PLC與上位機的高速通信實現(xiàn)

　　（2） 從站PLC程序

　　S72200系列PLC選擇了自由口通信方式后，在程序中就可以使用接收中斷、發(fā)送中斷、接收指令（RCV）、發(fā)送指令（XMT）來控制通信操作，當(dāng)處于自由口模式時通信協(xié)議完全由用戶程序指令控制。SMB30被用于選擇比特率和校驗類型，各個位的配置為：

　　圖2：SMB30的位配置

　　pp，校驗選擇：00為不校驗，01為偶校驗，10為不校驗，11為奇校驗;

　　d，每個字符的數(shù)據(jù)位數(shù)：0，每個數(shù)字符8位;1，每個數(shù)字符7位。

　　bbb，自由口比特率，kbit/s：000為3814，001為1912，010為916，011為418，100為214，101為112，110為11512，111為5716。

　　mm，協(xié)議選擇：00，PPI/從站模式;01，自由口模式;10，PPI/從站模式;11，保留。

　　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(jié)束條件。發(fā)送指令（XMT）在自由口模式下依靠通訊口發(fā)送數(shù)據(jù)。

　　PLC程序分為主程序和中斷程序。主程序完成初始化通信口、開中斷、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。

5、高速通信設(shè)計及檢驗

　?。?） 高速接口設(shè)計

　　PC機采用400MHz的CPU以及256M的RAM，應(yīng)用VC++6.0開發(fā)軟件和Sicmcns SIMATIC Microcomputing軟件進行開發(fā)設(shè)計。使用PC/PPI電纜可實現(xiàn)計算機的RS232接口與PLC通信。但該方式下只能使用PPI協(xié)議或自山通信。要使用PROFIBUS協(xié)議通信。上位機應(yīng)有PROFIBUS DP模塊。同時S7- 200 PLC應(yīng)連接通信模塊。這里上位機使用的是CP5611 PROFIBUS DP模塊。安裝的是SicmcnsSIMATIC Micro computing軟件;下位機使用的是EM277 PROFIBUS DP模塊和S7-200 224PLC組建的通信網(wǎng)絡(luò)。

　?。?） 速度仿真與檢測

　　Siemens SIMATIC Microcomputing軟件使用ActiveX技術(shù)提供對數(shù)據(jù)的訪問控制。 Microcomputing軟件由2部分組成：第一部分，一系列的SIMATIC ActiveX控件，用于對PLC的數(shù)據(jù)操作，主要包括數(shù)據(jù)控件！按鈕控件！編輯控件！標(biāo)簽控件和滑塊控件;另一部分，一個容器，用于創(chuàng)建使用ActiveX控件的處理界面［7-8］。

　　上位機用Micro computing configuration設(shè)定通信協(xié)議和波特率。 Siemens Micro computing提供PPI， MPI， PROFIBUS-I辦議支持Data Control與PLC通信。PPI協(xié)議支持的最高通信速率為187.5KbpsMPI和PROFIBUS都支持9.6kbps-12Mbps的速率通信。PROFIBUS包含PROFIBUS-DP協(xié)議、PROFIBUS-Standard協(xié)議、PROFIBUS-User-defined協(xié)議和PROFIBUS-Universal協(xié)議（該協(xié)議只支持9.6kbps-1.5Mbps的通信）。用Micro computing configuration設(shè)定相應(yīng)的應(yīng)用程序接口點和協(xié)議。檢測實驗中表示應(yīng)用程序接口點為CP5611協(xié)議為PROFIBUS基木實現(xiàn)流程圖如4所示。

　　圖3：檢測實驗流程圖

　　對PLC數(shù)據(jù)的讀寫。Data Control提供了4個函數(shù)：Write Variable（對單存儲單元寫），Write Multi Variable（對多存儲單元寫），Read Variable（對單存儲單元讀），Read Multi Variable（對多存儲單元讀）。

　　表1是在WIN2000系統(tǒng)下，針對PROFIBUS的不同協(xié)議，Data Control使用自動連接，自動超時設(shè)為100ms，用Write Multi Variable函數(shù)對一個S7- 200PLC的V存儲區(qū)10個存儲單元進行20個字節(jié)寫1000次的測試數(shù)據(jù)見表1。從表1數(shù)據(jù)可知，PROFIBUS-DP協(xié)議，PROFI-BUS-Standard協(xié)議、PROFIBUS-User-defined協(xié)議和PROFIBUS-Universal協(xié)議在1.5 M的波特率下，其寫操作時間最短的是PROFIBUS-Universal協(xié)議，時間為31.61ms。

　　表1：不同協(xié)議下對PLC寫數(shù)據(jù)時間

6、結(jié)束語

　　本系統(tǒng)通過現(xiàn)場調(diào)試實驗，功能達到設(shè)計要求。試驗結(jié)果表明，當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸速率為916kbit/s時誤碼率《 ，能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)的在線監(jiān)控、調(diào)試及數(shù)據(jù)修改。由于程序中采用了以16進制ASCII碼描述數(shù)據(jù)傳輸格式，因此一條指令中的數(shù)據(jù)字節(jié)和控制字節(jié)不可能發(fā)生混淆，通信更加可靠。同時采用了PROFIBUS-Universal協(xié)議，實現(xiàn)了上位機和PLC之間的高速通信，并用實驗證實了該協(xié)議的優(yōu)越性。對于其它品牌的PLC，盡管通信規(guī)范及初始化有所不同，可以參照本系統(tǒng)方法進行編程，稍做修改即可應(yīng)用。本系統(tǒng)的成功研制將對工業(yè)控制系統(tǒng)的自動化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展提供有益的借鑒。