摘 要：介紹了在Visual Basic 6.0環(huán)境下工控機(jī)與S7-200PLC自由口通信的實(shí)現(xiàn)方法，并結(jié)合水位實(shí)時(shí)檢測(cè)控制系統(tǒng)的開發(fā)實(shí)例，分析了Visual Basic 6.0與PLC通信的關(guān)鍵技術(shù)，該方法在幾乎不增加設(shè)備開支的情況下實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)與PLC的通信和監(jiān)控。

關(guān)鍵詞：PLC;通信;VB6.0;上位機(jī)

Application of Communication Based on PLC’s Freeport GAO Lihua QI Xiangdong JIAO Fenjiao

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(yè)控制中，作為工廠自動(dòng)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(yīng)用靈活、操作維修容易和穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。但它無法實(shí)時(shí)顯示各種控制圖表，人機(jī)交互性差。為彌補(bǔ)這方面的不足，工業(yè)控制中一般與計(jì)算機(jī)組成控制系統(tǒng)，將PLC作為下位機(jī)使用。本文就此以 S7—200 PLC為例，通過 Visual Basic 6.0編程實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)作為上位機(jī)與 PLC的通信 ，完成工業(yè)流程和工藝參數(shù)的顯示以及控制參數(shù)的修改等功能。

2 系統(tǒng)簡介

本系統(tǒng)是一個(gè)水位實(shí)時(shí)檢測(cè)和控制系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)分成2級(jí);PLC控制級(jí)和上位機(jī)監(jiān)控級(jí)。首先，通過 PLC 將水位傳感器檢測(cè)到的水位模擬量送至上位機(jī)進(jìn)行顯示;其次，上位機(jī)可發(fā)出起停泵、增減水位、手動(dòng)自動(dòng)切換等指令，并對(duì)上述指令信號(hào)動(dòng)態(tài)采樣，在上位機(jī)顯示除了以上幾部分外，系統(tǒng)還具備參數(shù)修改和報(bào)警、實(shí)時(shí)趨勢(shì)顯示、實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)報(bào)告等功能。

3 系統(tǒng)硬件組成

系統(tǒng)主要由工控機(jī)、PLC、水泵和電氣控制柜等組成。其中工控機(jī)作為上位機(jī)，通過RS-232接口與下位機(jī)相連，主要負(fù)責(zé)監(jiān)控和管理功能;下位機(jī)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(gè)RS-485通訊口，其性價(jià)比高，滿足本系統(tǒng)的所有要求，由于水位傳感器的模擬量信號(hào)，本系統(tǒng)還需要模擬量擴(kuò)展模塊EM235。

4 上位機(jī)與PLC通信

4.1 PLC自由口通信方式

工控機(jī)與 PLC通訊,工控機(jī)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(shí)現(xiàn) PLC 和 PC 之間的實(shí)時(shí)通訊,須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換,這種轉(zhuǎn)換是通過帶隔離型的 RS 232/485 轉(zhuǎn)換器來實(shí)現(xiàn)的。工控機(jī)與PLC自由口通訊如圖1所示。

圖1 工控機(jī)與PLC自由口通訊示意圖

本控制系統(tǒng)中采用了自由口通信方式實(shí)現(xiàn)與工控機(jī)的控制。自由口通信方式是 S7 - 200 PLC的一個(gè)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(tǒng)更加靈活、方便。通信協(xié)議完全由用戶程序控制,通過設(shè)置特殊寄存器 SMB30,SMB86,SMB87,SMB94 等的控制字來確定通訊參數(shù),通過使用接收中斷、發(fā)送中斷、發(fā)送指令和接收指令對(duì)通信口操作,通信協(xié)議完全可以由梯形圖程序控制。本系統(tǒng)采用定時(shí)發(fā)送，通過中斷查詢的方式接收數(shù)據(jù)。PLC發(fā)送和接收的流程圖如圖2、圖3所示。

圖2 發(fā)送程序流程圖

圖3 接收程序流程圖

4.2 MSComm控件

VB 6.0 是一個(gè)可視化的窗口開發(fā)環(huán)境,微軟公司在VB 中提供了 MSComm 控件,該控件可以對(duì)串口狀態(tài)、通信協(xié)議、數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送進(jìn)行設(shè)置。MSComm 的工作方式有兩種,一是查詢方式,二是事件驅(qū)動(dòng)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(shí)現(xiàn) PC與 PLC之間的串行通訊。

MSComm 屬性很多,實(shí)現(xiàn)通訊只要在程序中設(shè)置好幾個(gè)重要的通訊屬性即可，屬性設(shè)置如表1。

表1 Mscomm控件屬性

4.3 接口編程

在實(shí)施過程中，上位機(jī)與下位機(jī)之間要進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，本系統(tǒng)中，PLC要向上位機(jī)傳輸多個(gè)參數(shù)：1個(gè)水位傳感器壓力信號(hào)、2個(gè)報(bào)警信號(hào)及手動(dòng)/自動(dòng)狀態(tài)信號(hào)等，同時(shí)要求上位機(jī)向PLC傳送開關(guān)控制信號(hào)、壓力設(shè)定值信號(hào)及調(diào)節(jié)參數(shù)，并把手動(dòng)/自動(dòng)狀態(tài)命令送入PLC中，組成一個(gè)帶上位機(jī)的PLC智能控制系統(tǒng)。系統(tǒng)界面如圖4所示。這里應(yīng)當(dāng)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(fā)送和接收指令不能同時(shí)使用。

圖4 系統(tǒng)界面

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(shè)定信息結(jié)束字符

MOVW +5, SMW90 //設(shè)置空閑線超時(shí)時(shí)間為5ms

MOVB 100, SMB94 //設(shè)置最大字符數(shù)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(fā)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(qū)VB100

中斷程序INT_0 //接收完成中斷

LDB= SMB86, 16#20 //接收狀態(tài)顯示接收到結(jié)束字符

MOVB 10, SMB34 //連接一個(gè)10ms的時(shí)基中斷，觸發(fā)發(fā)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(dòng)一個(gè)新的接收

中斷程序INT_1 //定時(shí)中斷

LD SM0.0

DTCH 10 //斷開定時(shí)器中斷

XMT VB100,0 //在端口0向用戶回送信息

中斷程序INT_2 //發(fā)送完成中斷

LD SM0.0

RCV VB100, 0 //發(fā)送完成，允許另一個(gè)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(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)賦值給臨時(shí)變量"S1"

If （S1 = Chr（&H1B）） And （Len（SCOMS） > 3） Then ‘如果變量"S1"（接收緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)接收到起始字符‘&H1B‘，并且變量"SCOMS"中的字節(jié)數(shù)大于3），則 　　SCOMS = ""

Else

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

SCOMS = SCOMS & S1

Else

Call mySave（SCOMS）

End If

End If

End If

End Sub

5 結(jié)束語

在工業(yè)控制過程中，常常需要PLC與其他設(shè)備的通訊，若采用廠方提供的復(fù)雜的通訊方式，必然會(huì)使系統(tǒng)的擴(kuò)展性、靈活性和性價(jià)比大打折扣，在中小規(guī)?？刂葡到y(tǒng)中采用自由口通訊，可以有效地解決以上問題。

參考文獻(xiàn)

[1]范逸之.Visual Basic與RS-232串行通信控制.北京：清華大學(xué)出版社，2002.54-110.

[2]王永華.現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)[M].北京：航空航天大學(xué)出版社，2003.

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

[4]SIEMENS SIMATIC S7-200可編程控制器系統(tǒng)手冊(cè).