ot;display: block;">
引言 在工業(yè)控制中，可編程控制器(PLC)由于控制能力強(qiáng)、體積小、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、使用極為方便等優(yōu)點(diǎn)而得到了廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)控制的主要技術(shù)平臺(tái)之一。實(shí)際應(yīng)用中往往需要利用PC機(jī)對(duì)PLC控制程序中的少量參數(shù)進(jìn)行設(shè)置或修改，這樣就需要解決PC機(jī)與PLC進(jìn)行通信的問(wèn)題。本文以PLC在罐蒸呢機(jī)控制系統(tǒng)中與上位機(jī)PC之間通信的實(shí)際應(yīng)用為基礎(chǔ)，探討了PLC與PC機(jī)通信問(wèn)題。系統(tǒng)框圖如圖1所示:
方案概述
罐蒸呢機(jī)是在紡織行業(yè)當(dāng)中應(yīng)用較多的設(shè)備，其工作流程為:打開(kāi)高壓釜的門;小車從高壓釜中退出;梁(軸)裝在星形件上;星形件轉(zhuǎn)動(dòng);梁裝在小車上;小車進(jìn)入高壓釜;高壓釜門關(guān)閉;在高壓釜中循環(huán)。
在罐蒸呢機(jī)的控制當(dāng)中，采用西門子S7-200系列的PLC可滿足要求，在系統(tǒng)造價(jià)方面要求盡量低。上位機(jī)方面:需要控制的數(shù)據(jù)不是很多，采用專門的組態(tài)軟件成本太高。基于這種思路，我們?cè)谏衔粰C(jī)上采用VC++編制串口通訊程序進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸、控制。
一般S7-200系列通信端口分為四種工作方式:PPI，MPI，PROFIBUS和自由口通
信。其中PPI模式只能在PLC停止方式(STOP)下通信，而自由口模式只能在PLC運(yùn)行方式(RUN)下通信。CPU的串行通信口可由用戶程序控制，這種操作方式稱之為自由口模式。當(dāng)選擇自由口模式時(shí)，用戶程序即可以通過(guò)發(fā)送中斷、接收中斷、發(fā)送指令(XMT)和接收指令(RCV)來(lái)控制串行通信口的運(yùn)行。在自由口模式下，通信協(xié)議完全由用戶程序來(lái)控制。
由于在自由端口模式下，通信協(xié)議可完全由梯形圖程序控制，還可使用接收中斷、發(fā)送中斷、發(fā)送指令和接受指令來(lái)控制通信操作，因而選用自由口通信方式。
上位機(jī)(PC)控制程序編程
1 初始化
上位機(jī)的控制程序的編寫(xiě)按照如下步驟進(jìn)行:
(1) 建立基于對(duì)話框的MFC應(yīng)用程序;
(2) 在對(duì)話框中插入MSComm控件;
(3) 利用ClassWizard定義CMSComm類控制對(duì)象;
(4) 在對(duì)話框中添加MSComm控件，并賦予變量;
(5) 打開(kāi)串口、設(shè)置參數(shù):需要完成的任務(wù)是選擇、打開(kāi)串口，規(guī)定波特率，校驗(yàn)類型，數(shù)據(jù)位、停止位等一些控制信息;
if(m_())
m_(FALSE);
m_(1); //選擇com1
if( !m_())
m_(TRUE);
//打開(kāi)串口
else
AfxMessageBox("cannot open serial port");
m_("9600,n,8,1");
//波特率9600，無(wú)校驗(yàn)，8個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)停止位
//在該處的設(shè)置要同下位機(jī)的通訊參數(shù)相匹配，一般根據(jù)下位機(jī)的具體情況設(shè)定
m_(1);
//1:表示以二進(jìn)制方式檢取數(shù)據(jù)
m_(1);
//SetRThreshold(1);
//參數(shù)1表示當(dāng)串口接收緩沖區(qū)中有大于等于1個(gè)字符時(shí)將引發(fā)接收數(shù)據(jù)的OnComm事件
m_(0);
//設(shè)置當(dāng)前接收區(qū)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為0
m_();
//先預(yù)讀緩沖區(qū)以清除殘留數(shù)據(jù)
(6) 添加串口事件消息處理函數(shù)OnComm。 這個(gè)函數(shù)是用來(lái)處理串口消息事件的，即每當(dāng)串口接收到數(shù)據(jù)，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)串口接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中有字符的消息事件，就會(huì)執(zhí)行剛才添加的函數(shù)，在onComm()函數(shù)中加入相應(yīng)的處理代碼就能實(shí)現(xiàn)自己想要的功能。
2 控制數(shù)據(jù)的處理
對(duì)控制數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)操作，編程時(shí)給控制量賦初值即默認(rèn)值，每次運(yùn)行上位機(jī)控制程序時(shí)將控制數(shù)據(jù)讀出并送給相應(yīng)的控制單元，即使是第一次運(yùn)行該程序，點(diǎn)擊"運(yùn)行"也能將控制數(shù)據(jù)從文件中取出并同步下達(dá)到下位機(jī);以后每次更改控制數(shù)據(jù)時(shí)就將該控制數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，作為新的默認(rèn)控制數(shù)據(jù)，以備以后啟動(dòng)設(shè)備時(shí)使用。
在這里我們要實(shí)現(xiàn)的功能是控制下位機(jī)的啟動(dòng)和停止，以及三個(gè)定時(shí)器的定時(shí)長(zhǎng)度的給定。所發(fā)送的數(shù)據(jù)包括下位機(jī)的起停標(biāo)志，3個(gè)定時(shí)器定時(shí)長(zhǎng)度和控制信息結(jié)束標(biāo)志。需要注意的是在控制信息的結(jié)尾要添加結(jié)束標(biāo)志，該結(jié)束標(biāo)志在PLC上規(guī)定，需要上位機(jī)配合，作用是下位機(jī)接收到該標(biāo)志以后產(chǎn)生接收完成中斷，從而響應(yīng)上位機(jī)的控制。具體操作如下:
發(fā)送數(shù)據(jù):由發(fā)送按鈕觸發(fā)一個(gè)單擊消息，用以讀取編輯框的內(nèi)容，將讀取的數(shù)據(jù)保存到文件當(dāng)中，并向串口發(fā)送數(shù)據(jù)。
UpdateData(TRUE); //讀取編輯框內(nèi)容
CFile OutFile;
(pFileName,CFile::modeCreate|CFile::modeWrite);
();
CArchive ar(&OutFile,CArchive::store);
UpdateData(true);
ar << m_strTXData<<
();
(); //文件關(guān)閉
CtrlData=MachineState+m_strTXData+m_strTXData2
+m_strTXData3+EndFlag; &
nbsp; //控制數(shù)據(jù)
MessageBox("發(fā)送給定數(shù)據(jù)？","發(fā)送提示！",0+48+512);//添加消息提示框
m_(COleVariant(CtrlData));
//發(fā)送數(shù)據(jù)
CtrlData="";
另外，啟動(dòng)、停止按鈕也會(huì)觸發(fā)單擊消息，處理方法跟上述發(fā)送數(shù)據(jù)的過(guò)程相似，只是在處理時(shí)要首先置位MachineState，啟動(dòng)時(shí)置1，停止時(shí)置0，用來(lái)啟動(dòng)或停止設(shè)備;而且不再對(duì)保存控制數(shù)據(jù)的文件進(jìn)行操作。
下位機(jī)(PLC)控制程序編程
1 初始化
設(shè)定串口的通訊參數(shù)。接收完成以及發(fā)送完成都要產(chǎn)生中斷，中斷號(hào)分別為9、23。
main:
NETWORK 1
LD SM0.1
MOVB 16#09, SMB30 //自由口參數(shù):無(wú)校驗(yàn)，8位數(shù)據(jù)位，波特率9600，自由口通信;
MOVB 16#B0, SMB87
//接收信息控制，啟動(dòng)接收功能，檢測(cè)信息結(jié)束標(biāo)志;
MOVB 16#2A, SMB89
//定義信息結(jié)束標(biāo)志，與上位機(jī)配合;
MOVW +5, SMW90
//空閑行時(shí)間期限，單位微秒;
MOVB 100, SMB94 //接收字符數(shù)目最大值
ENI //開(kāi)中斷
ATCH INT_0, 23 //接收中斷連接
ATCH INT_2, 9 //發(fā)送中斷連接
RCV VB100, 0
2 控制主程序
NETWORK 1
LDB= VB101, 16#31
//檢測(cè)到要求起動(dòng)機(jī)器的控制信息，轉(zhuǎn)入開(kāi)動(dòng)操作
LPS
S V10.0,1 //設(shè)置啟動(dòng)標(biāo)志位
A V10.0 //檢測(cè)啟動(dòng)標(biāo)志位
A I0.1 //檢測(cè)輸入是否為1
TON T51, VW600
//若各條件具備，啟動(dòng)定時(shí)器，其定時(shí)參數(shù)由上位機(jī)給定
A T51
A V10.0
//若定時(shí)到并且下位機(jī)處于啟動(dòng)狀態(tài)，置位輸出Q0.4
= Q0.4
NETWORK 2
LDB= VB101, 16#30
A V10.0
S V10.0, 1
這段程序?qū)⒔邮盏降目刂茢?shù)據(jù)的啟動(dòng)、停止控制位進(jìn)行判斷，根據(jù)判斷的結(jié)果決定啟動(dòng)還是停止設(shè)備;在這段程序里面還將上位機(jī)發(fā)送的時(shí)間數(shù)據(jù)送給定時(shí)器;這樣上位機(jī)就能實(shí)時(shí)控制下位機(jī)的起停，并且能實(shí)時(shí)的對(duì)定時(shí)器的定時(shí)長(zhǎng)度進(jìn)行修改，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。
3 中斷處理
INT_0:
//接收完成中斷如果接收狀態(tài)顯示接受到結(jié)束字符，連接一個(gè)10ms定時(shí)器
// 發(fā)發(fā)送，同時(shí)將接收到的控制信息中的控制數(shù)據(jù)部分進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以便后續(xù)程序的應(yīng)用
LDB= SMB86,16#20
MOVB 10,SMB34
BTI VB102, VW600
//數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，由ASCII轉(zhuǎn)換為整型數(shù)據(jù)
-I 16#0030, VW60
0
//將整型數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算得出操作者見(jiàn)到的數(shù)據(jù)
*I +10, VW600
ATCH 1,10
CRETI
NOT
RCV VB100,0
//如果接收完成，然后啟動(dòng)一個(gè)新的接收
在這段程序中將接收到的數(shù)據(jù)信息部分進(jìn)行轉(zhuǎn)換和運(yùn)算。因?yàn)槟J(rèn)的下位機(jī)接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)都是文本信息，格式為ASCII碼值，所以如果想得到用戶在上位機(jī)上給定值轉(zhuǎn)換成為整數(shù)，然后將這些數(shù)據(jù)用于控制。
4 注意事項(xiàng)
在編程時(shí)有一點(diǎn)應(yīng)該注意:那就是接收和發(fā)送兩種模式之間的切換時(shí)間，因?yàn)橛?85通訊口進(jìn)行通訊時(shí)，發(fā)送結(jié)束后不能立即轉(zhuǎn)為接收模式，有一個(gè)反應(yīng)時(shí)間。所以在接收完成后如果要接著發(fā)送數(shù)據(jù)的話，需要設(shè)一個(gè)定時(shí)器，延遲一段時(shí)間以后再進(jìn)行發(fā)送操作，反之亦然。主程序及各中斷服務(wù)程序流程圖如圖2所示:
結(jié)束語(yǔ)
上位機(jī)的運(yùn)行界面如圖3所示，在該界面下就能實(shí)現(xiàn)對(duì)下位機(jī)的啟動(dòng)、停止控制，以及對(duì)控制參數(shù)的修改，并可實(shí)現(xiàn)參數(shù)的在線修改。
在該工程中控制對(duì)象的控制點(diǎn)數(shù)不是很多，人機(jī)交互也不是很多，功能相對(duì)獨(dú)立，能夠獨(dú)立組成一個(gè)小系統(tǒng)。在這種情況下該方案能有效節(jié)約投資，簡(jiǎn)化控制，維護(hù)方便，操作簡(jiǎn)單，且能保證控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，在小型控制系統(tǒng)尤其是需要交互的數(shù)據(jù)不太多的情況下，優(yōu)勢(shì)較為明顯。
