西门子PLC总线电缆代理商
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西门子PLC(S7-200、S7-200SMART、S7-300、S7-400、S7-1200、S7-1500、ET200S、ET200M、ET200SP)、触摸屏、变频器、工控机、电线电缆、仪器仪表等,产品选型、询价、采购,敬请联系,浔之漫智控技术(上海)有限公司
可编程序控制器(programmablecontroller)简称plc是以微处理器为基础的新型控制装置,是将计算机技术应于工业控制领域的崭新产品。它集逻辑运算、顺序控制、定时、计数、算术运算功能为一体。还可以与其他计算机进行通信联网,这种通信不但包括不同的plc之间的数据交换,还包括plc与计算机之间的通信。本文介绍笔者使用vb6.0实现plc与上位机之间的通信,使运行人员通过油机配电屏的显示可以监测并控制远端设备的工作。
2系统构成
本系统采用plc采集模拟信号、数据处理,通过串行通信口上传到计算机,计算机对传上来的数据进行分析、分类记入数据库,实时显示在配电屏上并提供数据查询。plc为s7-224,串行通信接口的信号线采用rs-485,此信号线为半双工,即不能接收和发送。将plc置于run状态,就可以将plc中存于发送缓冲区中的数据及信号送入上位机的串口,上位机通过串口通信程序接收这些数据后显示并通过数据库控件adodc的绑定,把数据记录到数据库,从而完成数据的采样。本工程所需采集的数据包括日常量、故障量和设备动作量。对于日常量需每时每刻的数据显示在配电屏的主控制平面上,以便工作人员观察实时数据,不需要把日常量都记入数据库,只需隔一段时间记录一次(在这里每隔半小时记录一次),对于故障量和设备动作量要求只要设备发生故障或动作就要记录到数据库,以便工作人z员查询。
3s7-200的通信方式与通信参数的设置
s7-200的通信功能很强大,有多种通信方式可供用户选择,包括单主站方式、多主站方式、使用调制解调器的远程通信方式等。本工程选择step7-micro/win32支持的通信硬件pc/ppi电缆,它所支持的波特率有9.6kbps和19.2kbps,支持的协议为ppi协议,即点对点接口协议,基于开放系统互联模型osi。ppi是主/从协议,网络上的s7-200cpu均为从站,其他cpu、simatic编程器或td200为主站。s7-200 cpu的通信端口采用rs-485信号标准的连接口,pc/ppi电缆把s7-200计算机连接起来,通过使用接收中断、发送中断和字符中断等指令,自由端口通信可以控制s7-200cpu通信口的操作模式。本工程使用的是自由端口模式,允许在cpu处于run模式时通信口0使用自由端口模式,通过设定smb30的值,我们可以选择波特率、奇偶校验、每个字符的数据位和协议。cpu处于stop模式时,停止自由端口通信,通信口强制转换成ppi协议模式,此时,就可以向cpu中输入plc程序,实现编程软件对plc的编程和控制功能。在这里的通讯过程采用主从方式,即计算机为主机,plc为从机,只有主机计算机发送请求报文后,从机plc才向pc返回发送缓冲区中的数据。
4自由端口模式下plc的通信
由于本工程使用的是pc/ppi电缆,要在plc的程序中考虑电缆的切换时间。plc接收到请求报文到它返回发送缓冲区的数据的延迟时间必须不小于电缆的切换时间。波特率为9600bps时,电缆的切换时间是2ms。在本工程的程序中是用定时中断实现切换延时的。
定时中断子程序:
network title ’定时中断程序int_2
ld sm0.0
dtch 10
xmt vb200, 0
当程序运行到“启动定时中断"(即atch int_2,10)的语句时,就会跳到如上所示的中断子程序中,sm0.0是特殊存储器,该位始终为1,即只要plc处于run状态,这一开关即是接通的。xmtvb200,0语句是用来发送数据到串口的,此时发送的是存储在以vb200为首地址的连续的存储空间中的数据,是通过端口0发送的。
为了提高通信的可靠性,我们需要使用到异或校验,即在通信的双方都将每一帧的每一个字符作异或校验,将两者进行对比,如果不相同则可以判定通信有误。
network1 network title ’求异或校验码的子程序fcs
ld sm0.0
movb 0, #xorc
bti #numb, #numi
for #temp1, +1, #numi
movb 0, #xorc ’用来把异或校验码
清零, 用bti#numb,
#numi将字节数
转换为整数
network2
ld sm0.0
xorb *#pnt, #xorc
incd #pnt
network3
next
for到next语句指明了一个循环,从这一帧的第一个字符开始(不包括起始字符)到该帧中*后一个字符作异或运算。通过调用这个子程序可以计算所的数据存储空间内的字符的异或校验码,如果在上位机中的vb程序中也有计算校验码的子程序,那么就可以比较这两次计算的校验码是否相同。可以使用语句(callfcs, &vb102, vb99,vb90)来调用该子程序,其中&vb102是指出子程序fcs进行校验的起始地址,vb99是用来存储需要异或的字节数,而vb90是用来存储计算出来的校验和。假设把从上位机接收到的校验码存储在vb91中,比较vb90和vb91中的数据就可以检验这次通信是否正确。同样,我们可以使用这个子程序计算从plc中发送的数据的校验码,把它送到上位机中某一特定的地址中,在上位机中比较两个数据是否正确(在上位机的计算异或校验码的vb程序将在后面给出)。
因为报文的起始字符和结束字符只有8位,接收的报文数据区内出现与起始字符和结束字符相同的字符的几率很大,这就可能会是数据区字符与起始字符或结束字符发生混淆,为了避免这种情况,可以在发送数据前对数据作一下处理,把数据字符转换为bcd码,在s7-200中专门提供了整数与bcd码的转换指令,可以使用语句(ibcdvw200)就把输入的整数转换为bcd码,结果送入了vw200中。上位机接收到后需要将其转换回整数。
在初始化时要注意自由端口通信协议的设定,一定要使通信过程中的波特率,数据位,奇偶校验及停止位与上位机vb以及通信线上中设定的参数相同,否则将不能实现通信过程,要么接收不到数据,要么会出现“下标越界"的错误。
5上位机的通信部分采用vb语言编程
上位机通信接口部分采用vb语言来编写, 在vb中专门有一个控件microsoft commcontrol(简称mscomm控件)用来提供串行通信。在编程过程中只要设置mscomm控件的属性,就可以实现串行通信。mscomm控件一般不包括在常用的工具框中,需要在右边的工具框的空白处点击鼠标右键,选择components选项,就会出现components对话框,在其中的controls标签下就会找到microsoft comm control6.0,选定它, 点击确定就可以把这一控件加入到右边的工具框中, 图标为。
用鼠标拖动这个图标到bbbb中,即可设置其属性。在此控件众多的属性当中,需要重新定义的属性只有commport(传输数据的通信端口号)、settings(设置数据传输的波特率、奇偶校验、数据位以及停止位,注意,此参数一定要与plc通信程中设置的参数相一致)、portopen(设置通信端口的状态)、bbbbbmode(读取接收缓冲区的格式)等。本工程采用事件驱动方式处理接受信息,即把rthreshold属性设置为非零的值,此时只要接收字符或传输线发生变化就会产生串口事件oncomm。通过查询commevent属性可以捕获这些通信事件。
在vb中实现异或计算的程序及注释如下:
nbyte(1)=ubound(sdata)+1 ’送数据区字节数
fcs=nbyte(1) ’校验码初始化
for i=2 to ubound(sdata)+2
nbyte(i)=sdata(i - 2) ’待发送数据报文数
组的数据区
fcs=fcs xor nbyte(i) ’异或运算, 求校验码
next
nbyte(i)=fcs ’送校验码
其中sdata为发送的数据数组的变量名称,for-next语句实现所发送的数据每一位都进行异或运算。这样就可以把发送数据的异或校验码送到plc中,在plc比较两次计算出的校验码是否相同,从而提高通信的可靠性。
本工程中把计算机向下发送控制命令的部
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