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上位机与PLC通信与实时控制的实现

syzdw  发表于 2008/9/24 11:00:54      501 查看 0 回复  [上一主题]  [下一主题]

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1  引言

  在工业控制中,可编程控制器(PLC)由于控制能力强、体积小、抗干扰能力强、可靠性高、使用极为方便等优点而得到了广泛的应用,已经成为现代工业控制的主要技术平台之一。实际应用中往往需要利用PC机对PLC控制程序中的少量参数进行设置或修改,这样就需要解决PC机与PLC进行通信的问题。本文以PLC在罐蒸呢机控制系统中与上位机PC之间通信的实际应用为基础,探讨了PLC与PC机通信问题。系统框图如图1所示:

    2  方案概述

  罐蒸呢机是在纺织行业当中应用较多的设备,其工作流程为:打开高压釜的门;小车从高压釜中退出;梁(轴)装在星形件上;星形件转动;梁装在小车上;小车进入高压釜;高压釜门关闭;在高压釜中循环。

  在罐蒸呢机的控制当中,采用西门子S7-200系列的PLC可满足要求,在系统造价方面要求尽量低。上位机方面:需要控制的数据不是很多,采用专门的组态软件成本太高。基于这种思路,我们在上位机上采用VC++编制串口通讯程序进行数据的传输、控制。

  一般S7-200系列通信端口分为四种工作方式:PPI,MPI,PROFIBUS和自由口通 
信。其中PPI模式只能在PLC停止方式(STOP)下通信,而自由口模式只能在PLC运行方式(RUN)下通信。CPU的串行通信口可由用户程序控制,这种操作方式称之为自由口模式。当选择自由口模式时,用户程序即可以通过发送中断、接收中断、发送指令(XMT)和接收指令(RCV)来控制串行通信口的运行。在自由口模式下,通信协议完全由用户程序来控制。

  由于在自由端口模式下,通信协议可完全由梯形图程序控制,还可使用接收中断、发送中断、发送指令和接受指令来控制通信操作,因而选用自由口通信方式。

  3  上位机(PC)控制程序编程

  3.1  初始化

  上位机的控制程序的编写按照如下步骤进行:
  (1) 建立基于对话框的MFC应用程序;
  (2) 在对话框中插入MSComm控件;
  (3) 利用ClassWizard定义CMSComm类控制对象;
  (4) 在对话框中添加MSComm控件,并赋予变量;
  (5) 打开串口、设置参数:需要完成的任务是选择、打开串口,规定波特率,校验类型,数据位、停止位等一些控制信息;

  if(m_ctrlComm.GetPortOpen())
  m_ctrlComm.SetPortOpen(FALSE);
  m_ctrlComm.SetCommPort(1); //选择com1
  if( !m_ctrlComm.GetPortOpen())
  m_ctrlComm.SetPortOpen(TRUE);
  //打开串口
  else
  AfxMessageBox("cannot open serial port");
  m_ctrlComm.SetSettings("9600,n,8,1"); 
  //波特率9600,无校验,8个数据位,1个停止位
  //在该处的设置要同下位机的通讯参数相匹配,一般根据下位机的具体情况设定
  m_ctrlComm.SetInputMode(1); 
  //1:表示以二进制方式检取数据
  m_ctrlComm.SetRThreshold(1);
  //SetRThreshold(1);
  //参数1表示当串口接收缓冲区中有大于等于1个字符时将引发接收数据的OnComm事件
  m_ctrlComm.SetInputLen(0); 
  //设置当前接收区数据长度为0
  m_ctrlComm.GetInput();
  //先预读缓冲区以清除残留数据

  (6) 添加串口事件消息处理函数OnComm。 这个函数是用来处理串口消息事件的,即每当串口接收到数据,就会产生一个串口接收数据缓冲区中有字符的消息事件,就会执行刚才添加的函数,在OnComm()函数中加入相应的处理代码就能实现自己想要的功能。

  3.2  控制数据的处理

  对控制数据进行存储操作,编程时给控制量赋初值即默认值,每次运行上位机控制程序时将控制数据读出并送给相应的控制单元,即使是第一次运行该程序,点击"运行"也能将控制数据从文件中取出并同步下达到下位机;以后每次更改控制数据时就将该控制数据进行保存,作为新的默认控制数据,以备以后启动设备时使用。

  在这里我们要实现的功能是控制下位机的启动和停止,以及三个定时器的定时长度的给定。所发送的数据包括下位机的起停标志,3个定时器定时长度和控制信息结束标志。需要注意的是在控制信息的结尾要添加结束标志,该结束标志在PLC上规定,需要上位机配合,作用是下位机接收到该标志以后产生接收完成中断,从而响应上位机的控制。具体操作如下:

  发送数据:由发送按钮触发一个单击消息,用以读取编辑框的内容,将读取的数据保存到文件当中,并向串口发送数据。

  UpdateData(TRUE); //读取编辑框内容
  CFile OutFile;
  OutFile.Open(pFileName,CFile::modeCreate|CFile::modeWrite);
  OutFile.SeekToEnd();
  CArchive ar(&OutFile,CArchive::store);
  UpdateData(true);
  ar << m_strTXData<<
  ar.Close();    
  OutFile.Close();     //文件关闭
  CtrlData=MachineState+m_strTXData+m_strTXData2
  +m_strTXData3+EndFlag; & nbsp;  //控制数据
  MessageBox("发送给定数据?","发送提示!",0+48+512);//添加消息提示框
  m_ctrlComm.SetOutput(COleVariant(CtrlData));
  //发送数据
  CtrlData="";

  另外,启动、停止按钮也会触发单击消息,处理方法跟上述发送数据的过程相似,只是在处理时要首先置位MachineState,启动时置1,停止时置0,用来启动或停止设备;而且不再对保存控制数据的文件进行操作。

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