论PLC控制系统中上位机的PC/PPI通讯

摘 要控制系统的中各个设备之间的通信是目前控制系统发展的重点环节。本文基于PLC控制系统中PLC与上位机通讯的实现，介绍计算机通信的基本原理，PLC通信方式，PC/PPI电缆的简单介绍。大体的阐述了整个环节之间通信的实现方式。

【关键词】PLC串行通信PC/PPI

现代控制领域中，综合性控制系统DCS（DIstributed Control System，分散控制系统）随着大型工业生产自动化的兴起和过程控制要求的日益复杂应运而生。它是计算机技术、系统控制技术、网络通讯技术和多媒体技术相结合的产物，可提供窗口式人机界面和强大的通信功能。电气ECS（Electrical Control System）系统是DCS的一条重要分支，其主要应用于发电机的启、停控制及逻辑；工厂用电系统各开关的控制及逻辑；电气系统的各参数与设备状态的监视；继电保护动作情况、故障报警及时间顺序记录。因此系统中总站与从站各个设备之间的通讯，是系统控制过程中的重要一环，决定着控制决策执行的正确与否。本文基于PLC控制系统中的通信对系统通信原理进行简单介绍。

1 系统构成

PLC控制系统的控制部分一般由三部分构成：上位机（PC机），可编程控制器（PLC），以及连接二者的PC/PPI电缆。系统构成如图1所示。

上位机提供人机交互平台，进行程序编写，设置各项参数；PLC进行数据处理，程序执行；PC/PPI电缆用于上位机与PLC之间的通信。

2 通信原理

2.1 并行通信与串行通信

工程应用中，为实现分散控制和集中管理，控制系统的各个部分必定要相互进行数据通信。按照传输方式，可分为并行通信与串行通信。

并行数据通信是以字节或字尾单位的数据传输方式，其特点是传输速度快，但传输线的根数多。适用于近距离数据传输。

串行数据通信是以二进制的位（bit）为单位的数据传输方式，每次只传送1位，适用于距离较远的场合。工业控制一般使用串行通信。PC机和PLC都有通用的串行通信接口，例如RS-232C和RS-485接口。

2.2 异步通信与同步通信

在实际通信中，操作时很难保证数据接收方和发送方有相同的传输速率，为了保证发送过程和接受过程同步，不发生累计误差造成的错位。可以根据实际通信要求选用同步或异步通信方式。

异步通信发送字符的信息格式有1个起始位，7、8个数据位，1个奇偶校验位（可省略），1、2个停止位组成。在通信开始之前，通信双方需要对所采取的信息格式和数据传输速率作相同的约定。由于1个字符中包含的位数不多，即使发送方和接受方的收发频率略有不同，也不会因两台设备之间的时钟脉冲周期的积累误差而导致收发错位。其特点就是传送附加的非有效信息较多，传输效率稍低。

同步通信方式以字节为单位（8bit），每次传送1、2个同步字符，若干个数据字节和校验字节。在同步通信中，发送方和接收方要保持完全同步，因此要用调制解调的方式从数据流中提取出同步信号，使接收方得到与发送方完全相同的接收时钟信号。其传输速率较高，一般用于高速通信。

2.3 单工通信方式与双工通信方式

单工通信方式只能延单一方向发送或接收数据。双工方式的数据可以沿两个方向传送，每一个站既可以发送数据也可以接收数据。双工方式又分为全双工和半双工两种方式。

3 PLC通讯功能介绍

PLC，PC机，变频器，远程设备，工业以太网等按照不同的通信协议进行通信，本文主要介绍PLC与PC机之间通过PPI电缆通信的通信方式。

3.1 PLC与使用自由端口模式的PC机的通信

自由端口模式为PC机与PLC之间的通信提供了一种方便和灵活的方法。在自由端口模式，PLC的串行通信由用户程序控制，可以用接收完成中断、字符接收中断、发送完成中断、发送指令和接受指令来控制通信过程。

发送指令（XMT）启动自由端口模式下数据缓冲区的数据发送。通过指定的通信端口，发送存储在TBL中的信息（最多255个字符）。发送结束时可以产生中断事件。接收指令（RCV）初始化或终止接收信息的服务（最多255个字符）。通过指定端口，接收的信息存储在TEL中。在接收完最后一个字符时，或每接收一个字符均可产生一个中断。

3.2 PPI多主站电缆

PPI多主站电缆用于PLC和有RS-232C接口的设备，即安装有STEP7-Micro/WIN编程软件的PC机进行通信。

电缆的护套上有8个DIP开关，各个位功能如表1所示。

4 结束语

基于PLC控制系统的通信模式不单单只有点点通信（PPI），多点接口（MPI）、Profibus DP等通讯协议均可实现PLC与上位机的通信，多种多样的通讯模式明显将现有控制技术提升一个新的阶段。通过功能强大的多种软件，根据所需不同，不同的通信方式为各种技术上的突破提供了更多的渠道，更加方便的实现了PLC控制系统与人机交互界面的完美结合，达到了集中管理、终端控制、极大的加快了高度集成的管理、控制一体化的进程。

作者单位

武钢集团昆明钢铁股份有限公司炼钢厂 云南省安宁市 650302