PLC的网络通信.pdf

P L C的网络通信 j 堕王 德 堂 中国矿业大学 T I 5 3 弋 5 7 f 刍 。 摘要 本文对现有基于 P L C的提升电控系统进行了网络扩展． 具体介绍了同络通信环境的建立 ， 程序编制等阃题， 并以 C 2 0 0 H为基础， 建立了相应的实验通信环境， 编糊了相应的通信软件。 本文对今后基于P L C的矿井提升电控系统的应用研究有一 定 的借鉴作用 。 关 键 调 J上 苴鸯 ． 旦 塑 草 笙 茎 塑 皇 苎至 丝 l W l t T h i s p a p e r e x p a n d s o { c u r r le n t h o i s t i n g e l e 0 t r i c c o n t r o l l i n g s y s t e m b a s e d o n P L C o n n e t w o r k ， i n t r o d u c e s h o W t O b u i l d u p n e t r k i n g c o mmu nic a t i n g c i r c u ms t a n c e a n d t o p r o gr a m i n de t a i l s Us i n g t h e mo d e l C2 00 HPLC． t h e p a p e r b ui lds u p r e s p e c t J v e e x p e r ime n t a l c i r c u ms t a n c e a n d g i v e s c o mmu n i c a t i n g s of t wa r e r e s pe c t [ve [ y． The c o n c e r e d wo r k i n t hi s p a p e r wi l l b e n e fi t t O f u t u r e r e s e a r c h O n h o i s t i ng el e c t r i c c o n t r o l l i ng s y s t e m ba s e d o n PLC t e c h no l og y ． Ke y wo r ds PLC t e c h n o l og y Ne t wo r ki n g c 。 mm u nIc a t Ion M i n e h o i s t 现场控制过程中， 实时数据需要了解， 有些 历史数据需要分析， 有些运行参数、 信息需要多 方共享 ， 最好还能对 系统进 行在线或离线诊 断 并提供参考建议； 如在提升机的控制过程中， 我 们就希望能够 随时得到提升机运行 的实时参数 如提升速度 ， 深度指示 ， 等等 。这些都给 P L C 控制系统提出了实现网络通信的现实要求。而 P L C技 术发 展到今 天， 网络 功能 已成 为 P L C 技术的一大特征。 各生产厂家所推出的产品， 不 少支持网络功能。现在 的 P L C产品， 在与各种 个 人计 算机或 图形工作站结合后 ， 已能 实现屏 幕显示 、 数据采集、 记录转储等功能。这些客观 上为系统的网络通信提供了现实条件。 现有 的基于 P L C的电控 系统 都不 曾考虑 此功能， 本文拟针对 O MR O N公司的 C 2 0 0 H， 对 P L C的网络通信 作一简单探讨 ， 以供同行商 榷和交流。 一 、通信环境的建立 网络通信 ， 首 先涉及 的就是通信 环境的建 收椅 日期， 1 9 9 7 1 2 --0 7 第 2 O卷第 5 期， 1 9 9 8年 1 O月 El e c t r b c c o n t rol l i ng s y s t e m 立 ， 最简单 的情况 ， 就是利 用 P L C本身提供 的 专用通信模块， 组成上下位机控制系统 ， 实现参 数 的 传 输 。对 C 2 0 0 H 来 说 ，就 是 通 过 HOS TL I NK、 通信适配器 、 P C组成一个简单的 网络通信环境 ， 整个系统 的配置如下图 图1 通信环境配置 1 ． Ho r LI NK 模 块 考虑到传输距离 、 工作环境等因素的影响 ， 这种模块 所提供 的通信接 口为 RS 4 2 2接 口标 准 。与计算机常用的 R S 2 3 2接 口标准相 比， 这 种接 Iz l 标准具有如下优点 抗干扰能力强 ， 传输 距离远， 传送速率高。 有关通信单元开关参数的 设置， 请参见 H O S T L I N K使用手册。 C 2 0 0 H单 元在运行时 ， 将 自动进 入 H OS T方式 2 ，通 信 适配 器 3 9 维普资讯 上下位机与适配 器 的连接 可采用接收／ 发 送双线系统但无握手信号的连接， 如图 2 。 由于 H OS T L I NK所提供的通信接 口电平 为 R S 4 2 2电平 ， 主机 提供 的 电平 为 RS 2 3 2电 平 ， 因 此有 一 个 中 间环 节 ， 能够 完成 主 机 与 P L C之 间的电平转换 。这就是适配器所起的作 用 。借 助 于 MAXI M 公 司 的 系 列 芯 片 MAX2 3 2 、 MAX4 8 5 ， 可以容易地设计出所要的 适配器 。 TXD RDB TXD TXD TXD SDB RXD RxD RXD ● RxD RDA S nA GND GND GND S G 图 2 通信适配器 的连接 方式 在实际应 用中， 应 注意通信环境 中各参数 的 正 确 设 置，特 别 是 要 保 持 主 机 与 HOS TL I NK单元的通信参数的一致性 二、 通信协议 主 机通 过 HOS TL I NK 向 P L C传输 数 据 有一个固定的传输次序 。 数据是以块 B l o c k 为 单位进行 的。从主机发往 HOS TL I NK单元的 叫命令块 ， 反之则叫响应块 。 数据块 以帧为单位 来组织。在 Mu lt i p l e l i n k的通信系统中， 每一 块均以单元号 0 ～3 1 ， 与 H O S T L I N K的 本身设置有关 和报头为开始 ， 而以帧校验和码 F C S 及一个结束符 * 和C R 结束 而在 S i n - g l e l i n k系统中， 每块都以报头为开始， 而以结 束符结尾。可见， 对于 S i n g l e l i n k或者 Mu l t i p i e l i n k的通信系统， H o s T L I N K都有相应的 通信协议 ， 这是 厂家透明地提供给用户的。 三 、 通信编程 1 ．编程 语 言介 绍 要完成阿络通信功能 ， 必须编制界面友好 的通信应用程序 在这里 ， 可供选用的高级语言 4 0 通 常 为 B o r l a n d C 或 VB Vi r s u a 1 B a s _ c f 0 r Wi n d o ws 。由于 VB具有以下特点 1 代码简单 常常只需要写较少的代码 就 可以开发出标准的 Wi n d o ws界面， 完成预定 的功 能 ； 2 功能强大内部提供丰富的控件 ， 如文 本 框， 图片框 ， 通信控 件等等， 也支持 用户定制 的 可 视 化 Wi n d o ws控 件 ； 支 持 开 放 数 据 库 oDB c ， 提供数据库 控件 ， 内嵌 Ac c E S S 1 ． o 、 AC C E S S 1 ． 1 、 oRAc L E6等数据库功能等等。 3 正如其它程序设计语 言一样 ， VB也是 逻辑的、 有序的。但它又具有 自己的特点 ， 它是 通过窗体 、 控件、 面向对象 、 事件驱动过程和方 法来创造用户环境的。而且相 比于 B o r l a n d C ， V B更适合初学 。 因此 ， 本 文推荐使用 VB语 言编程。 2 ．程序 编 制 通信软件所用到韵控件主要有用于串行通 信的定制控件 MS C OMM． VB X和定时器控件 TI ME R． VB X 通信控件有几个属性 ， 通过设置 它们， 可以用来中断串口连接； 设置通信确认； 串 口选择} 串 口设置 ， 包括波特率、 奇偶校验、 数 据位、 停止位等。它还有一个 O n C o m m 事件来 响应 C o mmE v e n t 属性 的任何变 化 。定 时器的 作用类似于一个闹钟 。它最重要的一个属性是 I n t e r v a l 属性 ， 通过设置 I n t e r v a l 来触发 Ti me r 事件 。Ti me r 事件是 定时器控 件唯一支持的事 件。 当指定的时间间隔结束时该事件触发， 只要 不取消定时器, T i m e r 事件就将重复地发生。 通信软件主要由以下几部分组成 主界面； 提升参数监视疆 据读写操作及故障诊断服务 等。其中主界面的作用主要是用来实现各功能 窗 13的切换{ 提升参数监视窗 13主要 用来 实现 对提升机工况参数如速度、 提升高度等的在线 监视 。 下面仅以速度监视为例 ， 谈谈此部分的程 序编制问题。主机每隔 2 0 ms 访问一次 P L C的 相应数据区 速度暂存 ， 将此速度值送至主机 速度显示窗 口， 根据一定的 比例关 系在显示窗 13 的 V T 平面画点、 连线 ， 实 时跟 踪提升机容 机撼工业 喜动化 维普资讯 器的速度变化。T轴以 4 s 为单位刷新一次， 上 屏的时间终点为下屏的时间起点I 而数据读写 操作及错误处理窗 E l 主要完成数据 的传送和读 写功能， 诊断通信过程中的故障信息。 数据的读 写操 作主要是 利用 HOS TL I NK 的命令级 ， 对 I R 区， HR区， AR 区 ， L R 区 ， D M 区的数据 进 行操作 ， 也可对 P L C的各 I ／ o位进行读写。 关于网络通信中的错误来源， 主要有 3 个 方面 Ho s t l i n k单元 ； P L C部分 ； 主机部分 。为 了监测错误 ， 要进行 以下检查 校验检查 ； 成帧 检查； 越界检查； 格式检查； 输入数据检查； 帧校 验和 F CS 检查。对 S i n g l e l i n k系统 ， 则 没有 F C S检查 。下面给 出错误 处理 程序的流 程 图 图 3 。 网络通信是一项很重 要的功能 ， 是现代控 制系统的发展方向。可以预见， 在不久的将来， 矿井提升电控系统也将有此功能并不断发展和 完善它。 本文立足于现有的基于 P L C的矿井提 升电控系统 ， 针对 OMR ON 公司 c 2 。 0 H产品 ， 系统地讨论了如何利用主机、 通信适配器通过 H o s t l i n k与 C 2 0 0 H P L C构成网络通信系统的 问题， 包括硬件通信环境的建立和软件的编制。 并 以 C 2 0 0 H 为 基 础， 通 过 通 信 适 配 器、 H o s t l i n k 、 主机， 建立了相应的实验通信环境， 编制了相应的通信软件。文中所涉及的各种问 圈 3 错误处理 流程 题 ， 在以后 的产 品开发过程中将要遇到 且不得 不为之考虑 的， 因此 ， 从这个意义上说 ， 本文所 做的工作是开拓性 的。 参考文献 1 北京中自技术岔司工业自动化部． O MR ON C 2 0 0 型 可编程序控制器 H o s d l n k安装手册， 1 9 9 0 ． 钱寿宇， 杜斌． 微机通信技术． 重庆 电子科技大学 出版 社， 1 9 9 2 ． 9 9 5 MA X I M 技术手册． 武汉力探单片机研 究所资料， 1 99 5． 4 F ie l d i ma n P，J e n n i s R著 ， 江映 等译． 学即用 v i s v a l B a s i c ． 北京 t 电子工业 出版社 ， 1 9 9 6 ． 机械工业部北京机械工业 自动化研究所 机 器 人中 心 简 介 机械工业部北京机械工业 自动化研 究所是机械部所属大型科研机构 ， 机器人 中心是全 国机器 人行业归口单位， 主要从事各类工业机器人及机电一体化产品的研制开发和应用。 主要产品 P J系列 电液伺服喷漆机器人 ； E P系列 电动 喷漆机器人 } P M 系列往复式 自动喷涂 机； E P P M 系列移动龙门式仿型喷涂机； K J 一1 0 0 G型框架式工业机器人； K R--4 0 0 型搬运机器人} AW一6 0 0 型弧焊机器人。 业务范围 提供各类自动化涂装设备 } 承接涂装工程 包括前处理、 喷漆房、 自动涂装设备、 烘干 炉等 ； 代理美国G r a c o公司喷具及输调漆系统} 提供搬运、 焊接、 装配机器人。 第 2 O 卷第 5期1 9 9 8年 1 O月 4 1 维普资讯