PLC与上位机的高速通信实现

PLC与上位机的高速通信实现

摘 要：本文先介绍了S7-200系列PLC的三种通信方式，及其在网络中通信的RS-232和RS-485标准。在实例中，采纳西门子公司的S7-200系列PLC为下位机，按照RS-485标准与上位机通信;通信协议为以自由口模式创建用户自定义的协议，数据传输格式为16进制ASCII编码，求和校验;上位机采纳VC编程的可视化界面，在编程过程中采纳不可中断方式和多缓冲区结构，实现了可靠且高速的通信方式。 关键词：PLC;串行通信;高速通信;VC;自由口模式 0、引言

工业操纵领域中PLC作为一种高效、灵活、可靠的操纵器，有着广泛的应用。以PLC操纵器为核心，上位PC机为实时监控体的操纵系统已成为工业自动化PLC操纵系统的一个进展方向。实现PLC与PC的通信能够实现向上级提供诸如工艺流程图、动态数据画面、报表显示等多种窗口技术，使PLC操纵系统具有良好的人机界面，通过上位机对PLC数据的读写监控实现现场数据的采集、传送以及生产过程调度的自动化和信息化，其应用前景十分宽敞。常用的各种PLC网络有差异，但表现在 PLC 通信程序、系统联结和系统配置等方面，通信机理有统一性。目前市场上通信组态系统结构复杂，价格昂贵，应用繁琐，不适应用户使用。针对上述问题笔者以西门子公司的S7-200系列的PLC为研究对象，提出了一种用VC实现上位机与PLC的高速可靠的通信方法。 1、S7-200系列PLC通信方式

西门子S7-200系列性能优良，性价比较高，适用范畴专门广，因此本文要紧讨论西门子7-200系列与运算机之间的通信。S7-200系列通信方式有三种：

〔1〕 点对点PPI方式与上位机通信：用于与西门子公司的PLC编程器或其他该公司人机接口产品的通信。该种通信方式采纳的是MSComm ActivcX控件。PPI是主/从协议，

网络上的S7-200均为从站，其他CPU、SIMATIC编程器或TD200为主站。假如在用户程序中承诺PPI主站模式，一些S7-200CPU在RUN模式下能够作主站，它们能够用网络读和网络写指令读写其他CPU中的数据。PPI没有限制能够有多少个主站与一个从站通信，然而在网络中最多只能有32个从站。PPI通信协议是不公布的;

〔2〕 Freeport方式与上位机通信：Freeport方式具有与外围设备通信方便、自由，易于微机开发等特点，因此使用自由口方式实现与上位机通信的操纵方案较多。但在该通信方式下，上位机与PLC的最大通信能力为128bit/s，这无法满足高速通信的需要;

〔3〕 Profibus-DP方式与上位机通信：Profibus协议用于几分布式I/O设备的高速通信。S7-200CPU需通过EM277。Profibus-DP模块接入Profibus网络，网络通常有一个主站和几个I/O从站。这种方式使得PLC能够通过Profibus的DP通信接口接入Profibus现场总线网络，从而扩大PLC的使用范畴。PPI协议和Profibus协议的结构模型差不多上基于开放系统互连参考模型的7层通信结构。 2、PLC网络通信标准简介 〔1〕 RS-232C标准

通信的连接接口与连接电缆的相互兼容是通信得以保证的前提。它的实现方法进展迅速，型式较多。其中RS-232C确实是实际应用较多的标准之一，它是运算机或终端与调制解调器之间的标准接口。RS-232C功能规范定义了电路之间的连接，以及它的含义。RS-232C的规程规范定义的是协议，即事件显现的正确顺序。RS-232C的缺点是数据传输率低传输距离短。

〔2〕 RS-485标准

在许多工业环境中，要求用最少的信号连线来完成通信任务。日前广泛应用的是RS-485串行接口总线，RS-485支持半双工通信，分时使用一对双绞信号线进行发送或接收。RS

-485用于多站互联时实现简单，节约材料，能够满足高速远距离传送，构成分布式网络操纵系统十分方便。 3、通信网络接口的设计

在本工程中，我们采纳的PLC为CPU224型，该可编程操纵器的通信端口为RS-485接口，由于PC机的串行端口为RS-232接口，且远离操纵现场〔PLC位置〕，因此PC机的RS-232接口必须通过RS-232/RS-485转换器转换后才能与PLC通信端口连接，这种通信方式能够实现最远1.2Krn的远程通信。

PC机的标准串口为RS232。S7-200系列CPU226提供2个串口，其中一个端口Portl作为DP口，另一个端口Port0为自由口，自由口为标准RS485串口。西门子公司提供的PC/PPI电缆带有RS232/RS485电平转换器，因此在不增加任何硬件的情形下，能够专门方便地将PLC和PC机互联。 4、通信程序设计

〔1〕 上位机部分程序

单命令把MSComm控件加入到工程中。MSComm控件通信功能的实现实际上是调用了API函数。而API函数是由Comm.drv说明并传递给设备驱动程序进行的。即MSComm控件的属性提供了通信接口的参数设置，能实现串行通信。MSComm控件有关属性如下： CommPort：设置并返回通信端口号。Window系统将会利用该端口与外界通信; Setings：设置并返回初始化参数。其组成格式为〝BBBB。P。D。S〞。BBBB为数据速率。P为奇偶校验。D为数据比特。S为停止位;

PortOpen：设置并返回通信端口的状态。也能够打开和关闭端口; Ouptut：向传输缓冲区写1B的数据;

Input：将传送到输入缓冲区的字符读到程序里;