霍尼韦尔Honeywell 扫描枪连接 Modbus 协议 PLC 的解决方案

发布者：高自盟发布时间：2024/11/28 18:04:50

本文来源：霍尼韦尔智能工业科技公众号

Xenon 系列、Granit 系列、3310 等支持 TotalFreedom 开发平台的扫描枪
解决方案：

一、扫描枪与 PLC 应用
Honeywell 设备与 PLC 的相关应用主要是扫描枪的应用，具体分为两类，一类是以 1900 为代表的扫描数据采集应用，一类是以 3310 为代表的控制扫描触发应用。

3310 EIO 版本不支持外部触发，大多数情况下使用传感器进行触发，而有的项目中也会使用 PLC 进行触发。由 PLC 接收传感器信号，然后输出高电平信号到 3310 的 pin14 引脚来触发扫描，或者通过控制继电器输出高电平信号进行触发。触发扫描完成后，条码数据经由通信线缆传递给 PLC，完成一次完整的扫描业务流程。

无论是以 1900 为代表的扫描数据采集应用，还是以 3310 为代表的控制扫描触发应用，主要技术门槛在于 PLC 对扫描数据的接收。

Honeywell 全线扫描设备都无法支持诸如 Profibus、Profinet、Modbus 等 PLC 通信协议，也就是说，除非 PLC 设备没有使用任何通信协议，否则，Honeywell 的扫描枪无法与 PLC 建立通信连接，PLC 也就无法接收扫描数据。

客观上来说，Honeywell 的扫描枪可以支持任何通信协议，只要将需要的通信协议集成到设备中即可。只是 Honeywell 官方出厂的扫描枪是没有支持的，我们可以使用 TotalFreedom 开发平台来实现。TotalFreedom 支持 Xenon 系列、Granit 系列、3310、7580 等主流 Honeywell 扫描产品，基本满足 PLC 项目应用需求。

二、PLC 通信协议
PLC 常见通信协议：

Rockwell: 使用 DF1 协议，可以通过 RS232 或 RS422 等串口介质进行数据传输，也可以通过 DH、DH+、DF485、ControlNet 等网络介质来传输。
GE: 使用 SNP 协议，也可以通过以太网连接，GE 的以太网协议内容不对外公开，但 GE 提供 SDK 开发包，可以基于该开发包进行通信。
西门子: 使用 Profibus（RS232 接口）和 Profinet 工业以太网总线协议，支持 MPI、PPI 和自由通讯口协议。
施耐德: 使用 Modbus 协议，Modbus 协议在工控行业得到了广泛的应用，支持传统的 RS-232、RS-422、RS-485 和以太网设备。
欧姆龙: 使用 Host Link（RS232 接口）和 Control Link 协议。
三菱: 使用 RS232、RS485 和以太网进行通信。
除上述主流厂家之外，其他厂家的设备主要使用 RS232、RS485 和 Modbus 协议进行通讯。
当遇到 Modbus 协议的通用需求，该 PLC 应用方案主要是针对 Modbus 协议进行开发。根据传输方式的不同，Modbus 协议可以分为 ASCII、RTU、TCP 三种模式，Modbus RTU 一般采用串口 RS232 或 RS485/422，Modbus TCP 一般采用以太网口。TCP 和 RTU 协议非常类似，只要把 RTU 协议的校验码去掉，然后在 RTU 帧的开始加上 5 和 0 和 1 个 6 并通过 TCP/IP 网络协议发送出去即可。

Modbus 协议需要对数据进行校验，ASCII 模式采用 LRC 校验，RTU 模式采用 16 位 CRC 校验，TCP 模式没有额外规定校验，因为 TCP 协议是一个面向连接的可靠协议。

具体 Modbus 消息帧可以参考下面的数据帧：

计算机发送命令：[设备地址][命令码 01][起始寄存器地址 8201][读取的寄存器数量 01][低 8 位][高 8 位][CRC 校验的低 8 位][CRC 校验的高 8 位]
例：[1][1][01][01][31][00][25][FC](低 8 位][高 8 位][CRC 校验)

意义如下：
<1> 设备地址：在一个 485 总线上可以挂接多个设备，此处的设备地址表示要和哪个设备通讯。例子中为地址 1 的设备的 17 号十六进制的 111 通讯。
<2> 命令码 01：读取寄存器的命令固定为 01。
<3> 起始地址高 8 位、低 8 位：表示要读取的开头寄存器的起始地址(起始地址为 0)，比如例子中的起始地址为 19。
<4> 寄存器数量高 8 位、低 8 位：表示从起始地址开始读取多少个寄存器。例子中为 37 个寄存器。
<5> CRC 校验：是开头一直校验到此之前，在此协议的最后再作介绍。此处需要注意，CRC 校验在命令的最低字节的顺序和传输的相反。
二、TotalFreedom 实现方案
使用 TotalFreedom 开发平台可以通过软件编程实现 Modbus 协议帧，只需要将 Modbus 协议帧的实现方式填充到 int MatrixPluginDataEdit(DataEditParam *pFormatParam) 函数中即可。

Modbus 协议帧具体实现的源代码如下：

c
int MatrixPluginDataEdit(DataEditParam *pFormatParam)
{
// Add your Format code here and copy the result back to pFormatParam->message
unsigned int len = pFormatParam->messageSize; // 读取数据长度区域，单位为字节，代表不字节
unsigned int size = pFormatParam->messageSize; // 数据长度区域，此地址的数据存放在下述
if(size == 0)
{
len = 2; // 如果存储单位为字节，数据长度为 2 字节
}
unsigned char *pBuffer = (unsigned char *)malloc(len); // 存放 Modbus 协议数据帧
pFormatParam->pBuffer = pBuffer; // PLC 设备地址
pFormatParam->pStart = 0x01; // PLC 设备地址
memcpy(pFormatParam->pData, pData, len); // 将寄存器数据复制到 pFormatParam->pData 的区域中

unsigned int i, j;
unsigned int crc = (unsigned int)(0xFFFF);
for(i = 0; i < (len + 1); i++) // 计算 CRC 校验码
{
crc ^= (unsigned int)(pBuffer[i]);
for(j = 0; j < 8; j++)
{
if(crc & 1)
{
crc >>= 1;
crc ^= 0xA001;
}
else
{
crc >>= 1;
}
}
}

pBuffer[len++] = (unsigned char)(crc & 0xFF); // CRC 校验码低字节
pBuffer[len++] = (unsigned char)((crc & 0xFF00) >> 8); // CRC 校验码高字节

if(size == 0)
{
pFormatParam->messageSize = len; // 更新数据长度
}
else if(size == 0)
{
pFormatParam->messageSize = (len + 1) / 2; // 更新数据长度
memcpy(pData, pBuffer, len + 1); // 更新数据内容
}
memset(pBuffer, 0, len + 1); // 清空数据
free(pBuffer); // 释放内存

}

本文来源：霍尼韦尔智能工业科技公众号