（已结束）工控PLC擂台第7期－－PLC与PC之间的通讯。 点击：2339 | 回复：21
PLC品牌不限，PC端组态软件不限，写出PLC与PC间的通讯方式、通讯模块（卡）硬件参数，通讯程序及模块（卡）端口设置。
需通讯内容：读位信号，100个；写位信号，50个；读数据（字），50个；写数据，20个。
工控PLC擂台每周一期，本期下周末结贴。奖项设置：一等奖1名：50MP，二等奖5名：10MP，三等奖10名：30积分。
MP介绍：gongkongMP即工控币，是中国工控网的用户积分与回馈系统的一个网络虚拟计价单位，类似于大家熟悉的QB，1个MP=1元人民币。
MP有什么用？兑换服务：以1个MP=1元来置换中国工控网的相关服务。 兑换现金：非积分获得的MP可兑换等值现金（满100MP后、用户可通过用户管理后台申请兑换）。
关于PLC与PC间的通讯有很多种，最常见的就是串口和以太网。如果PLC集成以太网或者扩展了以太网，使用以太网的方式与PC机通讯就是经济、快速的通讯方式。下面就是用以太网的方式实现组态软件与PLC之间的通讯。
PLC仍然选用集成以太网接口的ABB AC500系列，组态软件使用国产组态软件MCGS。通讯协议使用Modbus-TCP。由于使用以太网，所以无须额外通讯卡件，PC机只要集成同样的网卡即可。
一、PLC组态
1、CPU，使用AC500 PM582-ETH
可编程序控制器（ＰＬＣ）是以计算机技术为核心的通用自动控制装置，由于其体积小、使用灵活、 价格相对较低的特点，在工业生产中得到了广泛的应用。西门子公司的Ｓ７-２００系列小型ＰＬＣ的功能强、性能价格比高，在国内更是应用广泛。在工业控制过程中，常常需要用一台上位机去控制多台ＰＬＣ，实现分散控制与集中管理，以构成分布式控制系统。
ＰＣ端利用MSComm控件、在Ｓ７-２００ＰＬＣ端利用自由口通讯，实现他们之间的信息交换，以构成一个简单的分布式控制系统。
1) Ｓ７２００系列ＰＬＣ的自由口通讯方式
Ｓ７-２００支持多种通讯模式，如点点接口（PPI）、多点接口（MPI）等。PPI等通讯协议主要用于西门子系列产品之间的通讯。自由口通讯可由用户控制串行通讯接口，实现用户自定义的通讯协议。在自由口通讯方式下，用户利用梯形图程序中的接收完成中断、字符接收中断、发送完成中断、发送指令和接收指令实现Ｓ７-２００系列ＰＬＣ与上位机的通信。在ＰＬＣ与ＰＣ的通讯方式上，自由口通讯是一种廉价和灵活的方法。
ＰＬＣ的ＣＰＵ处于STOP模式时，自由口通讯被禁止，只有当ＣＰＵ处于RUN模式时，才可使用自由口通讯。在此，可以用反映ＣＰＵ模块上的工作方式的特殊存储器位SM0.7来控制自由口方式的进入。当SM0.7为1 时，ＣＰＵ处于RUN模式，可选择自由口通讯。通过向SMB30或SMB130（SMB30用于设置端口0，而SMB130用于设置端口1）的协议选择域置1，可以将通信端口置为自由口模式。SMB30或SMB130还用于设置通讯的波特率、奇偶校验与每个字符的数据位。发送指令XMT启动自由端口模式下数据缓冲区中的数据发送，它可以方便地发送1～255个字符，如果有中断程序连接到发送结束事件上，在发送完成后，端口0会产生中断事件9，也可以监视发送完成状态位SM45的变化，接收指令RCV可以初始化接收信息服务，通过指定的通信端口，接收信息并存储在数据缓冲区内。在接收完最后一个字符时，端口０产生中断事件２３。
在ＰＣ与ＰＬＣ的通讯中，主要是利用ＰＣ机发送信息来强制控制ＰＬＣ的状态，接收ＰＬＣ发送过来的信息，来显示控制状态。所以在本文中，ＰＬＣ发送信息通过检验SM4.5来每半分钟发送有关ＰＬＣ状态的信息，以使ＰＣ机更新显示，利用接收完成中断，按照ＰＣ机发送的信息要求来强制存储器有关位置的状态。每个数据帧为8个字符，具体的格式如下：
X Y F X X X V R
其中，YY为ＰＬＣ地址；F为存储器类型，如位存储器为M，变量存储器为V；XXX为位地址，如M017就表示M1.7；V为位设置的值，可为0或1；R为校验位。
Ｓ７-２００ＣＰＵ上的通信口是与RS485兼容的9针D型连接器，ＰＬＣ还提供了实现RS485与ＰＣ机上RS232C相连接的ＰＣ/ＰＰＩ电缆，利用它可以方便地实现Ｓ７-２００系列ＰＬＣ与ＰＣ之间的硬件连接。
２)自由口通讯的实现
在实现自由口通讯的软件设计中，主要包括ＰＣ软件与ＰＬＣ梯形图2部分，下面分别给出主要的源程序代码。
2.1 ＰＣ机的通信软件实现
本文是利用Delphi来实现ＰＣ机的通讯的。Delphi是新一代可视化开发工具，它具有功能强大、简便易用和代码执行速度快等特点，是全球公认的快速应用开发工具的先驱者，在构架企业信息系统方面发挥着重要作用。但由于Delphi中没有串口控件可用，所以首先需要把ActiveX控件MSComm加到元件选项板上。并设置MSComm控件的属性，其主要属性如下：
CommPort:设置并返回通讯的端口号。设为1。
Setting:以字符串的形式设置并返回波特率。设为19 200,n,8,1。
PortOpen:设置并返回通讯端口的状态。
Input:从接收缓冲区读取数据。
Output:从发送缓冲区发送数据。
InputMode:设置从级冲区读取数据的格式。
Rthreshold:接收缓冲区接收多少字符触发OnComm事件。设为８。
在向ＰＬＣ发送数据命令时，利用定义好的数据帧格式，组织好数据，用文本方式发送。接收ＰＬＣ数据时，触发Oncomm事件，在这个事件中，将接收到的数据按照数据帧的定义解释数据，进行相应的操作。
把PC连入PLC应用系统具有以下四个方面作用：
1）构成以PC为上位机，单台或多台PLC为下位机的小型集散系统，可用PC实现操作站功能。
2）在PLC应用系统中，把PC开发成简易工作站或者工业终端，可实现集中显示、集中报警功能。
3）把PC开发成 PLC编程终端，可通过编程器接口接入PLC，进行编程、调试及监控。
4）把PC开发成网间连接器，进行协议转换，可实现PLC与其它计算机网络的互联。
2. PC与PLC实现通信的方法
把PC连入PLC应用系统是为了向用户提供诸如工艺流程图显示、动态数据画面显示、报表编制、趋势图生成、窗口技术以及生产管理等多种功能，为PLC应用系统提供良好、物美价廉的人机界面。但这对用户的要求较高，用户必须做较多的开发工作，才能实现PC与PLC的通信。
为了实现PC与PLC的通信，用户应当做如下工作：
1）判别PC上配置的通信口是否与要连入的PLC匹配，若不匹配，则增加通信模板。
2）要清楚PLC的通信协议，按照协议的规定及帧格式编写PC的通信程序。PLC中配有通信机制，一般不需用户编程。若PLC厂家有PLC与PC的专用通信软件出售，则此项任务较容易完成。
3）选择适当的操作系统提供的软件平台，利用与PLC交换的数据编制用户要求的画面。
4）若要远程传送，可通过Modem接入电话网。若要PC具有编程功能，应配置编程软件。
3. PC与PLC实现通信的条件
从原则上讲，PC连入PLC网络并没有什么困难。只要为PC配备该种PLC网专用的通信卡以及通信软件，按要求对通信卡进行初始化，并编制用户程序即可。用这种方法把PC连入PLC网络存在的唯一问题是价格问题。在PC上配上PLC制造厂生产的专用通信卡及专用通信软件常会使PC的价格数倍甚至十几倍的升高。
用户普遍感兴趣的问题是，能否利用PC中已普遍配有的异步串行通信适配器加上自己编写的通信程序把PC连入PLC网络，这也正是本节所要重点讨论的问题。
带异步通信适配器的PC与PLC通信并不一定行得通，只有满足如下条件才能实现通信。
1）只有带有异步通信接口的PLC及采用异步方式通信的 PLC网络才有可能与带异步通信适配器的PC互连。同时还要求双方采用的总线标准一致，都是RS-232C，或者都是RS-422（RS-485），否则要通过“总线标准变换单元”变换之后才能互连。
2）要通过对双方的初始化，使波特率、数据位数、停止位数、奇偶校验都相同。
3）用户必须熟悉互联的PLC采用的通信协议。严格地按照协议规定为PC编写通信程序。在PLC一方不需用户编写通信程序。
满足上述三个条件，PC就可以与PLC互联通信。如果不能满足这些条件则应配置专用网卡及通信软件实现互联。
4. PC与PLC互联的结构形式
用户把带异步通信适配器的PC与PLC互联通信时通常采用如图7-12所示的两种结构形式。一种为点对点结构，PC的COM口与PLC的编程器接口或其它异步通信口之间实现点对点链接, 如图7-12a所示。另一种为多点结构，PC与多台PLC共同连在同一条串行总线上，如图7-12b所示。多点结构采用主从式存取控制方法，通常以PC为主站，多台PLC为从站，通过周期轮询进行通信管理。
a）点对点结构 b）多点结构
5. PC与PLC互联通信方式
目前PC与PLC互联通信方式主要有以下几种：
1）通过PLC开发商提供的系统协议和网络适配器，构成特定公司产品的内部网络其通信协议不公开。互联通信必须使用开发商提供的上位组态软件，并采用支持相应协议的外设。这种方式其显示画面和功能往往难以满足不同用户的需要。
2）购买通用的上位组态软件，实现PC与PLC的通信。这种方式除了要增加系统投资外，其应用的灵活性也受到一定的局限。
3）利用PLC厂商提供的标准通信口或由用户自定义的自由通信口实现PC与PLC互联通信。这种方式不需要增加投资，有较好的灵活性，特别适合于小规模控制系统。
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