基于PLC自由口通信的應用

摘 要：介紹了在Visual Basic 6.0環境下工控機與S7-200PLC自由口通信的實現方法，并結合水位實時檢測控制系統的開發實例，分析了Visual Basic 6.0與PLC通信的關鍵技術，該方法在幾乎不增加設備開支的情況下實現了上位機與PLC的通信和監控。

關鍵詞：PLC;通信;VB6.0;上位機

Abstract：In this paper, the way of communication between industrial PC and S7-200 PLC is introduced. The key technology of the communication method is also analysed through an example of water-level real-time detection control system, the method realizes the communications and monitor between the upper computer and PLC without increase the equipment expense.

Key words: PLC;communication;vb6.0;upper computer

1 引言

　　在工業控制中，作為工廠自動化的三大支柱之一的可編程控制器 PLC（Programmable Logic Controller），由于其安全可靠、功能齊全、應用靈活、操作維修容易和穩定可靠等特點而得到廣泛應用。但它無法實時顯示各種控制圖表，人機交互性差。為彌補這方面的不足，工業控制中一般與計算機組成控制系統，將PLC作為下位機使用。本文就此以 S7—200 PLC為例，通過 Visual Basic 6.0編程實現計算機作為上位機與 PLC的通信 ，完成工業流程和工藝參數的顯示以及控制參數的修改等功能。

2 系統簡介

　　本系統是一個水位實時檢測和控制系統，整個系統分成2級;PLC控制級和上位機監控級。首先，通過 PLC 將水位傳感器檢測到的水位模擬量送至上位機進行顯示;其次，上位機可發出起停泵、增減水位、手動自動切換等指令，并對上述指令信號動態采樣，在上位機顯示除了以上幾部分外，系統還具備參數修改和報警、實時趨勢顯示、實時和歷史數據報告等功能。

3 系統硬件組成

　　系統主要由工控機、PLC、水泵和電氣控制柜等組成。其中工控機作為上位機，通過RS-232接口與下位機相連，主要負責監控和管理功能;下位機選用SIEMENS公司的S7-200系列PLC，中央處理模塊采用S7-200系列CPU226，該CPU在本體中集成了2個RS-485通訊口，其性價比高，滿足本系統的所有要求，由于水位傳感器的模擬量信號，本系統還需要模擬量擴展模塊EM235。

4 上位機與PLC通信

　　4.1 PLC自由口通信方式

　　工控機與 PLC通訊,工控機為 RS 232 串行接口，S7 - 200 為 RS 485 串行接口,他們之間不能直接相連使用,要實現 PLC 和 PC 之間的實時通訊,須進行電平轉換,這種轉換是通過帶隔離型的 RS 232/485 轉換器來實現的。工控機與PLC自由口通訊如圖1所示。

　　本控制系統中采用了自由口通信方式實現與工控機的控制。自由口通信方式是 S7 - 200 PLC的一個很有特色的功能,他可以使通信的范圍大大增加,使控制系統更加靈活、方便。通信協議完全由用戶程序控制,通過設置特殊寄存器 SMB30,SMB86,SMB87,SMB94 等的控制字來確定通訊參數,通過使用接收中斷、發送中斷、發送指令和接收指令對通信口操作,通信協議完全可以由梯形圖程序控制。本系統采用定時發送，通過中斷查詢的方式接收數據。PLC發送和接收的流程圖如圖2、圖3所示。

　　4.2 MSComm控件

　　VB 6.0 是一個可視化的窗口開發環境,微軟公司在VB 中提供了 MSComm 控件,該控件可以對串口狀態、通信協議、數據的接收和發送進行設置。MSComm 的工作方式有兩種,一是查詢方式,二是事件驅動方式。并且MSComm 控件屏蔽了通訊過程中的底層操作,可以方便地實現 PC與 PLC之間的串行通訊。

　　MSComm 屬性很多,實現通訊只要在程序中設置好幾個重要的通訊屬性即可，屬性設置如表1。

　　表1 Mscomm控件屬性

　　4.3 接口編程

　　在實施過程中，上位機與下位機之間要進行數據傳輸，本系統中，PLC要向上位機傳輸多個參數：1個水位傳感器壓力信號、2個報警信號及手動/自動狀態信號等，同時要求上位機向PLC傳送開關控制信號、壓力設定值信號及調節參數，并把手動/自動狀態命令送入PLC中，組成一個帶上位機的PLC智能控制系統。系統界面如圖4所示。這里應當注意的是，由于采用的通訊方式是半雙工的RS-485通訊，所以發送和接收指令不能同時使用。

　　4.3.1 PLC部分程序

　　初始化：

　　NETWORK 1

　　LD SM0.0 //首次掃描

　　MOVB 16#05, SMB30 //初始化自由通信

　　NETWORK 2

　　MOVB 16#B0, SMB87 //初始化RCV信息控制字符

　　MOVB 16#0A, SMB89 //設定信息結束字符

　　MOVW +5, SMW90 //設置空閑線超時時間為5ms

　　MOVB 100, SMB94 //設置最大字符數為100

　　NETWORK 3

　　ATCH INT_0:INT0, 23 //接收完成事件連接到中斷

　　ATCH INT_2:INT2, 9 //發送完成事件連接到中斷

　　ENI //中斷允許

　　RCV VB100, 0 //端口指向接收緩沖區VB100

　　中斷程序INT_0 //接收完成中斷

　　LDB= SMB86, 16#20 //接收狀態顯示接收到結束字符

　　MOVB 10, SMB34 //連接一個10ms的時基中斷，觸發發送

　　收到的信息字符

　　ATCH INT_1:INT1, 10

　　CRETI

　　NOT //接收未完成

　　RCV VB100, 0 //啟動一個新的接收

　　中斷程序INT_1 //定時中斷

　　LD SM0.0

　　DTCH 10 //斷開定時器中斷

　　XMT VB100,0 //在端口0向用戶回送信息

　　中斷程序INT_2 //發送完成中斷

　　LD SM0.0

　　RCV VB100, 0 //發送完成，允許另一個接收

　　4.3.2 VB部分通信程序

　　Private Sub MSComm1_OnComm（）

　　Static SCOMS As String

　　Dim S1 As String

　　If MSComm1.CommEvent = comEvReceive Then ‘如果接收到字符

　　S1 = MSComm1.Input ‘把接收緩沖區內的數據賦值給臨時變量"S1"

　　If （S1 = Chr（&H1B）） And （Len（SCOMS） > 3） Then ‘如果變量"S1"（接收緩沖區內的數據接收到起始字符‘&H1B‘，并且變量"SCOMS"中的字節數大于3），則

　　SCOMS = ""

　　Else

　　If S1 <> Chr（&HD） Then ‘如果變量"S1"沒有接收到結束字符‘&H0D‘

　　SCOMS = SCOMS & S1

　　Else

　　Call mySave（SCOMS）

　　End If

　　End If

　　End If

　　End Sub

5 結束語

　　在工業控制過程中，常常需要PLC與其他設備的通訊，若采用廠方提供的復雜的通訊方式，必然會使系統的擴展性、靈活性和性價比大打折扣，在中小規模控制系統中采用自由口通訊，可以有效地解決以上問題。

參考文獻

　　[1]范逸之.Visual Basic與RS-232串行通信控制.北京：清華大學出版社，2002.54-110. [2]王永華.現代電氣控制及PLC應用技術[M].北京：航空航天大學出版社，2003.

　　[3]劉炳文. 精通Visual Basic6.0中文版[M].北京：電子工業出版社，1999.

　　[4]SIEMENS SIMATIC S7-200可編程控制器系統手冊.