：复位命令、消音命令和时间同步命令。从机收到广播命令后不用向主机发送应答数据。复位命令：控制器复位时，控制器在485 总线上发送复位命令。消音命令：控制器进入本机消音状态，向485 从机设备发送消音命令。时间同步：控制器每10分钟向从机广播时间数据。后面的程序用到了这部分内容，具体是用到了广播时间同步命令。
【实例说明】
主机发送广播复位命令：AA AA AA AA BB 00 00 00 AF BB
主机发送广播消音命令：AA AA AA AA BB 00 00 01 AF BA
主机发送广播时间同步命令：AA AA AA AA BB 00 00 0E 11 01 25 15 02 13 AF 84
广播命令解析
编号 |
数据 |
说明 |
备注 |
① |
AA AA AA AA |
同步字符 |
|
② |
BB |
特征字符 |
广播命令 |
③ |
00 |
发送源地址 |
|
④ |
00 |
发送目的地址 |
广播命令目的地址为00 |
⑤ |
00 |
数据类型 |
00 复位/01 消音/0E 时间同步 |
⑥ |
11 01 25 15 02 13 |
时间数据11 年01 月25 日15 时02 分13 秒 |
日期和时间数据为BCD 码；复位和消音命令时，位置⑥无时间数据。 |
⑦ |
AF |
结束字符 |
|
⑧ |
84 |
数据校验 |
|
火警等信息传输流程，主机向从机下发一条火警信息，需要连续发送7帧数据(配置列别发送最多需要20帧，其它类型信息传递一般小于7帧)，从机需要对每帧数据应答，共14帧数据。
火警信息传输实例说明：
步骤1）主—>从（主机向从机发送连接命令）：AA AA AA AA F1 00 1E AF EF 。
步骤2）从—>主（从机发给主机发送连接确认命令）: AA AA AA AA F4 1E 00 00 AF EA 。
步骤3）主—>从（主机向从机发送查询命令）：AA AA AA AA E7 00 1E AF F9 。
步骤4）从—>主（从机发给主机接收确认命令）：AA AA AA AA E2 1E 00 00 AF FC
步骤5）主—>从（主机向从机发送第一包火警数据）：
AA AA AA AA E0 00 1E 01 23 20 02 01 01 00 39 39 0B 01 01 01 39 30 31 C7 F8 30 31 B2 E3 30 35 37 BA C5 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 AF EF 。
第1包火警数据解析（这里是后面程序要用的，只不过实际的数据比这个多，第1包数据扩大到年月日数据处）：
编号 |
数据 |
说明 |
备注 |
① |
AA AA AA AA |
同步字符 |
|
② |
E0 |
特征字符 |
0xE0 发送数据 |
③ |
00 |
发送源地址 |
|
④ |
1E |
发送目的地址 |
|
⑤ |
01 |
包号 |
0x01 第一包数据 0x02 第二包数据 |
⑥ |
23 |
数据长度 |
0x23 即35 个字节 |
⑦ |
20 |
数据类型 |
0x20 火警或反馈 |
⑧ |
02 |
主类型 |
0x02 火警和反馈数据 |
⑨ |
01 |
从类型 |
0x01 火警<反馈>发生 |
⑩ |
01 |
主机号 |
|
11 |
00 |
接口板和回路号 |
0x00 表示第一个回路 |
12 |
39 |
设备地址号 |
回路中0x39 号地址报火警扩展到2 字节 |
13 |
39 |
设备的生产类型 |
|
14 |
0B |
设备类型 |
|
15 |
01 |
区号 |
|
16 |
01 |
栋号 |
|
17 |
01 |
层号 |
|
18 |
39 |
房号 |
|
19 |
|
位置描述 |
|
20 |
AF |
结束字符 |
|
21 |
EF |
数据校验 |
|
步骤6）从—>主（从机发给主机接收确认命令）：AA AA AA AA E2 1E 00 01 AF FD 。
步骤7）主—>从（主机向从机发送第二包火警数据）:AA AA AA AA E0 00 1E 02 23 20 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 11 01 25 15 02 00 00 CA D6 B1 A8 00 00 00 00 00 00 AF D8 。
第2包数据解析（这是后面程序要用到的，实际数据比这个少，只有时分秒及后面的数据）：
编号 |
数据 |
说明 |
备注 |
① |
AA AA AA AA |
同步字符 |
|
② |
E0 |
特征字符 |
0xE0 发送数据 |
③ |
00 |
发送源地址 |
|
④ |
1E |
发送目的地址 |
|
⑤ |
02 |
包号 |
0x01 第一包数据 |
⑥ |
23 |
数据长度 |
0x23 即35 个字节 |
⑦ |
20 |
数据类型 |
|
⑧ |
|
位置信息描述 |
|
⑨ |
11 |
年 |
|
⑩ |
01 |
月 |
|
11 |
25 |
日 |
|
12 |
15 |
时 |
|
13 |
02 |
分 |
|
14 |
00 |
秒 |
|
15 |
00 |
隔离标志 |
|
16 |
|
设备类型描述 |
|
17 |
AF |
结束字符 |
|
18 |
D8 |
数据校验 |
|
步骤8）从—>主（从机对第二包数据的应答）：AA AA AA AA E2 1E 00 02 AF FE。
步骤9）主—>从（主机发送数据传输结束命令）：AA AA AA AA E8 00 1E AF F6。
步骤10）从—>主（从机应答结束确认）：AA AA AA AA E9 1E 00 00 AF F7。
步骤11）主—>从（主机发送接收确认）：AA AA AA AA E2 00 1E AF FC。
步骤12）从—>主（从机发送退出）：AA AA AA AA E1 1E 00 00 AF FF。
步骤13）主—>从（主机发送终止连接）：AA AA AA AA F2 00 1E AF EC。
步骤14）从—>主（从机应答终止连接确认）：AA AA AA AA F8 1E 00 00 AF E6。
有效数据详细描述，火警或反馈信息有效数据详细描述（把2个火警数据包的数据合起来就能得到这个数据，后面的程序用到了这里的资料）
命令号 |
字段域 |
|
字段含义描述 |
含义描述 |
0x20 |
ucLength |
1 |
长度（71） |
火警或反馈 |
下同 |
ucStruMasterType |
1 |
主类型（0x02） |
下同 |
|
ucStruSlaverType |
1 |
从类型（0x01:火警<反馈>发生0x81:火警<反馈>消失） |
|
|
ucHostNO |
1 |
主机号（从1 开始） |
|
|
ucIOB_LoopNO |
1 |
接口板和回路号（=(IOBNO-1)*2+LOOPNO） |
|
|
ucAddrNO |
2 |
设备地址号（高字节为地址的低位，低字节为地址的高位） |
|
|
ucMakeType |
1 |
生产类型 |
|
|
ucEquipmentType |
1 |
设备类型（用于联动，详细描述见后） |
|
|
ucZoneNO |
1 |
区号（从0 开始0-19） |
|
|
ucBuildingNO |
1 |
栋号（从0 开始0-19） |
|
|
ucFloorNO |
1 |
层号（0-199 为1-200 层）（0xFF-0xF6 为-1 至-10 层） |
|
|
ucRoomNO |
1 |
房号（0-255） |
|
|
aucPlaceDesc |
41 |
位置描述，长度为41，以0 结尾的字符串 |
|
|
ucYear |
1 |
年（两位BCD 码） |
|
|
ucMonth |
1 |
月（两位BCD 码） |
|
|
cDay |
1 |
日（两位BCD 码） |
|
|
ucHour |
1 |
时（两位BCD 码） |
|
|
ucMinute |
1 |
分（两位BCD 码） |
|
|
ucSecond |
1 |
秒（两位BCD 码） |
|
|
ucIsolateFlag |
1 |
隔离标志（0：未隔离，1 隔离） |
|
|
aucEqpDesc |
11 |
设备类型描述，长度为11，以0 结尾的字符串 |
|
怎么样，这个协议啰嗦吗。后面还有各种数据详细描述和有关火灾显示盘扩容箱的通讯协议，由于后面的程序没有用到，就不罗列出来了。通讯协议的讲解就到此为止。
看到协议的内容估计大家头都大了吧。没事下面我会结合实际的程序给大家分解开，一步步讲解。要搞懂这个程序大家一定要投入一些时间，踏踏实实把程序看完。程序可能比较多，我没法一一在这里展示出来。我也不可能把每一条指令的作用给大家讲清楚，我只能说说这一段的程序执行的是什么功能。程序的基本逻辑就是监听485通讯线上的通讯帧，分析这些数据，获取对我们有用的数据。我打算按照程序的实际工作流程来讲解，而不是按照程序段的顺序来讲解，这样大家更容易理解。前面的指令我可能讲的仔细点，后面就讲主要的功能和特别需要注意的地方，因为内容实在太多，大家也不希望我长篇大论。
首先，在主程序中调用消防通讯子程序。
消防通讯子程序第1段：
这一段程序的功能是设置自由口通讯参数，连接中断处理程序，数据区清零，打开接收指令。SMB130设置为16#49的意思是,偶校验,每个字符8位,波特率9600,自由端口模式。SMB187设置为16#94的意思是,启用接收消息功能,忽略起始字符,忽略结束字符,使用空闲线,字符间定时器,使用定时器超时,忽略断开条件。SMW190设置为2意思是，空闲线时间2ms。设置SMW192为2意思是，定时器超时值2ms,由于主从机之间帧响应太快,所以减少时间为2ms.虽然设置的这么短，但还是可能会漏掉火警数据的第二个包。SMB194设置接收最大字符数99。将端口1接收消息完成（24）事件连接到中断处理24子程序上。开中断。中断计数为0。这个变量用来检测是否成功进入了中断处理程序。对接收区清零。启动第1次接收指令。
中断处理24子程序第5段和第8段：
首先来讲一个问题，由于消防主机和火灾显示盘之间的数据帧交互太快，火警数据需要由两个数据帧来完成，第2个火警数据帧有时会抓取不到。我这里使用了各种方法来缩短中断处理程序的时间，但效果不明显。即使用了跳转指令,也不能完全抓取第2包，10次里有1-2次抓不到。第5段程序，接收到确认命令后跳转。为什么这里要跳转呢，因为16#E2是接收确认的意思，是火灾显示盘发给消防主机的应答信息，对我们没用。我们只截取消防主机发给火灾显示盘的信息，所以为了减少中断处理时间，我们直接跳转，越过下面的程序段。虽然我采用了这种技巧，但是效果并不明显，还是前面说的有时候第2个火警数据包会抓取不到。后面我采用了，伪造第2个火警数据包的方法，到了那个地方我还会讲。第8段，就是跳转的标签，如果条件成立就跳转到这里，越过第6段和第7段。
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