工控上位机软件通信解决方案

2018-03-30 20:45:40 wwwcn4 1574

   工业控制领域中PLC作为一种高效、灵活、可靠的控制器,有着广泛的应用。以PLC控制器为核心,上位PC机为实时监控体的控制系统已成为工业自动化PLC控制系统的一个发展方向。实现PLC与PC的通信可以实现向上级提供诸如工艺流程图、动态数据画面、报表显示等多种窗口技术,使PLC控制系统具有良好的人机界面,通过上位机对PLC数据的读写监控实现现场数据的采集、传送以及生产过程调度的自动化和信息化,其应用前景十分广阔。常用的各种PLC网络有差异,但表现在 PLC 通信程序、系统联结和系统配置等方面,通信机理有统一性。目前市场上通信组态系统结构复杂,价格昂贵,应用繁琐,不适应用户使用。

一、S7-200系列PLC通信方式

  S7-200系列通信方式有三种,下面一一介绍:

  (1) 点对点PPI方式与上位机通信:用于与西门子公司的PLC编程器或其他该公司人机接口产品的通信。该种通信方式采用的是MSComm ActivcX控件。PPI是主/从协议,网络上的S7-200均为从站,其他CPU、SIMATIC编程器或TD200为主站。如果在用户程序中允许PPI主站模式,一些S7-200CPU在RUN模式下可以作主站,它们可以用网络读和网络写指令读写其他CPU中的数据。PPI没有限制可以有多少个主站与一个从站通信,但是在网络中最多只能有32个从站。PPI通信协议是不公开的;

  (2) Freeport方式与上位机通信:Freeport方式具有与外围设备通信方便、自由,易于微机开发等特点,因此使用自由口方式实现与上位机通信的控制方案较多。但在该通信方式下,上位机与PLC的最大通信能力为128bit/s,这无法满足高速通信的需要;

  (3) Profibus-DP方式与上位机通信:Profibus协议用于几分布式I/O设备的高速通信。S7-200CPU需通过EM277。Profibus-DP模块接入Profibus网络,网络通常有一个主站和几个I/O从站。这种方式使得PLC可以通过Profibus的DP通信接口接入Profibus现场总线网络,从而扩大PLC的使用范围。PPI协议和Profibus协议的结构模型都是基于开放系统互连参考模型的7层通信结构。

二、PLC网络通信标准介绍

  (1) RS-232C标准

  通信的连接接口与连接电缆的相互兼容是通信得以保证的前提。它的实现方法发展迅速,型式较多。其中RS-232C就是实际应用较多的标准之一,它是计算机或终端与调制解调器之间的标准接口。RS-232C功能规范定义了电路之间的连接,以及它的含义。RS-232C的规程规范定义的是协议,即事件出现的正确顺序。RS-232C的缺点是数据传输率低传输距离短。

  (2) RS-485标准

  在许多工业环境中,要求用最少的信号连线来完成通信任务。日前广泛应用的是RS-485串行接口总线,RS-485支持半双工通信,分时使用一对双绞信号线进行发送或接收。RS-485用于多站互联时实现简单,节省材料,可以满足高速远距离传送,构成分布式网络控制系统十分方便。

三、通信网络接口的设计

  PC机的标准串口为RS232。S7-200系列CPU226提供2个串口,其中一个端口Portl作为DP口,另一个端口Port0为自由口,自由口为标准RS485串口。西门子公司提供的PC/PPI电缆带有RS232/RS485电平转换器,因此在不增加任何硬件的情况下,可以很方便地将PLC和PC机互联。

四、通信程序设计

  (1) 上位机部分程序

  MSComm控件有关属性如下:

  CommPort:设置并返回通信端口号。Window系统将会利用该端口与外界通信;

  Setings:设置并返回初始化参数。其组成格式为“BBBB。P。D。S”。BBBB为数据速率。P为奇偶校验。D为数据比特。S为停止位;

  PortOpen:设置并返回通信端口的状态。也可以打开和关闭端口;

  Ouptut:向传输缓冲区写1B的数据;

  Input:将传送到输入缓冲区的字符读到程序里;

  RThreshold:设置在产生OnComm之前要接受的字符数;

  InputLen:设置并返回Input属性从接收缓冲区读取的字符数;

  InBbuffersize:设置或返回输入缓冲区的大小;

  InBufferCount:返回输入缓冲区内等待读区的字节个数。可通过设置该属性值为0来清除接收缓冲区;

  InputMode:设置或返回传输数据的类型;

  CommEvent:传回OnComm事件发生时的数值码;

  软件通信流程图如图1 。

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