PLC控制器上位機通信控制

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可編程邏輯控制器plc作為一種高性能的控制裝置，在控制領域已經(jīng)得到了廣泛應用，在使用PLC的控制方式中，上位監(jiān)控系統(tǒng)是其中的重要組成部分。目前PLC與上位機PC(計算機)通信方式主要有以下幾種:

1)通過PLC開發(fā)商提供的系統(tǒng)協(xié)議與網(wǎng)絡適配器，構成特定公司產(chǎn)品的內(nèi)部網(wǎng)絡，其通信協(xié)議不公開?；ヂ?lián)通信必須使用開發(fā)商提供的上位組態(tài)軟件，并采用支持相應協(xié)議的外設。這種方式顯示畫面和功能往往難以滿足不同用戶的需要。

2)購買通用的上位組態(tài)軟件，實現(xiàn)上位機與PLC的通信。這種方式除了要增加系統(tǒng)投資外，其應用的靈活性也受到一定的局限。

3)利用PLC廠商提供的標準通信口或由用戶自定義的自由通信口實現(xiàn)上位機與PLC互聯(lián)通信。這種方式不需要增加投資，有較好的靈活性，特別適合小規(guī)?？刂葡到y(tǒng)。

不同的通信方式，有著不同的成本價格和不同的適用范圍。本文就西門子公司的S7-200系列PLC與上位機通信方法的實現(xiàn)，介紹一種通過上位機的RS-232口與PLC進行自由口通信的實現(xiàn)方法。

1通信裝置的硬件實現(xiàn)

PLC與上位機之間進行通信，可使二者互補功能上的不足，PLC用于控制領域，既方便又可靠，而上位機在圖形顯示，數(shù)據(jù)處理，打印報表，以及中文顯示等方面有強大的功能。因此，各PLC制造廠商紛紛開發(fā)了適用于本公司產(chǎn)品與計算機通信的端口或模塊。西門子S7-200系列控制器的通信端口支持自由口通信模式，其通信口符合歐洲標準EN50170中PROFIBUS標準的RS-485兼容9針D型連接器。表1列出了為通信口提供物理連接的連接器，并描述了通信端口的針腳分配。上位機的串行通信端口為9針D型RS-232標準的端口，為了實現(xiàn)PLC與上位機通信，必須將RS-232標準轉(zhuǎn)換成RS-485標準。RS-232采用負邏輯，用－5～－15表示邏輯狀態(tài)“1”，用+5～+15表示邏輯狀態(tài)“0”。RS-232的最大通信距離為15m，最高傳輸速率為20kbit/s，只能進行一對一的通信。RS-485為半雙工通信方式，只有一對平衡差分信號線，不能同時發(fā)送和接收。將RS-232信號轉(zhuǎn)換成RS-485信號，使用RS-232/RS-485轉(zhuǎn)換器即可，使用時轉(zhuǎn)換器插在計算機9針D型通信口，PLC與轉(zhuǎn)換器之間通過信號線A、B進行兩根線通信，即使用針3和針8。

2通信裝置的軟件實現(xiàn)

自由口通信是通過用戶程序控制PLC通信口的操作模式，利用自由口模式，可以實現(xiàn)用戶定義的通信協(xié)議，連接多種智能設備。PLC與上位機之間的通信是以上位機發(fā)出數(shù)據(jù)的請求命令，PLC向其發(fā)送數(shù)據(jù)的方式進行通信的。

2.1通信協(xié)議

通過使用接收中斷，發(fā)送中斷，發(fā)送指令(XMT)和接收指令(RCV)，用戶程序可以實現(xiàn)在自由口模式下對通信端口的控制，在自由口模式下，通信協(xié)議完全由用戶程序控制。使用通信端口0與計算機通信時，通過SMB30允許自由口模式，而且只有在PLC處于RUN模式時才能允許，當PLC處于STOP模式時，自由口通信停止，通信口轉(zhuǎn)換成正常的PPI協(xié)議操作。由于通信只使用A、B兩線制進行數(shù)據(jù)傳送，不能利用硬件信號作為檢測手段，故在上位機與PLC通信發(fā)生誤碼時，將不能通過硬件判斷是否發(fā)生誤碼，或者當上位機與PLC工作速率不一樣時就會發(fā)生沖突。這些通信錯誤將導致PLC控制程序不能正常工作，因此必須使用軟件，以保證通信的可靠性。

2.2通信過程

通信程序的工作過程是:PLC接收到上位機送出的請求數(shù)據(jù)后，先進行數(shù)據(jù)比較成功后，向上位機發(fā)送數(shù)據(jù)，而后再次處于接收狀態(tài)。采用軟件后，不管上位機與PLC的速度相差多遠，發(fā)送方永遠也不會超前于接收方。下面是將通信端口0初始化為自由口模式的一段程序，見圖1。圖1程序Ⅰ該段程序只在PLC上電或由STOP轉(zhuǎn)為RUN模式后第一掃描周期運行，圖1中，通過程序的執(zhí)行，自由口模式運行的端口0具體通信設置參數(shù)為:不進行奇偶校驗，每個字符的數(shù)據(jù)為8位/字符，波特率為9600bit/s，自由端口協(xié)議;檢測報文的開始和空閑狀態(tài);以5ms為單位的空閑線時間間隔;接收的最大字符數(shù)為4;接收中斷事件號為23;發(fā)送中斷事件號為9;允許用戶中斷;接收的字符放在以VB200開始的字節(jié)，使用通信端口0進行通信。當PLC接收到上位機發(fā)送的4個字節(jié)1、3、5、7時見圖2，10ms后啟動發(fā)送程序INT_3向上位機發(fā)送數(shù)據(jù)，每次接收不到上位機發(fā)送來的字節(jié)時都會啟動接收程序，也就是說，PLC一直處于接收、發(fā)送、再接收的循環(huán)往復中。圖3表示，PLC將接從通信端口0接收到的字符，放在以VB200開始的字節(jié)中。