PC和PLC自由口通信在數(shù)碼顯示中的應(yīng)用

　　3.2 上位機(jī)監(jiān)控內(nèi)容

　　上位機(jī)監(jiān)控軟件的開(kāi)發(fā)平臺(tái)選擇vb 6.0作為windows環(huán)境下的一種可視化編程工具，vb6.0在開(kāi)發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)方面有著界面友好、編程方便等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。根據(jù)上位機(jī)控制任務(wù)，用vb 6.0軟件做的監(jiān)控界面如圖2所示。

　　我們通過(guò)運(yùn)行上位機(jī)plc程序和vb程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)碼顯示的控制，并通過(guò)自由口通信，促使數(shù)碼燈顏色改變，從而plc控制信號(hào)反映在基于vb的監(jiān)控畫(huà)面上。對(duì)于監(jiān)控界面圖，信號(hào)燈亮與不亮的顏色會(huì)發(fā)生變化。當(dāng)信號(hào)燈亮?xí)r，對(duì)應(yīng)的文本框顯示1;當(dāng)信號(hào)燈不亮?xí)r，對(duì)應(yīng)文本框顯示0。

　　4 pc機(jī)與s7-200系列plc通信設(shè)計(jì)

　　4.1 pc機(jī)與s7-200系列plc通信原理

　　上下位機(jī)之間的通信，可通過(guò)使用plc開(kāi)發(fā)商提供的系統(tǒng)協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)適配器來(lái)實(shí)現(xiàn)，但由于其通信協(xié)議不公開(kāi)，因此還必須使用plc開(kāi)發(fā)商提供的上位機(jī)組態(tài)軟件，并采用支持相應(yīng)協(xié)議的外設(shè)。可以說(shuō)這種方式是plc開(kāi)發(fā)商為自己的產(chǎn)品量身定做的，因此難以滿足不同用戶的需求。

　　上下位機(jī)之間的通信，也可以使用專業(yè)的工控組態(tài)軟件，如組態(tài)王、intouch、wincc等，來(lái)實(shí)現(xiàn)上下位機(jī)之間的通信。這些組態(tài)軟件以其功能強(qiáng)大、界面友好、開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)潔等優(yōu)點(diǎn)目前在計(jì)算機(jī)監(jiān)控領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，但其成本較高，而且在小型系統(tǒng)中使用不夠靈活。

　　而自由通信接口協(xié)議，可由用戶自定義通信協(xié)議，不需要增加投資，并且具有與外圍設(shè)備通信方便、易于微機(jī)控制軟件開(kāi)發(fā)等特點(diǎn)，特別適合于小規(guī)模的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。

　　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(xié)議是西門子公司專門為s7-200系列plc開(kāi)發(fā)的一種通信協(xié)議，一般不對(duì)外開(kāi)放。而自由口模式則是對(duì)用戶完全開(kāi)放的。在自由口模式下通信協(xié)議是由用戶定義的。在自由口模式下pc機(jī)與plc之間是主從關(guān)系，pc機(jī)始終處于主導(dǎo)地位，計(jì)算機(jī)通過(guò)串行口發(fā)送指令到plc的通信端口，plc通過(guò)rcv接收指令信息，然后對(duì)指令進(jìn)行譯碼。譯碼后再調(diào)用相應(yīng)的子程序?qū)崿F(xiàn)pc機(jī)發(fā)出的指令要求并通過(guò)xmt指令返回指令執(zhí)行的狀態(tài)信息。本上下位機(jī)通信系統(tǒng)通信原理如圖3示。

　　4.2 plc通信程序設(shè)計(jì)

　　s7-200plc控制程序則使用step7-micro/win32編程軟件進(jìn)行開(kāi)發(fā)。step7-micro/win32編程軟件是基于windows的應(yīng)用軟件，功能強(qiáng)大，主要用于開(kāi)發(fā)程序，也可用于適時(shí)監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。s7-200plc的cpu連續(xù)執(zhí)行用戶的程序，任務(wù)的循環(huán)寫(xiě)輸出序列稱為掃描。cpu的掃描周期如圖4所示。

　　為了不延長(zhǎng)cpu的機(jī)時(shí)，縮短s7-200 plc的掃描周期，通信程序應(yīng)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(fā)送中斷、發(fā)送指令(xmt)和接收指令(rcv)來(lái)控制通信操作。s7-200的cpu處于run模式時(shí)，能夠進(jìn)行自由端口通訊。在這一模式下，用戶可以通過(guò)plc程序來(lái)選擇協(xié)議，可以使用接收中斷、發(fā)送中斷、發(fā)送指令(xmt)和接收指令(rcv)來(lái)進(jìn)行通信操作。在run模式下，對(duì)于port0(port1)，當(dāng)smb30協(xié)議選擇域(mm)置1(smbi30協(xié)議選擇域(mm)置1)時(shí)，便選擇了自由端口模式。在stop狀態(tài)下，自由端口模式被禁止，cpu能夠與可編程設(shè)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(kāi)中斷、判斷、發(fā)送數(shù)據(jù)等功能，中斷程序完成接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的功能。接收指令(rcv)啟動(dòng)或終止接收信息功能，必須為接收操作指定開(kāi)始和結(jié)束條件。發(fā)送指令(xmt)在自由口模式下依靠通信口發(fā)送數(shù)據(jù)。

　　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(shè)定信息結(jié)束字符為“16#0d”(smb89 =“16#0d”)

　　movw +5， smw90 // // 設(shè)置空閑線超時(shí)時(shí)間為5ms (smw90=5)

　　movb 100， smb94 // // 設(shè)置最大字符數(shù)為100(smb94=100)

　　atch int_0， 23 // // 連接中斷0到接收結(jié)束事件

　　atch int_2， 9 // // 連接中斷2到發(fā)送結(jié)束事件

　　eni // // 允許用戶中斷

　　rcv vb100， 0 // // 執(zhí)行接收指令，接收緩沖區(qū)指向vb100

　　4.3 vb通信程序設(shè)計(jì)

　　上位機(jī)通信軟件是在vb環(huán)境下開(kāi)發(fā)的，vb語(yǔ)言是基于windows操作系統(tǒng)的面向?qū)W習(xí)對(duì)象的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。因vb具有強(qiáng)大的圖形顯示功能，可以很容易地開(kāi)發(fā)出界面良好、滿足用戶需求的windows標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)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(shí)，只需設(shè)置、監(jiān)視其屬性和事件，即可完成對(duì)串行口的初始化和數(shù)據(jù)的傳輸工作，實(shí)現(xiàn)plc與pc串行通信。要完成通信必須設(shè)置mscomm的如下相關(guān)屬性值：

　　(1)commport：設(shè)置或傳回通信連接端口代號(hào)。

　　(2)settings：設(shè)置初始化參數(shù)，以字符串的形式設(shè)置或傳回連接速度、奇偶校驗(yàn)、數(shù)據(jù)位和停止位等參數(shù)。

　　(3)portopen：設(shè)置或傳回通信連接端口的狀態(tài)。

　　(4)input：從輸入寄存器傳回并移除字符。

　　(5)output：將一個(gè)字符串寫(xiě)入輸出寄存器。

　　(6)inputlen：指定由串行端口讀入的字符串長(zhǎng)度。

　　(7)inbuffercoun t：傳回在接收寄存器中的字符數(shù)。

　　用vb編制的部分通信程序如下：

　　程序過(guò)程名：mscomm1_on comm。它的作用：完成上位計(jì)算機(jī)(vb監(jiān)控程序)與下位機(jī)(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(guò)程名：mysave。它的作用：對(duì)從下位機(jī)(plc)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)(vb監(jiān)控軟件)的數(shù)據(jù)進(jìn)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(guò)程名：form_load。它的作用：完成窗體載入時(shí)的程序設(shè)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(jié)束語(yǔ)

　　本文介紹了用可視化編程語(yǔ)言vb實(shí)現(xiàn)pc機(jī)與s7-200plc之間的數(shù)據(jù)通訊技術(shù)及實(shí)現(xiàn)方法，研討基于自由口通信模式的上下位機(jī)通信方式，通過(guò)分析其通信流程，開(kāi)發(fā)相應(yīng)的通信程序，并將其應(yīng)用于數(shù)碼顯示監(jiān)控系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制，還有可視化的操作界面，充分體現(xiàn)了人機(jī)交互的優(yōu)勢(shì)。實(shí)踐證明，這種通信方式簡(jiǎn)單，可靠，實(shí)時(shí)性好、成本低、便于調(diào)試，這種通信方式也可以應(yīng)用于其它相關(guān)的通信場(chǎng)合，具有普遍和現(xiàn)實(shí)工程意義。