PLC与上位PC机的高速通信的设计与实现
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PLC与上位机的通信实现最新文档plc与上位机的通信实现-最新文档PLC与上位机的通信plc作为一种高性能的控制装置,在分布式系统中得到了越来越广泛的应用。
在这种控制方式中,上位监控机系统是其中重要的组成部分。
plc可以多种方式如直接采用现有的组态监控软件与上位监迭机通信,但针对小规模的控制系统,找到一种高性能价格比的通信方法,具有积极的实际意义。
本文就日本三菱公司生产的fx2n可编程控制器与pc机通信方式的实现,从软、硬件两个方面来说明这个问题。
1.上位机与plc通讯的原理在使用外部设备与可编程控制器通信之前,必须首先指定一些参数,如数据长度、奇偶校验、停止位和波特率,即通信格式。
通过四位十六进制数设置通信格式,此处设置为h6880。
这意味着数据长度为7位,终止符为7位,奇偶校验为无,控制线为RS232接口,停止位为1位,总和检查自动添加,波特率为9600bps,协议为特殊协议,标题为无,传输控制协议为协议格式1。
通信格式首先在PLC中设置。
协议格式的通信格式依次指定控制代码、站号、PC号、命令、消息等待和验证代码。
在FX系列可编程控制器中,通过专用寄存器d8121设置站号。
设定范围为00h至0Fh。
由于上位机仅与一台PLC气动试验台通信,站号为00h。
PC编号为MELSECNET(II)系列或MELSECNET/b系列上用来确定可编程控制器cpu的数字。
fx系列的pc号为ffh,由两位ascii字符来代表,即“ff”。
命令用来指定要求的操作(如读,写),在此控制软件中所使用的向plc发送的主要指令有:批量读出位元件br指令;批量写入位元件bw指令;强制plc运行(run)rr指令;强制plc停止(stop)rs指令。
消息等待是一段计算机要求的延迟时间,以实现在发送和接受状态间的转换。
和校验代码用来确定消息中的数据没有受到破坏。
它是通过加上和校验区域中的ascii字符的16进制值计算得到的。
上位机和plc在遵循相同的通讯格式和通讯协议下便可以进行通讯了。
本人最近做了一个上位机与欧姆龙PLC通信的系统。
与大家分享分享心得吧!废话不多说,先看看实际的效果图吧!由于本人能力有限,请大家多多指正吧!要想做好上位机,就必须搞好通信问题。
欧姆龙PLC与上位机通信采用的是Host Link协议。
下面就先来介绍介绍Host Link协议。
使用Host Link协议要注意以下几点:(1)通信线的连线,RS232口接线.一般使用无握手信号连线,无握手信号连线仅需要3根线,1根地线,2根信号线:发送线TXD,接受线RXD。
(2)通信参数的设置,一般我们Visual Stdio中选用控件Serial Port,在其属性中选择波特率9600,数据位7位,偶检验,2个停止位.在调试的时候可以用串口助手先进行调试,调试明白了再开始写上位机也不迟。
(3)Host Link协议的格式,一般包括起始符,单元号,正文,FCS检验码,结束符。
起始符都是@,一般你的上位机控制的只有一个下位机,那么你的单元号就是00,正文内容是举一个例子,比如说@00WD010********CR,@是起始符,00是单元号,WD0100表示向DM区0100,写入数据,写入的就是1234(写的是字符,传入PLC中自动变成16进制的1234),56是FCS校验,FCS校验就是校验码前面所有的字符按其ASCII码异或,结果是两位的。
在写上位机之前你也可以现写一个FCS校验器,反正后续的代码总是要写的。
*CR是结束符,*比较容易打出来,CR就是回车键,程序中表现时可以用”\r"来表示。
再比如说@00RD010********CR是向DM0100开始的数据区,连续读0001个数据,在这里也就是连续读一个数据.当然你给PLC发一个数据,如果格式正确,PLC也会响应你一个数据,见下表。
在这里讲一下返回的状态码,根据状态码,我们可以知道发送的数据有没有出现错误.正常情况下,返回的只能是00,如果不是00,请根据上表,自己修改错误。
20科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION动力与电气工程DOI:10.16661/ki.1672-3791.2018.17.020PLC与上位机的通信①谭丽(长春大学电子信息工程学院 吉林长春 130012)摘 要:电子计算机技术的快速发展下不断有新的科技产物出现,电子计算机技术在各个领域中的应用越来越广泛,其中就包括工业上所采用的可编程控制器,集齐编程与控制作用为一身,发挥着非常重要的作用。
为此本文针对这一编程控制系统中最为关键的一部分内容,即PLC与上位机的通信进行简单的介绍,包括其基本原理以及实现通信的必要手段。
因为PLC与上位机之间实现通信能够更加有效地对工业化生产进行控制,对其发展来说是具有不可替代的作用的,因此这一领域的相关研究人员还不断深入研究,在原有的基础之上不断地进行完善,使其能够充分发挥作用。
关键词:PLC 上位机 通信中图分类号:N91 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2018)06(b)-0020-02①作者简介:谭丽(1988,2—),女,汉族,吉林榆树人,硕士研究生,助教,研究方向:电力电子与电力传动。
PLC与上位机通信的实现与发展对于诸多领域来说都是具有非常深刻的意义的,会在很大程度上对其所存在的领域的发展起到促进作用,将电子计算机技术更好地应用到实际中。
本文主要针对工业领域的发展进行详细的介绍,阐述PLC与上位机的基本内容以及通信原理,同时针对实现通信的一些具体内容进行了相关介绍。
相信通过本文的介绍,能够使更多人对PLC与上位机通信这部分内容有更加详细的了解,这非常有利于其向前发展以及在各行各业中的应用。
1 PLC与上位机通信的基本内容及原理1.1 PLC的简单介绍PLC又称为可编程逻辑控制器,是近些年来计算机领域所研究出来的一种新型控制系统,在工业行业中发挥了非常重要的作用。
PLC早在20年前就已经在一些先进国家被研究和应用了,但是在我国却是近些年来才被广泛使用,在使用过程中能够充分体现出其所具备的优点,可是也存在很多需要改进或是努力的地方,为此首先需要对PLC的基本内容有所了解,清楚到底什么是PLC,只有这样才能够更好地开展研究。
摘要随着微电子技术和计算机术的进步,可编程控制器以其可靠性高、抗干扰强、开发周期短,已经成为一种较为普及的、适应多种应用环境的工业控制器。
现已从最初的简单顺序控制、逻辑控制发展到可进行模拟量控制、位置控制,特别是PLC与PLC、PLC与计算机通信功能的实现,可组成多级控制系统,形成工厂自动化网络。
PLC可以多种方式如直接采用现有的组态监控软件与上位监控机通信,但针对小规模的控制系统,找到一种高性价比的通信方法,具有积极的实际意义。
本文就是讨论如何利用Modbus通信协议来实现施耐德电器公司的NanoPLC与上位监控PC机的通信。
关键词 modbus;plc;自动化网络;pc1硬件描述及串口设置1.1 接口电路设计PLC与PC间实现通信,可使二者互补功能上的不足,PLC用于控制方面既方便又可靠,而PC机在图形显示、数据处理、打印报表以及中文显示等方面有很强的功能。
因此,各PLC制造厂家纷纷开发了适用于本公司的各种型号PLC机通信的接口模块,不同的通信方式,有着不同的成本价格和不同的适用范围。
NanoPLC的CPU单元本身带有1个RS-485扩展口,可不配备专用通讯模块,而通过此接口与上位机进行串行通信。
在此介绍一种通过PLC的RS485扩展口与PC机的RS-232串行口进行通信的方法。
由于NanoPLC的扩展口采用RS-485标准,RS485是RS422的变型。
RS422为全双工,可同时发送与接收;RS485则为半双工,在某一时刻,1个发送另1个接收。
RS485是一种多发送器的电路标准,允许双导线上1个发送器驱动32个负载设备,负载设备可以是被动发送器、接收器或收发器。
而计算机的串行口采用RS-232标准。
因此,作为实现PLC与计算机通信的接口电路,必须将RS-485标准转换成RS-232标准。
我们利用SC-485转换器实现RS485与RS232之间的转换。
转换电路如图1所示。
图1 RS485与RS232转换电路图1.2 PLC串行口设置施耐德的NanoPLC对通信参数的设置通过设置扩展口来实现,系统采用PC 机作为Modbus通信网络主站,NanoPLC作为从站。
1 引言可编程控制器PLC是以微处理器为核心,综合计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用工业自动控制装置,它具有可靠性高、体积小、功能强、程序设计简单、灵活通用、维护方便以及抗干扰能力强等优点,因而广泛应用于电力、冶金、能源、化工、交通等领域,但是大多数中小型PLC的显示功能较差,人机交互操作不便,管理人员不能及时了解现场情况,尤其是在现场调试中,为弥补PLC在这些方面的不足,在实际控制系统中,通常采用PLC作为下位机实现对生产过程的控制,以计算机作为上位机实现工艺流程参数显示、控制参数设置等功能,使PLC和计算机相互结合,充分发挥PLC在开关量、模拟量控制和计算机在管理、监控等方面的优势,以实现优势互补,极大提高控制系统的性价比。
实现计算机和PLC控制系统的关键是两者之间的通信,一般情况下,用户可以采用现有的组态软件实现监控,但该方法成本较高,为此本文介绍了在Visual Basic 6.0的环境下,实现计算机与三菱FX系列PLC的串行通信方法。
2 PLC与计算机的通信端口连接FX系列PLC的编程接口采用RS-422标准,而计算机的串行口采用RS-232C标准,因此采用接口模块FX-232A W将RS-422标准转换为RS-232C标准。
如图1所示,计算机、PLC 与FX-232A W之间采用反馈与交叉相结合的连接图。
图1 FX-232A W接口引线连接图·引脚2、3:将引脚2、3交叉互连,使PLC与上位机之间能发送和接收数据。
·引脚4、5:将引脚4、5反馈短接,对计算机发送数据来说,PLC总是处于数据准备就绪状态,计算机在任何时候都可以将数据送到PLC中。
·引脚6、20:将引脚6、20交叉互连,对计算机来说就必须检测PLC是否处于准备就绪状态,即检测引脚6是否为高电平。
当引脚6为高电平时,表示PLC准备就绪,可以接收数据,这时计算机就可以向PLC发送数据了;反之,当引脚6为低电平时,PLC与计算机则不能通信。
plc和计算机间串行通讯程序设计PLC和计算机间的串行通讯可以通过多种协议,如RS232、RS485、Modbus等进行。
其基本原理是通过串行通讯口将PLC和计算机连接起来,然后通过编程实现对PLC进行读写操作,以实现数据的交换。
具体的串行通讯程序设计需要考虑以下几个方面:
1. 确定通讯协议:在实现串行通讯时,需要确定通讯协议,比如RS232、RS485、Modbus等,然后根据协议要求对通讯口进行配置。
2. 配置串行通讯口:对于不同的通讯协议,需要对串行通讯口进
行不同的配置,如波特率、数据位、校验位等。
3. 编写数据收发程序:通过编写数据收发程序,可以实现对PLC
和计算机之间数据的交换。
一般来说,先发送数据请求给PLC,PLC接
收请求后返回数据,然后计算机再对收到的数据进行解析和处理。
4. 错误处理:在实际的串行通讯中,可能会发生各种错误,如通
讯中断、数据异常等,需要对这些错误进行处理,以保证程序的稳定
性和可靠性。
总的来说,串行通讯程序设计需要充分了解通讯协议和串行通讯
口的相关知识,同时需要对PLC和计算机之间的通讯进行严谨的设计
和实现,以确保程序的正常运行。
欧姆龙plc与上位机网口通讯欧姆龙PLC(可编程逻辑控制器)与上位机网口通讯是现代工业领域中常见的应用。
PLC是一种用于自动化系统和生产过程控制的电子装置,而上位机则是通过计算机对PLC进行监控和管理的工具。
本文将探讨欧姆龙PLC与上位机网口通讯的重要性,通讯原理以及相关的实际应用。
通讯是工业自动化中不可或缺的一环。
在过去,PLC通常以编程硬线连接。
然而,随着信息技术的快速发展,基于网口的通讯成为了更加便捷和灵活的选择。
利用网口通讯,PLC可以通过网络与上位机之间进行数据交换,实现实时监控、远程控制等功能。
欧姆龙PLC的网口通讯采用Modbus通讯协议。
Modbus是一种开放的通讯协议,广泛应用于工控领域。
它采用简单易懂的通讯格式,支持多种不同的通讯介质,如串行口、以太网等。
欧姆龙PLC通过网口与上位机建立连接后,可以通过Modbus协议进行数据交换,实现双方之间的通信。
网口通讯给工业控制系统带来了许多便利。
首先,基于网口的通讯更加稳定可靠。
相比于硬线连接,网口通讯可以避免连接线路容易受到干扰的问题,确保了数据的可靠传输。
其次,网口通讯提供了更大的灵活性。
通过网络,PLC可以远程连接到上位机,实现远程监控和控制。
这在分布式控制系统中尤为重要。
此外,网口通讯还节省了硬线布线的成本和工作量,减少了系统维护的难度。
关于欧姆龙PLC与上位机网口通讯的实际应用,有很多案例可供参考。
例如,在工厂自动化生产线中,PLC与上位机网口通讯可以实现对生产过程的监控和调度。
上位机可以根据PLC传输的数据,实时监测生产线各个环节的状态和效率,并进行相应的调整和优化。
此外,网口通讯还可以用于数据采集和分析。
PLC可以将采集到的数据通过网口传输给上位机,上位机再进行数据处理和分析,为管理层提供决策依据。
在物联网时代,欧姆龙PLC与上位机网口通讯的重要性更加凸显。
随着工业设备的互联互通,通过网口通讯,PLC可以实现与其他智能设备之间的数据交换与共享。
PLC与上位机的高速通信实现PLC(Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器)和上位机是工业自动化系统中常见的两种设备,它们之间的高速通信可以实现数据的实时传输和控制指令的快速响应,从而提高系统的运行效率和可靠性。
本文将探讨如何实现PLC与上位机之间的高速通信,并介绍一些常用的通信方式和技术。
一、PLC和上位机的通信方式1.串口通信:串口通信是实现PLC与上位机通信的最常见方式之一,通常使用RS-232、RS-485或者RS-422接口进行通信。
这种方式的优点是成本低廉,易于实现,但缺点是通信速度较慢,受距离限制。
2.以太网通信:以太网通信是实现高速通信的主流方式,通过以太网接口连接PLC和上位机,可以实现更快速的数据传输和控制指令的响应。
以太网通信适用于长距离通信,并支持远程访问和监控。
3.无线通信:随着无线通信技术的发展,越来越多的工业自动化系统开始采用无线通信方式实现PLC和上位机之间的通信。
无线通信具有灵活性高、安装维护方便等优点,但受到干扰和信号衰减等因素的影响。
二、PLC和上位机高速通信的实现1. 选择适合的通信接口和协议:在实现PLC和上位机高速通信之前,首先需要选择适合的通信接口和协议。
对于以太网通信,常用的协议包括TCP/IP、Modbus TCP等;对于串口通信,常用的协议包括Modbus RTU、Profibus等。
2.设置通信参数:在进行PLC和上位机之间的通信配置时,需要设置通信参数,如波特率、数据位、校验位和停止位等。
通信参数的设置要与PLC和上位机的配置相匹配,以确保通信的稳定和可靠性。
3.编写通信程序:在PLC和上位机之间进行高速通信时,需要编写相应的通信程序,包括数据的读取和写入、指令的发送和接收等操作。
通信程序的编写需要考虑通信的稳定性和时效性,避免出现数据丢失或通信故障等情况。
4.考虑数据安全和保密:在进行PLC和上位机高速通信时,需要考虑数据的安全和保密性。
PLC与上位机的高速通信实现摘要:在高速公路运行的过程中,高速公路中的通信系统对其运行的安全性有着重要的影响,通过PLC和上位机的联通能及时的传递相关信息。
关键词:PLC;上位机;高速通信一、前言随着当前科学技术的不断发展,计算机技术得到了十分广泛的使用,在高速交通中,通过计算机技术的应用能实现高速通信的快速传输。
通过模块化概念实现通信技术的上传。
二、PLC的组成可编程序控制器的结构与电脑的结构基本一致,其本质就是一种专用于工业生产的微机,主要由以下5部分构成。
1、中央处理器。
对整个系统以逻辑与数学运算的形式进行控制。
2、信息接口。
PLC与外围设备的数据传输通道,例如键盘与显示口、输入与输出接口等。
3、存储器。
用于存放系统的逻辑变量、用户程序、监控程序等信息。
4、输出和输入电路。
通过输出电路来对PLC的输出值进行放大及电平转换,以指令现场设备动作。
通过输入电路来对输入信号进行隔离及电平转换。
5、电源。
其包括备用电源、系统电源等。
三、PLC的工作原理运行方式采用扫描技术是PLC区别于一般计算机的一个关键。
PLC的运行过程分为输入采样、执行用户程序和输出刷新三个阶段,完成形式为循环扫描,每个扫描周期就意味着这三个阶段扫描完成一次。
在系统运行时,PLC中的CPU 在以一个固定的速度反复对这三个阶段进行扫描,扫描周期为:T=(输入点数*读入时间+(程序步数*运算速度)+(输出点数*输出时间)+诊断时间。
在整个系统平台设计过程中,遵循了模块化的设计理念。
如图1所示,整个系统包含主控模块和I/O模块两类,所有模块都是在网络数据模块(DM/DS)的基础上拓展实现,其中DS(DataSlaver)位于I/O模块上,而DM(DataMaster)位于主控模块上,其主要由FPGA最小系统和网络芯片W5100构成,同时拓展了用于系统调试作用的串口和固化FPGA程序的SPIFLASH。
1、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控制方案较多。
PLC与上位机的通信实现本文先介绍了S7-200系列PLC的三种通信方式,及其在网络中通信的RS-232C和RS-485标准。
在实例中,采用西门子公司的S7-200系列PLC为下位机,按照RS2485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;上位机采用VC编程的可视化界面。
关键词:PLC;串行通信;VC编程;自由口模式1、引言工业控制领域中PLC作为一种高效、灵活、可靠的控制器,有着广泛的应用。
以PLC控制器为核心,上位PC机为实时监控体的控制系统已成为工业自动化PLC控制系统的一个发展方向。
实现PLC与PC的通信可以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控制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,其应用前景十分广阔。
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通信的方法。
2、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,适用范围很广,因此本文主要讨论西门子7-200系列与计算机之间的通信。
S7-200系列通信方式有三种:(1) 点对点PPI方式,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。
该种通信方式采用的是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。
如果在用户程序中允许PPI主站模式,一些S7-200CPU在RUN模式下可以作主站,它们可以用网络读和网络写指令读写其他CPU中的数据。
PLC与上位机的通信原理6.1 STEP7概述STEP 7是西门子公司的SIMATIC工业软件中的一员,用于对SIMATIC PLC 进行组态和编程、监控和参数设置的软件包。
在计算机上使用STEP 7,应配置MPI通信卡或PC/MPI通信适配器,将计算机连接到MPI或ProfiBUS网络,来下载和上载PLC的用户程序和组态数据。
STEP 7允许两个或多个用户同时处理一个工程项目,但禁止两个或多个用户同时写访问。
STEP 7具有:硬件配置和参数设置、通信组态、编程、测试、启动和维护、文件建档、运行和诊断等功能,并且STEP 7的所有功能均有大量的在线帮助。
在STEP 7中,用项目来管理一个自动化系统的硬件和软件。
STEP 7用SIMATIC 管理器对项目进行集中管理,它可以方便地浏览SIMATIC S7、M7和C7的数据,实现STEP 7各种功能所需的SIMATIC软件都在STEP 7中。
如图6.1所示,STEP 7对PLC硬件进行编程和组态,编程设备是上位机,它通过编程电缆与PLC的CPU模块相连。
用户可以在STEP 7中编写程序和对硬件进行组态,并将用户程序和硬件组态信息下载到CPU中,或从CPU上载到上位机中。
当程序下载、调试完成后,PLC系统就可以执行所要的任务了。
如图6.1 STEP 7的应用过程在SIMATIC Manager中,主对象是项目。
在此项目中,处理一个自动化任务所需要的所有数据和程序以树型结构存贮。
此树型结构反映此项目的层次结构。
项目由以下组态信息构成:(1)有关硬件结构的组态数据(2)所使用模块的参数数据(3)网络和通信的组态数据STEP 7设计完成一项自动化任务的基本步骤,如图6.2所示:(1)根据需求设计一个自动化任务解决方案;(2)在STEP 7中创建一个项目(Project);(3)在项目中,可以选择,a.先组态硬件再编写程序;或b.先编写程序再组态硬件;(4)硬件组态和程序设计完成后,通过编程电缆将组态信息和程序下载到硬件设备中;(5)进行在线调试并最终完成整个自动化项目。
PLC与上位机的高速通信实现摘要:随着电信行业和电力市场的逐渐开放,电力线高速通信技术已引起人们的关注,该技术主要把城乡间的低压电力线作为通信介质,构筑高速数据通道,形成“四网合一”的服务服务模式。
电力线高速通信技术可以提供宽带接入网,也可以帮助家庭内部实现家庭局域网,形成宽带接入方式的补充。
当前,电力线高速通信技术具有沿用原有电力线、依托220V低压电力的特点,仍是大多数用户的选择。
关键词:PLC;上位机;高速通信实现前言PLC与上位机的高速通信之间的通信技术,表明上位机的高速通信是PLC运行的基础支持,现阶段PLC技术的发展过程中,主要采用通信技术连接着上位机的高速通信,上位机的高速通信是PLC技术的终端部分,而通信技术决定着PLC技术的应用效果,应该规范PLC与上位机的高速通信的通信技术,以此来完善PLC与上位机的高速通信之间的通讯和连接,表明通信技术的重要性。
1 PLC与上位机的高速通信的通讯分析PLC是工业自动化的核心,在工业自动化中PLC的核心是上位机的高速通信,进而实现工业自动化。
PLC与上位机的高速通信的通信技术要达到可靠性的状态,还要简化通讯编程,完善上位机与下位机的连接。
上位机的高速通信可以控制多台PLC,确保通信技术的多级分布控制,确保PLC与上位机的高速通信通讯的灵活性,满足工业一体化的根本需求。
2 PLC与上位机的高速通信的通讯技术2.1 通讯模式PLC与上位机的高速通信之间的通讯模式应该采用简单的通讯设计,促使上位机的高速通信和PLC可以达到稳定的连接状态。
PLC与上位机的高速通信通讯中最常用的是自由口模式,也就是明确上位机的高速通信和PLC的主从关系,在主从关系下上位机的高速通信主导控制PLC,PLC利用RCV接收上位机的高速通信的指令,编译解码上位机的高速通信指令后并执行[1]。
自由口模式的首要条件是串口初始化,设置通信技术中的波特率、数据位数等,完成自由端口通讯模式的初始化工作,进入PLC与上位机的高速通信的数据收发。
三菱FX系列plc与pc机通讯设置PC机与PLC实现通信的条件带异步通信适配器的PC机与PLC只有满足如下条件,才能互联通信:(1)带有异步通信接口的PLC才能与带异步通信适配器的PC机互联。
还要求双方采用的总线标准一致,否则要通过“总线标准变换单元”变换之后才能互联。
(2)双方的初始化,使波特率、数据位数、停止位数、奇偶校验都相同。
(3)要对PLC的通信协议分析清楚,严格地按照协议的规定及帧格式编写PC机的通信程序。
PLC中配有通信机制,一般不需用户编程。
3PC机及与FX系列PLC的串行通讯3.1硬件连接PC机与FX系列PLC不能直接连接,要经过FX-232AW单元进行RS232C/RS-422的变换,下图表示了它们之间的连接关系:3.2FX系列PLC的通信协议在PC机中必须依据互联的PLC的通信协议来编写通信程序,因此先介绍FX系列PLC的通信协议。
(1)数据格式FX系列PLC采用异步格式,由1位起始位、7位数据位、1位偶校验位及1位停止位组成,波特率为9600bps,字符为ASCII码。
格式如下:(2)通信命令FX系列PLC有4个通信命令,它们是读命令、写命令、强制通命令、强制断命令,如下表所示。
表中X—输入继电器;Y—输出继电器;M—辅助继电器;S—状态元件;T—定时器;C—计数器;D—数据寄存器。
(3)通信控制字符FX系列PLC采用面向字符的传输规程,用到5个通信控制字符,如下表所示。
*当PLC对PC机发来的ENQ不理解时,用NAK回答。
(4)报文格式PC机向PLC发送的报文格式如下:其中STX为开始标志:02H;ETX为结束标志:03H;CMD为命令的ASCII码;SUMH,SUML为从CMD到ETX按字节求累加和,溢出不计。
由于每字节十六进制数变为两字节ASCII代码,故校验和为SUMH与SUML。
数据段格式与含义如下:*写命令的数据段有数据,读命令的数据段则无数据。
读/写字节数为01H~40H(1~64)个。
一、介绍PLC和上位机的概念在工业自动化控制系统中,PLC(Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器)和上位机起着非常重要的作用。
PLC是一种用来控制工业生产过程的数字计算机,能够进行逻辑运算、计时和计数等操作,广泛应用于工业生产中。
而上位机则是对PLC进行监控和管理的设备,通常通过人机界面(HMI)进行操作和显示。
PLC和上位机在工业自动化生产中密切配合,实现了生产过程的自动化控制和实时监测。
二、PLC与上位机的通信方式1. 串口通信PLC和上位机之间通常通过串口进行通信。
通过串口通信,上位机可以向PLC发送控制命令,而PLC也可以将实时数据传输至上位机。
串口通信方式简单可靠,适用于小型控制系统。
2. 以太网通信随着网络技术的发展,以太网通信方式也被广泛应用于PLC和上位机之间的通信。
以太网通信方式具有传输速度快、稳定性好的优点,适用于大型工业自动化系统。
3. 数据总线通信数据总线通信是一种多点通信方式,可以实现多个PLC和上位机之间的数据交换。
数据总线通信方式适用于分布式控制系统,能够实现各个设备之间的实时数据交互。
三、PLC与上位机之间的交互流程1. 上位机发送控制命令上位机可以通过串口、以太网或数据总线向PLC发送控制命令,例如启动、停止、调节等操作。
PLC接收到控制命令后,根据程序逻辑进行相应的控制动作。
2. PLC执行控制任务PLC接收到上位机发送的控制命令后,会根据程序中设定的逻辑流程和控制算法执行相应的控制任务。
根据传感器反馈的数据进行逻辑判断,控制执行器的动作以达到预定的控制目标。
3. PLC向上位机反馈实时数据在执行控制任务的过程中,PLC会不断地获取传感器数据、执行器状态等实时信息,并将这些实时数据通过串口、以太网或数据总线传输至上位机。
上位机接收到实时数据后,可以通过人机界面进行实时监测和数据分析。
4. 上位机进行数据处理和显示上位机接收到PLC反馈的实时数据后,可以进行数据处理、分析和显示。
PLC与上位PC机的高速通信的设计与实现吴涛时间:2010年11月20日微计算机信息字体: 大中小关键词:上位机通信方式存储单元主站串口高速通信0、引言工业控制领域中PLC作为一种高效、灵活、可靠的控制器,有着广泛的应用。
以PLC控制器为核心,上位PC机为实时监控体的控制系统已成为工业自动化 PLC 控制系统的一个发展方向。
实现PLC与PC的通信可以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控制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,其应用前景十分广阔。
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,适用范围很广,因此本文主要讨论西门子7-200系列与计算机之间的通信。
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。
该种通信方式采用的是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。
如果在用户程序中允许PPI主站模式,一些S7-200CPU在RUN模式下可以作主站,它们可以用网络读和网络写指令读写其他CPU中的数据。
PPI没有限制可以有多少个主站与一个从站通信,但是在网络中最多只能有32个从站。
PPI 通信协议是不公开的;(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控制方案较多。
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可以通过Profibus的DP通信接口接入Profibus现场总线网络,从而扩大PLC的使用范围。
PPI协议和Profibus协议的结构模型都是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。
它的实现方法发展迅速,型式较多。
其中RS-232C就是实际应用较多的标准之一,它是计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,即事件出现的正确顺序。
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,节省材料,可以满足高速远距离传送,构成分布式网络控制系统十分方便。
3、通信网络接口的设计在本工程中,我们采用的PLC为CPU224型,该可编程控制器的通信端口为RS-485接口,由于PC机的串行端口为RS-232接口,且远离控制现场(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,这种通信方式可以实现最远 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况下,可以很方便地将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解释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。
也可以打开和关闭端口;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;RThreshold:设置在产生OnComm之前要接受的字符数;InputLen:设置并返回Input属性从接收缓冲区读取的字符数;InBbuffersize:设置或返回输入缓冲区的大小;InBufferCount:返回输入缓冲区内等待读区的字节个数。
可通过设置该属性值为0来清除接收缓冲区;InputMode:设置或返回传输数据的类型;CommEvent:传回OnComm事件发生时的数值码;软件通信流程图如图1 。
图1 :通信流程图在实际应用中,从站被动的接收上位机发出的指令后做出响应,然后将信息传回上位机,由于上位机在整个通信的过程中不能被中断,因此上位机在接收与发送数据过程中采用了不可中断的方法。
(2)从站PLC程序S72200系列PLC选择了自由口通信方式后,在程序中就可以使用接收中断、发送中断、接收指令(RCV)、发送指令(XMT)来控制通信操作,当处于自由口模式时通信协议完全由用户程序指令控制。
SMB30被用于选择比特率和校验类型,各个位的配置为:图2:SMB30的位配置pp,校验选择:00为不校验,01为偶校验,10为不校验,11为奇校验;d,每个字符的数据位数:0,每个数字符8位;1,每个数字符7位。
bbb,自由口比特率,kbit/s:000为3814,001为1912,010为916,011为418,100为214,101为112,110为11512,111为5716。
mm,协议选择:00,PPI/从站模式;01,自由口模式;10,PPI/从站模式;11,保留。
接收指令(RCV)启动或终止接收信息功能,必须为接收操作指定开始和结束条件。
发送指令(XMT)在自由口模式下依靠通讯口发送数据。
PLC程序分为主程序和中断程序。
主程序完成初始化通信口、开中断、判断、发送数据等功能,中断程序完成接收和发送数据的功能。
5、高速通信设计及检验(1)高速接口设计PC机采用400MHz的CPU以及256M的RAM,应用VC++6.0开发软件和Sicmcns SIMATIC Microcomputing软件进行开发设计。
使用PC/PPI电缆可实现计算机的RS232接口与PLC通信。
但该方式下只能使用PPI协议或自山通信。
要使用PROFIBUS协议通信。
上位机应有PROFIBUS DP模块。
同时S7- 200 PLC应连接通信模块。
这里上位机使用的是CP5611 PROFIBUS DP模块。
安装的是SicmcnsSIMATIC Micro computing软件;下位机使用的是EM277 PROFIBUS DP模块和S7-200 224PLC组建的通信网络。
(2)速度仿真与检测Siemens SIMATIC Microcomputing软件使用ActiveX技术提供对数据的访问控制。
Microcomputing软件由2部分组成:第一部分,一系列的SIMATIC ActiveX控件,用于对PLC的数据操作,主要包括数据控件!按钮控件!编辑控件!标签控件和滑块控件;另一部分,一个容器,用于创建使用 ActiveX控件的处理界面[7-8]。
上位机用Micro computing configuration设定通信协议和波特率。
Siemens Micro computing提供PPI, MPI, PROFIBUS-I办议支持Data Control 与PLC通信。
PPI协议支持的最高通信速率为187.5KbpsMPI和PROFIBUS都支持9.6kbps-12Mbps的速率通信。
PROFIBUS包含PROFIBUS-DP协议、PROFIBUS-Standard协议、PROFIBUS-User-defined协议和 PROFIBUS-Universal 协议(该协议只支持9.6kbps-1.5Mbps的通信)。
用Micro computing configuration设定相应的应用程序接口点和协议。
检测实验中表示应用程序接口点为CP5611协议为PROFIBUS基木实现流程图如4所示。
图3:检测实验流程图对PLC数据的读写。
Data Control提供了4个函数:Write Variable(对单存储单元写),Write Multi Variable(对多存储单元写),Read Variable (对单存储单元读),Read Multi Variable(对多存储单元读)。
表1是在WIN2000系统下,针对PROFIBUS的不同协议,Data Control使用自动连接,自动超时设为100ms,用Write Multi Variable函数对一个S7- 200PLC 的V存储区10个存储单元进行20个字节写1000次的测试数据见表1。
从表1数据可知,PROFIBUS-DP协议,PROFI-BUS- Standard协议、PROFIBUS-User-defined协议和PROFIBUS-Universal协议在1.5 M的波特率下,其写操作时间最短的是PROFIBUS-Universal协议,时间为31.61ms。
表1:不同协议下对PLC写数据时间6、结束语本系统通过现场调试实验,功能达到设计要求。
试验结果表明,当数据传输速率为916kbit/s时误码率< ,能够实现现场网络的在线监控、调试及数据修改。
由于程序中采用了以16进制ASCII码描述数据传输格式,因此一条指令中的数据字节和控制字节不可能发生混淆,通信更加可靠。
同时采用了PROFIBUS-Universal协议,实现了上位机和PLC之间的高速通信,并用实验证实了该协议的优越性。