下位機(jī)通訊方式 - 基于VB6.0的S7-200 PLC與計(jì)算機(jī)的通訊設(shè)計(jì)

　　為了在計(jì)算機(jī)中實(shí)時(shí)顯示plc運(yùn)行狀況及傳感器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，就需要plc主動(dòng)發(fā)送信息。為此，本文通過(guò)“定時(shí)中斷”使plc周期地向計(jì)算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)。具體方法是在定時(shí)中斷事件里，使用plc自帶的發(fā)送指令xmt發(fā)送數(shù)據(jù)，定時(shí)中斷的時(shí)間設(shè)置(1ms～255ms)即為發(fā)送周期。

　　s7-200系列的PLC接收指令有兩種方法：第一種方法是使用plc自帶的rcv指令來(lái)接收計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù);第二種方法采用plc提供的“接收字符中斷”方式，將smb2(自由口接收字符緩沖區(qū))定義指針，使用指針接收數(shù)據(jù)。在這兩種方法中，第二種方法更加靈活，因此在本文中，plc在接收信息時(shí)采用指針接收數(shù)據(jù)。即在plc接收數(shù)據(jù)時(shí)，每次接收m個(gè)字節(jié)，僅在第一個(gè)字節(jié)進(jìn)入smb2時(shí)定義指針，并將該字節(jié)寫(xiě)入指針?biāo)赶虻淖兞看鎯?chǔ)字節(jié);第二個(gè)字節(jié)進(jìn)入smb2時(shí)，指針指向下一個(gè)變量存儲(chǔ)字節(jié)，并把第二個(gè)字節(jié)寫(xiě)入……最后一個(gè)字節(jié)進(jìn)入smb2時(shí)，指針指向下一個(gè)變量存儲(chǔ)字節(jié)，把第m個(gè)字節(jié)寫(xiě)入。若數(shù)據(jù)接收完成，則清空用于計(jì)數(shù)的變量存儲(chǔ)字節(jié)，等待下次接收數(shù)據(jù)，至此完成一次數(shù)據(jù)接收。本文中在接收字符中斷里使用指針接收2個(gè)字節(jié)：

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　　3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

　　vb6.0可將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在多種數(shù)據(jù)庫(kù)中(如access、excel等)?？紤]到excel簡(jiǎn)單實(shí)用且應(yīng)用廣泛，通過(guò)設(shè)置excel的宏屬性，就可將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)保存在創(chuàng)建的excel文件中，并可方便的查看歷史數(shù)據(jù)。

　　本文通過(guò)vb6.0鏈接一個(gè)指定的excel文件，在vb程序里定時(shí)器的觸發(fā)事件將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至excel文件，存儲(chǔ)方法如下：

　　k=k+1

　　xlsheet.cells(k,r) = v`數(shù)據(jù)v寫(xiě)入excel第r列，隨著時(shí)間k的增加依次逐行存儲(chǔ)。

　　為了建立vb6.0與指定excel文件的鏈接，需要對(duì)鏈接的雙方分別進(jìn)行設(shè)置。首先建立并指定一個(gè)excel文件,命名為“g”，存儲(chǔ)路徑為“d:g”，通過(guò)設(shè)置該文件宏屬性，可建立excel向vb6.0的鏈接。exel中的宏屬性設(shè)置設(shè)置為：

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　　在vb6.0向excel鏈接時(shí)，考慮到數(shù)據(jù)快速地寫(xiě)入excel，為避免誤操作引起excel運(yùn)行終止，本文在打開(kāi)exel時(shí)設(shè)置excel不可見(jiàn)，當(dāng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)完畢后，設(shè)置excel可見(jiàn)。

　　(1) 打開(kāi)exel(鏈接到指定的exel文件)

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　　(2) 關(guān)閉exel

　　xlapp.visible = true `設(shè)置excel可見(jiàn)

　　set xlapp = nothing `釋放excel對(duì)象

　　4 運(yùn)行實(shí)例

　　為了驗(yàn)證本設(shè)計(jì)在實(shí)際應(yīng)用中的有效性，本文利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備，在cpu222的擴(kuò)展模塊em235中接入2個(gè)位移傳感器，設(shè)計(jì)了一套簡(jiǎn)單實(shí)用的人機(jī)界面。在界面中，計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)的顯示兩個(gè)位移傳感器的數(shù)據(jù)及其曲線圖，并能將數(shù)據(jù)自動(dòng)存儲(chǔ)至指定excel文件中;在界面中可以顯示plc的數(shù)字量輸入、輸出狀態(tài)及模擬量的實(shí)時(shí)變化曲線;通過(guò)“啟動(dòng)”、“停止”按鈕可以直接控制plc的各輸出點(diǎn)。

　　設(shè)置plc以200ms為周期每次發(fā)送9個(gè)字節(jié)，將傳感器1的數(shù)據(jù)存入vw2(發(fā)送vb2和vb3)，傳感器2的數(shù)據(jù)存入vw4(發(fā)送vb4和vb5),i0.0～i0.7的狀態(tài)字節(jié)ib0存入vb6，i1.0～i1.7的狀態(tài)字節(jié)ib1存入vb7，q0.0～q0.7的狀態(tài)字節(jié)qb0存入vb8，q1.0～q1.7的狀態(tài)字節(jié)qb1存入vb9，m0.0～m0.7的狀態(tài)位mb0存入vb10。

　　計(jì)算機(jī)每次發(fā)送2個(gè)字節(jié)，第一個(gè)字節(jié)寫(xiě)入變量存儲(chǔ)字節(jié)vb100中，并將vb100的數(shù)據(jù)賦值給qb0，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)點(diǎn)擊“啟動(dòng)”/“停止”按鈕控制q0.0～q0.7;第二個(gè)字節(jié)寫(xiě)入變量存儲(chǔ)位vb101，該字節(jié)通過(guò)比較指令中的“字節(jié)等于”連接發(fā)送指令xmt，實(shí)現(xiàn)界面中點(diǎn)擊“開(kāi)始監(jiān)控”(字節(jié)等于1)時(shí)plc開(kāi)始發(fā)送數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊“停止監(jiān)控”(字節(jié)等于0)時(shí)plc停止發(fā)送數(shù)據(jù)。

　　為了實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)直接控制plc的數(shù)字量輸出，本設(shè)計(jì)在界面中使用8對(duì)“啟動(dòng)”/“停止”控制按鈕，其中任何一個(gè)控制按鈕的點(diǎn)擊都是一次計(jì)算機(jī)向plc的數(shù)據(jù)寫(xiě)入。在qb0中該字節(jié)對(duì)應(yīng)的8個(gè)位控制plc的8個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)(q0.0～q0.7)，故這里通過(guò)定義一個(gè)數(shù)組q(0 to 7)，數(shù)組中的8個(gè)元素分別對(duì)應(yīng)qb0中的8個(gè)輸出點(diǎn)，每次點(diǎn)擊界面中控制按鈕都是向?qū)?yīng)元素的賦值,并將8個(gè)元素的賦值求和，求和的結(jié)果即為寫(xiě)入qb0的內(nèi)容。其中每個(gè)“啟動(dòng)”按鈕的賦值為對(duì)應(yīng)元素的十進(jìn)制數(shù)值，任何“停止”按鈕的賦值都為0。

　　下面是人機(jī)界面運(yùn)行中的截圖，界面中的圖表橫坐標(biāo)單位是“s”，縱坐標(biāo)單位是“mm”，圖表刷新周期為1秒，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至excel文件的周期是200ms。開(kāi)始監(jiān)控后，使用兩個(gè)量程為100mm的位移傳感器，用手動(dòng)方式移動(dòng)傳感器的檢測(cè)部位，在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)過(guò)程中，excel文件不可見(jiàn)，停止數(shù)據(jù)存儲(chǔ)后，自動(dòng)彈出excel文件。在圖2、圖3中，a列和b列分別表示位移傳感器1(黑色曲線)和位移傳感器2(紅色曲線)的歷史數(shù)據(jù)。

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　　圖3 exel中的數(shù)據(jù)生成圖表

　　5 結(jié)束語(yǔ)

　　本文應(yīng)用s7-200plc的自由口通訊協(xié)議，以計(jì)算機(jī)為上位機(jī)，plc為下位機(jī)，基于vb6.0設(shè)計(jì)了一套簡(jiǎn)單實(shí)用且易于實(shí)現(xiàn)的監(jiān)控界面。通過(guò)mscomm控件建立與下位機(jī)plc的通訊，較好地實(shí)現(xiàn)了數(shù)字量和模擬量讀寫(xiě)、存儲(chǔ)及模擬量趨勢(shì)曲線繪制。實(shí)驗(yàn)表明該監(jiān)控系統(tǒng)能準(zhǔn)確地監(jiān)控各類(lèi)數(shù)字量(如q,i,m)信息，自動(dòng)繪制模擬量變化的實(shí)時(shí)曲線并存儲(chǔ)相應(yīng)的模擬量數(shù)據(jù)。

　　本文設(shè)計(jì)的通訊方法簡(jiǎn)單實(shí)用且易于功能擴(kuò)展，可以plc在中小場(chǎng)合的應(yīng)用，為plc控制系統(tǒng)信息化、智能化發(fā)展提供了可行的探索路徑。