PLC和PC实时通信方法的研究

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时间:2019-11-14

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1、在工业控制系统中,PLC作为一种稳定可靠的控制器已经得到了广泛的应用。但是由于屮小型PLC的人机接口功能不很完善,不能捉供给用户一个友好的交互界面,因此妨碍了对现场运行过程的跟踪与监控。PLC实际工作中,通常人们采用4种装置为PLC配置人机界面:编程终端、显示终端、工作站及个人计算机。编程终端主要用于编程与调试,其监控功能相对较弱。显示终端的功能比较单一,主要用作现场显示。工作站系统很受用户欢迎,它功能全面、使用简单,但由于要配置高级组态软件,因而价格比较昂贵。个人计算机可配备多种高级语言,提供优良的软件平台,开发各种应用

2、系统,特別是动态画面显示等,与PLC相结合组成一套PC-PLC监控管理系统,能够充分发挥它们各自的优点。但是在该系统中,关键的问题就是通信,用户对此须做较多的开发工作。本文详细阐述了PC与PLC互连通信的一般方法,并以永宏公司的FATEK-FBSPLC为对象,以实际四层电梯模型监控系统为例,介绍了利用大家都熟悉的编程语言VisualBasic和Step7,实现PLC与上位计算机实时通信的通信过程。2通信方式面对众多生产厂家的各种类型PLC,它们各有优缺点,能够满足用户的各种需求,但在形态、组成、功能、编程等方面各不相同,没

3、有一个统一的标准,各厂家制订的通信协议也千差万别。目前,人们主要采用以下三种方式实现PLC与PC的互联通信:(1)通过使用PLC开发商捉供的系统I■办议和网络适配器,来实现PLC与PC机的互联通信。但是由于其通信协议是不公开的,因此互联通信必须使用PLC开发商提供的上位机组态软件,并采用支持相应协议的外设。可以说这种方式是PLC开发商为自己的产品量身定作的,因此难以满足不同用户的需求。(2)使用目両通用的上位机组态软件,如组态王、InTouch.WinCC、力控等,来实现PLC与PC机的互连通信。组态软件以其功能强大、界而

4、友好、开发简洁等优点目前在PC监控领域已经得到了广泛的应用,但是一般价格比较昂贵。组态软件木身并不具备直接访问PLC寄存器或其它智能仪表的能力,必须借助I/O驱动程序來实现。也就是说,1/0驱动程序是组态软件与PLC或其它智能仪表等设备交互信息的桥梁,负责从设备采集实时数据并将操作命令下达给设备,它的可靠性将直接彩响组态软件的性能。但是在大多数情况下,I/O驱动程序是与设备相关的,即针对某种PLC的驱动程序不能驱动其它种类的PLC,因此组态软件的灵活性也受到了一定的限制。(3)利用PLC厂商所提供的标准通信端口和由用户自定

5、义的自由口通信方式來实现PLC与PC机的互连通信。这种方式由用户定义通信协议,不需要增加投资,灵活性好,特别适合于小规模的控制系统。通过上述分析不难得出,掌握如何利用PLC厂商提供的标准通信端II和CJEbll通信方式以及大家所熟悉的编程语言来实现PC与PLCZ间的实时通信是非常必要的。3FATEK-FBSPLC通信方式及原理FATEK-FBSPLC内部集成的PPI接口为用户提供了强大的通信功能,可在多种模式下工作:PPI、Profibus-DP、门由口方式等。其中口由口通信方式最具冇特色,通信1■办议可完全由梯形图程序控

6、制,通过它可以实现PLC与任何具冇通信能力的设备进行互连,因而在本系统中选用自由口通信方式。口前PLC与PC机的链接通信有两种方式,一种是PC机始终处于主导地位,数据的传送都曲PC机定时发出命令,另外一种是PLC始终具有优先权。在本电梯模型监控系统中所有的控制信号均为开关量信号,考虑到上位PC机仅实时显示电梯的运行状态,不需向PLC发送控制指令,采用第二种通信方式。利用PLC循环扫描的特点,设备状态一旦改变,PLC立即检测到,并将反映系统状态变化的数据存入指定的数据缓冲区,通过XMT发送指令,将数据通过COM口发至上位机。

7、每个系统的状态对应于数据缓冲区中的一个指定字节,所存储数据均为16进制数据,为保证通信过程的可靠性,上位机对所接受到的数据进行首尾字符校验,如呆校验成功,则说明接收到的首末字节Z间的数据是正确的,从而进行处理,否则,放弃这批数据,要求对方重发。4应用实例与程序设计(1)系统构成FATEK-FBSPLC内部集成的PPI接口物理特性为RS485,而上位机的标准串口为RS232,为了实现两者的通信必须进行I■办议转换,永宏公司捉供的PC/PP1电缆带有RS232/RS485电平转换器,因此再不增加任何硕件的情况下,可以方便的实现

8、二者的互联和协议转换。作为控制器的FATEK-FBSPLC利用电梯模型自带的电源线实现与四层电梯模型的互连,该电梯模型为教学试验装置,具备一般电梯的基本功能。硬件连接如图1所示。图1硬件连接示意图(2)PLC部分编程①口由端口的初始化在自由口通信模式下,通过设置特殊存储器SMB30(端口0),来为自由端

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