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7 4 冶 金 动 力 MET AL L URGI C AL P OWE R 2 0 1 4 年第 5 期 总 第 1 7 1期 P L C主从站通信及切换的实现 徐 吕平 杭州杭钢电气有限公司， 浙江杭州 3 1 0 0 2 2 【 摘要】 以西门子公司 s 7 2 0 0 系列小型P L C系统为例， 介绍了主从站通讯的设计思路及实现方法。 根据 实际使用的要求， 解决了主从站控制权无扰动切换的问题。 【 关键词】 P L C 系统； 主从站切换； 通讯； 接 口 【 中图分类号】T N 9 1 9 【 文献标识码】B 【 文章编号】 1 0 0 6 6 7 6 4 2 0 1 4 0 5 0 0 7 4 0 3 Re a l i z a t i o n o f Co mmu n i c a t i o n a n d S wi t c h i n g be t we e n PLC M a s t e r a nd S l a v e S t a t i o ns XU Lv pi n g 口 ‰ E l e c t r i c s C o ． ， L t d ．o f I ‘I r o n a n d S t e e l G r o u p ， z h f 佣g 3 1 0 0 2 2 ，C h i r 【 A b s t r a c t ] T h e d e s i g n c o n c e p t a n d i m p l e m e n ta t io n m e th o d o f c o m m u n i c a t i o n b e t w e e n ma s t e r a nd s l a v e s t a t i o ns a y e i n t r o d uc e d t a k i n g t h e s ma l l PL C s y s t e m o f S i e me ns S 7- 2 0 0 s e r i e s a s a n e x a mp l e ．Un d i s t u r b e d s w i t c h i n g o f c o n t r o l o f t h e ma s t e r a n d s l a v e s t a t i o n s w a s a c h i e v e d a c c o r d i n g t o p r a c t i c a l n e e d s ． 【 K e y w o r d ] P L C s y s t e m ；s w i t c h i n g b e tw e e n m a s t e r a n d s l a v e s t a t io n s ；c o m m u n i c a t i o n ； 1 概述 在企业工业生产装置系统中，从控制的整体合 理性考虑 ， 常常要用到多个小型 P L C系统进行分布 式控制。 而这些小型 P L C系统的信息需要集中处理 和共享， 就需要进行主从站之间的通讯。 2 主从站通讯的设计思路 这里主从站均采用西门子公司 S 7 2 0 0系列小 型 P L C系统 ， 相互之间通过 R S 4 8 5接 口进行硬件连 接，软件通讯是使用 S E T P 7 一 M i c r o ／ WI N编程软件 自带的功能语句， 完成主从站之间实时的数据交换。 S E T P 7 一 Mi e r o I N中可 以有多种功能语句实现主 从站通信 ， 这里采用的是 N E T R ／ N E T W 指令向导。 网络读取 N E T R 开始一项通讯操作 ， 通过指定 的端口 P O R T 并根据表格 T E B 的定义， 从远程设 备收集数据。 网络写入 N E T W 开始一项通讯操作， 通过指定的端 口 P O R T 同时根据表格 T E B 的定 义， 从远程设备写人数据。 3 主从站通讯的实现 主从站通讯采用如图 1 所示通讯结构。 其中， 主 从站各配置一个 T D 4 0 0作为人机交互界面 HMI 。 主站分别发送读取、 写入指令至从站。 在主站开辟存 储空间 V B 1 0 0及后续若干存储 空间用 以存储从从 站读取的当前控制状态 ； 存储空 间 V B 2 0 0 及后续若 干存储空间存放待写入从站的控制指令。这些控制 指令可以是数字量，如在控制台上操作后的输入输 出信号，亦可是在 T D 4 0 0 上操作后的模拟量信号。 为了方便对应 ， 在从站上开辟 同样的存储位置， 存放 发送的数据。 从站根据不断从主站得来 的指令信息， 执行相应动作；同时不断将当前控制状态存放在指 定 区域 V B 1 O 0 及后续若干区间等待主站读取。 主站 对从站的读和写操作， 采用分时控制模式， 每完成一 次读 或者 写 操 作 相 应 的 控 制 字 S MB 3 0 1 3 0 0 0 0 0 1 0 0 1 最后一位会由 0变为 1 再变为 0 。 s 7 2 O 0 C P U的串行通信接 口可 以用于 自由程 序控制 ， 此操作模式为 自由控制模式。 可 以采用 P L C 中 N E T R ／ N E T W 指令在 P L C中编辑程序实现读取 及发送数据 ， 也可 以采用 P L C中 自带的通讯向导配 置 ， 然后只需要在主站 P L C中添加一个表示状态和 错误的指令即可实现实时通讯。其中采用指令自己 编辑， 可以在监控画面实时修改， 调试方便简洁， 但 编辑较复杂。 指令编辑统一规划主从站指令区域 ， 编 写灵活。 采用向导配置则方便 ， 但不能实时修改存储 2 0 1 4 年第 5 期 总 第 1 7 1期 冶 金 动 力 M E T A L L U R GI C A L P O WE R 7 5 1 尘 【I 】 P L C 从站 P L C 帆T D 4 0 0 舣 状态 ～ 入 指々 VB1 OO VW l O1 从站 j { } z 乏 状 忠 V 81 0O VW 1 0i V B 2 0 0 接受 V 8 2 0 0 M W2 0 1 指令 V W2 0 1 图 1 主从站通讯图‘ 空间， 并且需要增加语句时必须重新配置等 。 这里采 “ 在” 状态 ； V B 2 0 5 指示写入从站 的存储位置； V B 2 0 6 用的是指令编写 ， 方便 于后续监控调试 。其在 C P U 指示主站写人从站的数据长度 ； V B 2 0 7控制写入状 中存储结构如图 2所示 。 态 ； V B 2 0 8至后若干字节存放需要写人的数据。 ． 盟王丛丛堕送 娶当 煎 查 1 0 0 D A E 0 错 误代 码 1 0 1 远程站 地址 2 l 0 2 指针指 向 1 0 3 数据区 1 0 4 在 旧1 0 5 远程站f a l o o 1 0 6 数据长度 n 个字节 髓l l 0 7 状 态读取 1 O 8 0 10 9 0 V B 2 0 0 D I I E l 0 { 错误代码 V B 2 0 1 远程站地 址 2 v B 2 0 2 { B 针指 向 V 8 2 0 3 数据 区 V B 2 0 t 在 V B 2 0 5 远程 站 a 2 o o V B 2 0 6 数据长度 n 个字节 V B 2 0 7 控制写入 V B 2 0 8 指 令 V B 2 0 9 指令 图 2主站 中用于通讯的内存 分配 V B 1 0 0 一 V B 1 0 7用于存储从 从站读 取的当前状 态的存储区 V B I O 0 存放控制字用于程序调试中常 作为判断通信成功与否的依据； V B 1 0 1 用于指示从 站的地址 ， 站地址为 2 ； V B1 0 2为指针指向 ， 指 向主 站的存储区； V B 1 0 3 为数据区； V B 1 0 4 为“ 在” 状态； V B 1 0 5 表明主站从从站读取数据的地址； V B 1 0 6 存 人需要写入的数据长度 ； V B 1 0 7为状态读取 ； V B1 0 8 到后面若干字节存放需要写入的数据。 V B 2 0 0 一 V B 2 0 9为主站 中用 于向从站写人控制 指令 的存储 区 V B 2 0 0存放控制字用于写入指令的 状态调试判断； V B 2 0 1指示远程站地址 ， 从站地址为 2 ； V B 2 0 2 为指针指向； V B 2 0 3为数据 区； V B 2 0 4为 主从站 P L C之间采用 自由端 口通讯 ， 通讯电缆采 用 R S 4 8 5双绞屏蔽 电缆。此电缆简单易制作 ， 这里 根据现场实际所需长度 自己制作。由于通讯的数据 中模拟量主要为变化相对平缓的工艺参数 ，可以将 波特率设置为较小的 9 ． 6 k b p s ，这样系统具有较好 的通讯稳定性。通讯参数为无校验、 8 位数据、 自由 口模式 ， 端 口 0 1 ， 对 应 的控制字 S MB 3 0 1 3 0 0 0 001 0 01 。 在主从站模式控制 中， 主站具有独立控制特性 ， 从站只是对数据采集 、 分析、 处理 ， 将处理状态装载 人寄存器， 待主站提取。 4 主从站之 间的切换 根据特定系统操作的要求 ，操作人员需要主从 站分别享有对系统控制权 ， 以满足不同时间、 地点的 及时控制。因此必然存在一个主从站控制权切换时 数据、 状态的传递问题， 即控制的切换扰动。为了实 现切换无扰动 ，考虑到主站 I ／ 0点位的一些空余位 置 ， 例如设置一个输人数字量 1 0 ． 0为主从站控制权 的分配。 灵活的处理 了主从站的转换问题 ， 并 同时始 终保持主从站的明确分工与定位。 在切换时， 需要使 用的数据及状态存放在特定寄存器，使主从站同时 享有 。实现主从站控制灵活化、 稳定可靠。 5 结语 ， 在完成控制系统任务 的设计工作 中，了解被控 系统特性是基础 ， 只有清楚 了解 了系统特性、 对象特 点以后 ， 构造的控制系统框架才能是有用和合理的。 根据系统需要完成的系统框架 ，需要给出一个适合 特定工艺及操作要求的通信网络，设计出基于自由 通信网络 P P I 协议的 P L C 主从站控制系统。 f 1 转第 7 8页