西门子PLC与计算机间的通讯程序设计

维普资讯 http://www.cqvip.com 西门子ＰＬＣ与计算机间的通讯程序设计　●主题论文　一６７一　西门子ＰＬＣ与计算机间的通讯程序设计　山东郯城电业局　李鹏　福州大学电气系　李琰　Ｔｈｅ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｐｒｏｇｒａｍ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｂｅｔｗｅｅｎ　Ｓｉｅｍｅｎｓ　ＰＬＣ　ａｎｄ　Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｃｏｍｏｕｔｅｒ　Ｕ　Ｐｅｎｇ　Ｕ　Ｙａｎ　摘要：介绍了西门子（Ｓｉｅｍｅｎｓ）公司生产的Ｓ７—２００型ＰＬＣ与计算机之间的通讯网络构成及主要通　讯指令，说明了利用ＰＬＣ进行通信的实质和设计步骤，给出了ＰＬＣ与计算机通讯时上位机和下位　机的相应程序。　关键词：可编程序控制器；通讯；　中断；Ｓ７—２００　分类号：ＴＮ９１９　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００６—６９７７（２００２）０８—００６７—０３　１　引言　可编程控制器（ＰＬＣ）是工业自动化的主导产　品。它已经成为现代工业控制的三大支柱之一（机　器人、ＰＬＣ和ＣＡＤ／ＣＡＭ）。其可靠性高、使用方便的　巨大优越性已广为工程技术人员所熟知。经过３０多　子公司生产的Ｓ７＿２００型ＰＬＣ为基础，给出ＰＬＣ与　计算机通讯时上位机和下位机之间相应的简单程　序。　２　ＰＴＪＣ与计算机间的通讯　Ｓ７—２００型ＰＬＣ具有十分强大的联网功能，可　年的发展，可编程控制器已成为最重要、最可靠、应　用场合最广泛的工业控制微型计算机。在可编程控　制器中，充分应用大规模集成电路技术、微电子技术　及通讯技术可以构成逻辑控制、过程控制、数据采集　与控制、图形工作站等综合控制系统。而ＰＬＣ通讯　一以连接编程器、人机接口设备或其它ＰＬＣ。Ｓ７—２００　的可编程通信口模式（Ｆｒｅｅ　Ｐｏｒｔ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｍｏｄｅ）具有足够的灵活性，利用它可实现各种通信　功能。同时，通过此通讯方式还可实现编程、监控、　联网等功能。Ｓ７—２００系列ＰＬＣ的通信接口是９针　ＲＳ一４８５信号接口，可通过ＰＣ／ＰＰＩ电缆与计算机　：每　每　每　：每　：每：每：每　每　：　直是很多用户十分关心的实际问题，本文以西门　ｃ　ｃ　：　：　：　：　ＭＡ系统大获全胜的事实就不难得到确认。同时，　ＣＤＭＡ商业网络的其它优势也日趋明显。香港、韩国　的ＰＣＳ业务均采用了ＣＤＭＡ系统，而且运营状况良　移动通信产业的发展。　参考文献　１．华为科技．关于ＣＤＭＡ制式的第三代移动通信　展望．电子科技．２０００，１２　好。即使在ＧＳＭ的大本营欧洲，ＣＤＭＡ也显得咄咄　逼人。２００１年１月，ＥＴＳＩ（欧洲电信标准委员会）审议　了３Ｇ（第三代移动通信）标准，无论是Ｎｏｋｉａ、Ｅｒｉｃｓｓｏｎ　还是Ｍｏｔｏｒｏｌａ、Ｓｉｅｍｅｎｓ，它们都将采用ＣＤＭＡ作为空　中接口标准，这也进一步确立了ＣＤＭＡ为商业移动　通信网的主流方向。　由此可见．世界正处于ＣＤＭＡ技术和第三代蜂　窝移动通信大发展之际，中国移动通信产业应在建　设中求发展，在市场竞争中求生存，抓紧难得的历史　机遇，以市场为导向，抓住新的经济增长点，大力加　２．段才明等．第三代移动通信系统中Ｗ—ＣＤＭＡ　与ＣＤＭＡ２０００的理论及实施草案（一、二）．现代　电信科学．２０００，１０、ｌｌ　３．田宏鹏．ＣＤＭＡ技术及市场应用报告．通信世界．　２０００．５　４．田宝玉等．ＣＤＭＡ蜂窝移动通信软切换区的划分　北京邮电大学学报．１９９８年５月第２１卷增刊　收稿日期：２００２—０３—２８　咨询编号：０２ｏ８２４　强自主开发创新，搞好中外经济技术合作，促进民族　维普资讯 http://www.cqvip.com 一６８一　《国外电子元器件）２００２年第８期　２００２年８月　口口口Ｉ品ｌ　编程器　网络连接器　１计算机和Ｐ【ｃ构成的ＰＬＣ网络　联接，也可通过ＳＩＮＥＣ—Ｌ２接口与其它ＰＬＣ连成　网络。由计算机和ＰＬＣ构成的ＰＬＣ网络系统结构　如图１所示。　ｓ７—２００系列ＰＬＣ的通信模式有两种：一种是　点对点（ＰＰＩ）通信协议，用于ＰＬＣ与其编程器或西　门子公司的人机接口产品之间的通讯；另一种是　对用户完全开放的自由口模式，ＣＰＵ的串行通讯口　可由用户程序控制，这种操作方式称之为自由口　模式。，用户可以自行规定通信协议。其中ＰＰＩ模式　能在ＰＬＣ停止方式（ＳＴＯＰ）下通讯，而自由口模　式只能在ＰＬＣ运行方式（ＲＵＮ）下通讯。当选择自由　口模式时，用户程序即可通过发送中断、接收中　断、发送指令（ＸＭＴ）和接收指令（ＲＣＶ）来控制串行　通讯口的运作。在自由口模式下，通信协议完全由　用户程序来控制。对ＰＯＲＴＯ及ＰＯＲＴ１来说，可分别　通过ＳＭＢ３０和ＳＭＢ１３０来设置波特率及奇偶检　验。在简单情况下，还可以只用发送指令（ＸＭＴ）向　打印机或显示器发送信息。用户通过向ＳＭＢ３０（端　口０）或ＳＭＢ１３０（端口１）的协议选择区置ｌ即可允　许自由端口模式。　ＰＬＣ和计算机之间的通讯指令主要有中断连　接、中断分离指令和发送、接收指令等。　（１）中断指令　ＰＬＣ和计算机间的中断连接和中断分离指令　的体型图如图２所示。其中：ＥＶＥＮＴ表示中断指令　指定的中断事件；ＩＮＴ表示与中断事件相关联的中　断服务程序标号。通过中断连接指令（ＡＴＣＨ）可以　把一个中断事件（ＥＶＥＮＴ）和一个中断程序（ＩＮＴ）联　中断连接　蝈　中断分离　图２中断连接、中断分离指令体型图　系起来，并允许这个中断事件发生。而中断分离指　令（ＤＴＣＨ）的主要作用是截断一个中断事件　（ＥＶＮＴ）和所有中断程序的联系，并禁止该中断事　件。　在激活一个中断程序前，必须在中断事件和该　事件发生时希望执行的那段程序间建立一种联系。　通过中断连接指令可指定…　个中断事件所要调动的　程序段。虽然多个中断事件可以调用同一个程序　段，但是一个中断事件不能同时调用多个程序段。　在开中断情况下，某个中断事件发生，就执行最后一　次为该事件指定的中断所调用的程序段。用ＡＴＣＨ　指令为某中断事件调用相关的程序段时，系统会自　动将此中断事件打开。利用ＤＴＣＨ可以解除中断事　件和中断程序段之间的联系，同时将该中断事件关　闭，以使该中断处于非激活状态。　（２）发送接收指令　发送、接收指令的体型图如图３所示。其中，ＴＢＬ　蝈蝈　发送指令　接收指令　图３发送、接收指令的体型图　用于指定接收或发送数据的缓冲区，它的第一个字节　用来设定应接收或发送的字节数（最大２５５个字节）；　ＯＰＲＴ则用于指定通讯时的串行通讯口。发送指令　（ＸＭＴ）的作用是激活发送数据缓冲区（ＴＢＬ）中的数　据。数据缓冲区的第一个数据指明了要发送的字节　数。ＰＯＲＴ用于指定发送端口。ＸＭＴ指令用于决定自　由端口模式，并由通讯端口发送数据。　接收指令（ＲＣＶ）用于激活初始化或结束接收信　息的服务。通过指定端口（ＰＯＲＴ）可将接收到的信息　存储于数据的缓冲区（ＴＢＬ）。数据缓冲区的第一个　数据指明了接收的字节数。　可以用ＸＭＴ指令方便的发送数据，通常ＸＭＴ　指令可发送一个或多个字符，最多有２５５个字符的　缓冲区。如果有一个中断程序连接到发送结束事件　上，那么在发完缓冲区中的最后一个字符后会产生　一个中断。可以用ＲＣＶ指令方便的接收数据，ＲＣＶ　指令可以接收一个或多个字符，最多有２５５个字符，　这些字符存储于缓冲区中。如果有一个中断程序连　接到接收完成事件上，那么在接收到缓冲区中的最　维普资讯 http://www.cqvip.com 西门子ＰＬＣ与计算机间的通讯程序设计　一６９一　后一个字符时，系统也会产生一个中断。　３　ＰＬＣ通讯程序　ＰＬＣ通讯是ＰＬＣ实际应用中一个十分关键的问　题，可以利用Ｓ７—２ｏ０的可编程通讯口模式来实现　各种各样的通信功能，它完全可以实现很多十分复　杂的功能，如构成ＰＬＣ网络进行多机通讯，以及利　用电信网络实现远程通信等。　另外，ｓ７—２ｏ０系列ＰＬＣ中的ＣＰＵ２１５、ＣＰＵ２１６均　自带接口，因而能够直接挂上现场总线（ＰＲＯＦＩＢＵＳ）接　口，并可支持对等式通信（ｐｅｅｒ　ｔｏ　ｐｅｅｒ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）。　下面给出ＰＬＣ通讯程序，该程序十分简单，其作用　是采用中断方式向上位计算机发送指定存储器中存　储的一个字节数据。　主程序：　ＬＤ　ＳＭ０．１　ＭＯＶＢ　１６＃０９，ＳＭＢ３０　；首次扫描时初始化自　由口．选择９６００波特率，　８位数据位，无校验　ＭＯＶＢ　１００，ＳＭＢ３４　；确定中断事件是定时　中断０　ＭＯＶＢ　１，ＶＢ１００；确定要发送的字节数为１　ＥＮＩ　；允许进行中断　ＡＴＣＨ　ＩＮＴ一０，１０　；将中断事件ＩＮＴ一０与　定时中断０联系起来　中断程序：　ＬＤ　ＳＭ０．０　ＭＯＶＢ　１２０，ＶＢ１０１　；指定向上位计算机要　发送的数据　ＸＭＴ　ＶＢ１００，０　；通过０号端口，采用定时　中断，向上位计算机发送数据　４　计算机通讯编程　为了充分利用计算机数据处理的强大功能，可　以在上位机编写程序来实现计算机与ＰＬＣ的通讯。　Ｖｉｓｕａｌ　Ｂａｓｉｃ语言（简称ＶＢ）是Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ公司推出的　面向对象和事件的Ｗｉｎｄｏｗ应用程序开发工具，它继　承了Ｂａｓｉｃ简便易学的优点，同时又具有较好的可视　化编程界面，是一种集成开发环境（ＩＤＥ）。考虑到ＶＢ　的以上优点，本文拟采用ＶＢ语言来编写ＰｌＪＣ与计　算机问的通讯程序。ＶＢ语言的专业版本中通常都提　供了通讯控制控件（Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏ１）——应用　通讯控件（ＭＳＣｏｍｍ），从而可通过串行端口来实现传　递与接收数据的功能。　ＭＳＣｏｍｍ控件有很多种重要属性，其中最重要　的有：　Ｃｏｍｍｐｏｒｔ：设置或返回通讯端口号：　Ｓｅｔｔｉｎｇｓ：以字符串形式设置或返回波特率、奇偶　检验、数据位和停止位；　ＰｏｒｔＯｐｅｎ：设置或返回通讯端口状态以及打开和　关闭端口。　下面是以ＰＬＣ与计算机的通讯测试指令为例　编写的ＶＢ程序：　初始化：　Ｐｒｉｖａｔｅ　Ｓｕｂ　ＦｏｒｍＬｏａｄ（）　；程序初始化　ＭＳＣｏｍｍ１．ＣｏｍＰｏｒｔ＝２：使用ＣＯＭ２端口通讯　ＭＳＣｏｍｍ１．Ｓｅｔｔｉｎｇｓ＝“９６００，ｎ，８，１”；波特率　为９６００，采用无校验，８位数据位，１位停止位　ＭＳＣｏｍｍ１．ＰｏｒｔＯｐｅｎ＝Ｔｍｅ　；打开通讯端口，　准备通讯　Ｅｎｄ　Ｓｕｂ　在本例中．使用ＭＳＣｏｍｍ控件的ＯｎＣｏｍｍ捕获　并进行处理的程序如下：　Ｐｒｉｖａｔｅ　Ｓｕｂ　ＭＳＣｏｍｍ１ＯｎＣｏｍｍ（）　ＩｆＭＳＣｏｍｍ１．ＣｏｍｍＥｖｅｎｔ＝２　Ｔｈｅｎ：ＭＳＣｏｍｍ　控件的ＯｎＣｏｍｍ事件如果为真，则进行通讯　ⅡＭＳＣｏｍｍ１．ＩｎＢｕｆｆｅｒＳｉｚｅ＞＝０　Ｔｈｅｎ　：如　果接收缓冲区里有数据，则接收　Ｓ＝ＭＳＣｏｍｍ１．Ｉｎｐｕｔ：将接收的数据赋给变　量ｓ对于以后的数据处理工作，这里就不多说了。　ＥｎｄⅡ　ＥｎｄⅡ　Ｅｎｄ　Ｓｕｂ　参考文献　１．郭宗仁等．可编程序控制器及其通讯网络技术．　人民邮电出版社．１９９９．５　２．西门子公司．ＳＩＭＡＴＩＣ　Ｓ７—２ｏ０可编程序控制器　系统手册．西门子公司出版，２０００．６　３．西门子公司．ＳＩＭＡＴＩＣ　Ｓ７—２ｏ０应用示例．西门　子公司出版．１９９７．１　４．钟肇新等．可编程序控制器入门（Ｓ７—２ｏ０）．华　南理工大学出版社．１９９９．５　收稿日期：２００２—０２—２１　咨询编号：０２０８２５