基于PLC和智能儀表通訊的實(shí)現(xiàn)

　　[摘要]簡單介紹了S7-200PLC的通信功能，重點(diǎn)闡述了S7-200PLC與多臺智能儀表通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，給出了通信程序的軟件流程圖。
　　
　　在以水稻為原料的飴糖生產(chǎn)過程中，需要把水稻的用量、出糖量、糖化罐的液位及溫度等數(shù)據(jù)信息測量出來送給中央控制室的上位機(jī)，以便準(zhǔn)確分析產(chǎn)出比，及時掌握生產(chǎn)過程中工藝的動態(tài)過程。這就需要現(xiàn)場的下位機(jī)和控制室的上位機(jī)之間必須有可靠的通信。我們設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)，上位機(jī)采用工業(yè)控制機(jī)，下位機(jī)有四臺PLC，其中一臺是S7-300CPU315-2DP，安裝在中央控制室的配電柜內(nèi)，主要任務(wù)是通過PROFIBUS總線控制輸入/輸出單元EM221/EM222從而控制整個生產(chǎn)車間的電動機(jī)、水泵、電磁閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)。另外三臺PLC為安裝在現(xiàn)場的S7-200CPU224，主要負(fù)責(zé)采集智能儀表的數(shù)據(jù)。S7-200與智能儀表的通信是本文的重點(diǎn)，其組成如圖1所示：　　
　　1S7-200PLC及其通訊功能
　　
　　S7-200小型PLC硬件功能完善，指令系統(tǒng)豐富。它的子程序調(diào)用和中斷程序調(diào)用簡單方便，特別是其通訊功能非常強(qiáng)大，和其它小型PLC相比具有不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。
　　
　　S7-200PLC內(nèi)部集成有PPI接口，其物理特性為RS485。可以為用戶提供以下通訊方式：（1）PPI方式：是S7-200zui基本的通訊方式，通過自身的端口就可實(shí)現(xiàn)通訊，為默認(rèn)方式。（2）MPI方式：一種多點(diǎn)接口通訊協(xié)議，S7-200可以通過內(nèi)置端口連接到MPI網(wǎng)絡(luò)上與S7-300/S7-400進(jìn)行通訊。（3）自由通訊方式：是建立在半雙工RS-485硬件基礎(chǔ)上的一種通訊方式，它允許用戶自己定義通訊格式，如數(shù)據(jù)長度和奇偶校驗(yàn)等，因此可方便地與任何通訊協(xié)議公開的智能設(shè)備進(jìn)行通訊。（4）PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)。
　　
　　2PLC與智能儀表的通訊程序設(shè)計(jì)
　　
　　2.1PLC與智能儀表之間的通訊格式
　　
　　圖1中1#PLC負(fù)責(zé)采集現(xiàn)場的18塊蘭申電磁流量計(jì)的數(shù)據(jù)，蘭申電磁流量計(jì)通訊協(xié)議為主從掃描式通訊協(xié)議，每次通訊過程均由主機(jī)發(fā)起，然后從機(jī)進(jìn)行響應(yīng)，回傳規(guī)定的信息，完成一次通訊過程。根據(jù)要求只需讀出流量計(jì)的瞬時流量、正向總量值，因此可定義主機(jī)（PLC）命令格式和從機(jī)（流量計(jì)）響應(yīng)格式如下：　　
　　考慮到流量計(jì)串行通訊協(xié)議的特點(diǎn)，選擇PLC的自由口作為PLC與流量計(jì)之間的通訊方式。設(shè)定好18塊流量計(jì)的地址及通訊速率后就可以通過V4.0STEP7MicroWINSP3編程軟件進(jìn)行自由口通訊程序設(shè)計(jì)，按照自由口通訊的工作方式，實(shí)現(xiàn)PLC與流量計(jì)的數(shù)據(jù)傳輸。
　　
　　2.2軟件設(shè)計(jì)及框圖
　　
　　整個程序由主程序、中斷程序和3個子程序組成。主程序主要完成定時更新流量計(jì)地址，調(diào)用子程序以及其它邏輯控制。中斷程序0用于接收流量計(jì)回送的數(shù)據(jù)。子程序0用于初始化PLC的通訊端口。子程序1用于按流量計(jì)地址更新校驗(yàn)碼后向流量計(jì)發(fā)送命令。子程序2用于將流量計(jì)回送的相關(guān)數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，該緩沖區(qū)已同過對S7-300組態(tài)和S7-300的存儲區(qū)相關(guān)聯(lián)，方便上位機(jī)讀取下位機(jī)的數(shù)據(jù)。通訊軟件流程圖如圖2所示。　　2.3上位機(jī)通訊程序設(shè)計(jì)
　　
　　上位機(jī)應(yīng)用力控組態(tài)軟件進(jìn)行監(jiān)控界面、報(bào)警回顧、歷史曲線、控制命令、報(bào)表統(tǒng)計(jì)等程序設(shè)計(jì)，上位機(jī)通過以太網(wǎng)模塊CP343-1與S7-300通訊，本文不再詳述。
　　
　　3結(jié)束語
　　
　　本文所設(shè)計(jì)系統(tǒng)已應(yīng)用在在江西金佳谷物股份有限公司的淀粉糖生產(chǎn)車間，自2010年9月份以來一直可靠運(yùn)行。
　　
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