PC和PLC自由口通信在數碼顯示中的應用

　　3.2 上位機監控內容

　　上位機監控軟件的開發平臺選擇vb 6.0作為windows環境下的一種可視化編程工具，vb6.0在開發監控系統方面有著界面友好、編程方便等獨特優勢。根據上位機控制任務，用vb 6.0軟件做的監控界面如圖2所示。

　　我們通過運行上位機plc程序和vb程序，實現對數碼顯示的控制，并通過自由口通信，促使數碼燈顏色改變，從而plc控制信號反映在基于vb的監控畫面上。對于監控界面圖，信號燈亮與不亮的顏色會發生變化。當信號燈亮時，對應的文本框顯示1;當信號燈不亮時，對應文本框顯示0。

　　4 pc機與s7-200系列plc通信設計

　　4.1 pc機與s7-200系列plc通信原理

　　上下位機之間的通信，可通過使用plc開發商提供的系統協議和網絡適配器來實現，但由于其通信協議不公開，因此還必須使用plc開發商提供的上位機組態軟件，并采用支持相應協議的外設。可以說這種方式是plc開發商為自己的產品量身定做的，因此難以滿足不同用戶的需求。

　　上下位機之間的通信，也可以使用專業的工控組態軟件，如組態王、intouch、wincc等，來實現上下位機之間的通信。這些組態軟件以其功能強大、界面友好、開發簡潔等優點目前在計算機監控領域已經得到了廣泛的應用，但其成本較高，而且在小型系統中使用不夠靈活。

　　而自由通信接口協議，可由用戶自定義通信協議，不需要增加投資，并且具有與外圍設備通信方便、易于微機控制軟件開發等特點，特別適合于小規模的計算機控制系統。

　　s7-200系列plc的通信端口主要有兩種通信模式：ppi模式和自由口模式。ppi通信協議是西門子公司專門為s7-200系列plc開發的一種通信協議，一般不對外開放。而自由口模式則是對用戶完全開放的。在自由口模式下通信協議是由用戶定義的。在自由口模式下pc機與plc之間是主從關系，pc機始終處于主導地位，計算機通過串行口發送指令到plc的通信端口，plc通過rcv接收指令信息，然后對指令進行譯碼。譯碼后再調用相應的子程序實現pc機發出的指令要求并通過xmt指令返回指令執行的狀態信息。本上下位機通信系統通信原理如圖3示。

　　4.2 plc通信程序設計

　　s7-200plc控制程序則使用step7-micro/win32編程軟件進行開發。step7-micro/win32編程軟件是基于windows的應用軟件，功能強大，主要用于開發程序，也可用于適時監控用戶程序的執行狀態。s7-200plc的cpu連續執行用戶的程序，任務的循環寫輸出序列稱為掃描。cpu的掃描周期如圖4所示。

　　為了不延長cpu的機時，縮短s7-200 plc的掃描周期，通信程序應盡可能短小。

　　自由通信模式下plc的控制程序可以使用接收中斷、發送中斷、發送指令(xmt)和接收指令(rcv)來控制通信操作。s7-200的cpu處于run模式時，能夠進行自由端口通訊。在這一模式下，用戶可以通過plc程序來選擇協議，可以使用接收中斷、發送中斷、發送指令(xmt)和接收指令(rcv)來進行通信操作。在run模式下，對于port0(port1)，當smb30協議選擇域(mm)置1(smbi30協議選擇域(mm)置1)時，便選擇了自由端口模式。在stop狀態下，自由端口模式被禁止，cpu能夠與可編程設備(如編程器)之間通信。

　　plc程序分為主程序和中斷程序。主程序完成初始化通訊口、開中斷、判斷、發送數據等功能，中斷程序完成接收和發送數據的功能。接收指令(rcv)啟動或終止接收信息功能，必須為接收操作指定開始和結束條件。發送指令(xmt)在自由口模式下依靠通信口發送數據。

　　初始化通信程序：

　　ld sm0.0

　　movb 16#05， smb30 // // 初始化自由口：sm30=“ppdbbbmm” =16#05=0000

　　0101

　　movb 16#b0， smb87 // // 初始化rcv信息控制字符：sm87=16#b0 =1011 0000

　　movb 16#0a， smb89 // // 設定信息結束字符為“16#0d”(smb89 =“16#0d”)

　　movw +5， smw90 // // 設置空閑線超時時間為5ms (smw90=5)

　　movb 100， smb94 // // 設置最大字符數為100(smb94=100)

　　atch int_0， 23 // // 連接中斷0到接收結束事件

　　atch int_2， 9 // // 連接中斷2到發送結束事件

　　eni // // 允許用戶中斷

　　rcv vb100， 0 // // 執行接收指令，接收緩沖區指向vb100

　　4.3 vb通信程序設計

　　上位機通信軟件是在vb環境下開發的，vb語言是基于windows操作系統的面向學習對象的程序設計語言。因vb具有強大的圖形顯示功能，可以很容易地開發出界面良好、滿足用戶需求的windows標準風格的圖形界面。vb帶有專門管理串行通信的mscomm串行端口控件，程序員在利用該控件時，只需設置、監視其屬性和事件，即可完成對串行口的初始化和數據的傳輸工作，實現plc與pc串行通信。要完成通信必須設置mscomm的如下相關屬性值：

　　(1)commport：設置或傳回通信連接端口代號。

　　(2)settings：設置初始化參數，以字符串的形式設置或傳回連接速度、奇偶校驗、數據位和停止位等參數。

　　(3)portopen：設置或傳回通信連接端口的狀態。

　　(4)input：從輸入寄存器傳回并移除字符。

　　(5)output：將一個字符串寫入輸出寄存器。

　　(6)inputlen：指定由串行端口讀入的字符串長度。

　　(7)inbuffercoun t：傳回在接收寄存器中的字符數。

　　用vb編制的部分通信程序如下：

　　程序過程名：mscomm1_on comm。它的作用：完成上位計算機(vb監控程序)與下位機(plc)之間的串行通信。程序如下：

　　private sub mscomm1_oncomm()

　　static scoms as string

　　dim s1 as string

　　if mscomm1.commevent = comevreceive then

　　s1 = mscomm1.input

　　if (s1 = chr(&h1b)) and (len(scoms) 》 2) then

　　scoms = “”

　　else

　　if s1 《》 chr(&hd) then

　　scoms = scoms & s1

　　else

　　call mysave(scoms)

　　end if

　　end if

　　end if

　　end sub

　　程序過程名：mysave。它的作用：對從下位機(plc)傳輸到上位機(vb監控軟件)的數據進行初始化處理。程序如下：

　　private sub mysave(scoms as string)

　　scoms = trim(scoms)

　　scoms = mid(scoms， 1， 10)

　　for i = 1 to 8

　　text1(i).text = mid(scoms， i， 1)

　　next i

　　for i = 0 to 1

　　text2(i).text = mid(scoms， i + 9， 1)

　　next i

　　end sub

　　程序過程名：form_load。它的作用：完成窗體載入時的程序設置。

　　private sub form_load()

　　timer1.enabled = true

　　timer1.interval = 100

　　with mscomm1

　　.commport = 1

　　.settings = “19200，n，8，1”

　　.inputmode = cominputmodetext

　　.rthreshold = 1

　　.inputlen = 1

　　end with

　　if mscomm1.portopen = false then

　　mscomm1.portopen = true

　　end if

　　end sub

　　5 結束語

　　本文介紹了用可視化編程語言vb實現pc機與s7-200plc之間的數據通訊技術及實現方法，研討基于自由口通信模式的上下位機通信方式，通過分析其通信流程，開發相應的通信程序，并將其應用于數碼顯示監控系統中，實現了生產過程的自動控制，還有可視化的操作界面，充分體現了人機交互的優勢。實踐證明，這種通信方式簡單，可靠，實時性好、成本低、便于調試，這種通信方式也可以應用于其它相關的通信場合，具有普遍和現實工程意義。