PLC控制器上位机通信控制

可编程逻辑控制器PLC作为一种高性能的控制装置，在控制领域已经得到了广泛应用，在使用PLC的控制方式中，上位监控系统是其中的重要组成部分。目前PLC与上位机PC(计算机)通信方式主要有以下几种:

1)通过PLC开发商提供的系统协议与网络适配器，构成特定公司产品的内部网络，其通信协议不公开。互联通信必须使用开发商提供的上位组态软件，并采用支持相应协议的外设。这种方式显示画面和功能往往难以满足不同用户的需要。

2)购买通用的上位组态软件，实现上位机与PLC的通信。这种方式除了要增加系统投资外，其应用的灵活性也受到一定的局限。

3)利用PLC厂商提供的标准通信口或由用户自定义的自由通信口实现上位机与PLC互联通信。这种方式不需要增加投资，有较好的灵活性，特别适合小规模控制系统。

不同的通信方式，有着不同的成本价格和不同的适用范围。本文就西门子公司的S7-200系列PLC与上位机通信方法的实现，介绍一种通过上位机的RS-232口与PLC进行自由口通信的实现方法。

1通信装置的硬件实现

PLC与上位机之间进行通信，可使二者互补功能上的不足，PLC用于控制领域，既方便又可靠，而上位机在图形显示，数据处理，打印报表，以及中文显示等方面有强大的功能。因此，各PLC制造厂商纷纷开发了适用于本公司产品与计算机通信的端口或模块。西门子S7-200系列控制器的通信端口支持自由口通信模式，其通信口符合欧洲标准EN50170中PROFIBUS标准的RS-485兼容9针D型连接器。表1列出了为通信口提供物理连接的连接器，并描述了通信端口的针脚分配。上位机的串行通信端口为9针D型RS-232标准的端口，为了实现PLC与上位机通信，必须将RS-232标准转换成RS-485标准。RS-232采用负逻辑，用－5～－15表示逻辑状态“1”，用+5～+15表示逻辑状态“0”。RS-232的最大通信距离为15m，最高传输速率为20kbit/s，只能进行一对一的通信。RS-485为半双工通信方式，只有一对平衡差分信号线，不能同时发送和接收。将RS-232信号转换成RS-485信号，使用RS-232/RS-485转换器即可，使用时转换器插在计算机9针D型通信口，PLC与转换器之间通过信号线A、B进行两根线通信，即使用针3和针8。

2通信装置的软件实现

自由口通信是通过用户程序控制PLC通信口的操作模式，利用自由口模式，可以实现用户定义的通信协议，连接多种智能设备。PLC与上位机之间的通信是以上位机发出数据的请求命令，PLC向其发送数据的方式进行通信的。

2.1通信协议

通过使用接收中断，发送中断，发送指令(XMT)和接收指令(RCV)，用户程序可以实现在自由口模式下对通信端口的控制，在自由口模式下，通信协议完全由用户程序控制。使用通信端口0与计算机通信时，通过SMB30允许自由口模式，而且只有在PLC处于RUN模式时才能允许，当PLC处于STOP模式时，自由口通信停止，通信口转换成正常的PPI协议操作。由于通信只使用A、B两线制进行数据传送，不能利用硬件信号作为检测手段，故在上位机与PLC通信发生误码时，将不能通过硬件判断是否发生误码，或者当上位机与PLC工作速率不一样时就会发生冲突。这些通信错误将导致PLC控制程序不能正常工作，因此必须使用软件，以保证通信的可靠性。

2.2通信过程

通信程序的工作过程是:PLC接收到上位机送出的请求数据后，先进行数据比较成功后，向上位机发送数据，而后再次处于接收状态。采用软件后，不管上位机与PLC的速度相差多远，发送方永远也不会超前于接收方。下面是将通信端口0初始化为自由口模式的一段程序，见图1。图1程序Ⅰ该段程序只在PLC上电或由STOP转为RUN模式后第一扫描周期运行，图1中，通过程序的执行，自由口模式运行的端口0具体通信设置参数为:不进行奇偶校验，每个字符的数据为8位/字符，波特率为9600bit/s，自由端口协议;检测报文的开始和空闲状态;以5ms为单位的空闲线时间间隔;接收的最大字符数为4;接收中断事件号为23;发送中断事件号为9;允许用户中断;接收的字符放在以VB200开始的字节，使用通信端口0进行通信。当PLC接收到上位机发送的4个字节1、3、5、7时见图2，10ms后启动发送程序INT_3向上位机发送数据，每次接收不到上位机发送来的字节时都会启动接收程序，也就是说，PLC一直处于接收、发送、再接收的循环往复中。图3表示，PLC将接从通信端口0接收到的字符，放在以VB200开始的字节中。