Windows CE設(shè)備與PLC串行通信的實現(xiàn)

2.2 雙方通信程序的設(shè)計

根據(jù)對數(shù)控切紙機(jī)控制系統(tǒng)的機(jī)械、電氣、開關(guān)量等控制要求，上下位機(jī)之間要就多種不同的數(shù)據(jù)、指令進(jìn)行交互。并且這些數(shù)據(jù)、指令的數(shù)據(jù)位的長度不同。舉其中的機(jī)器狀態(tài)、機(jī)器參數(shù)、控制命令三種常見的指令為例。機(jī)器狀態(tài)要求下位機(jī)不間斷發(fā)送的機(jī)器的實時狀態(tài)，一般包含數(shù)據(jù)量不大。機(jī)器參數(shù)往往是在開機(jī)發(fā)送或者重新設(shè)置了機(jī)器的參數(shù)時發(fā)送，機(jī)器參數(shù)的數(shù)據(jù)個數(shù)較多，但發(fā)送的次數(shù)較少?？刂泼睿挥胁僮髡咄ㄟ^控制面板上的操作時才會發(fā)送，它發(fā)送的內(nèi)容也不多，發(fā)送頻率也較低。但由于使用Fx2n PLC的RS數(shù)據(jù)通信時，在每次進(jìn)行通信時，必須知道本次要接收內(nèi)容的個數(shù)。如果把不同類型的數(shù)據(jù)采用定長結(jié)構(gòu)的發(fā)送方式，程序設(shè)計起來較為簡單，但是其中包含了大量的無用數(shù)據(jù)，發(fā)送的效率較低。所以在進(jìn)行PLC通信時，定義了下面的通信的協(xié)議形式：

其中協(xié)議中具體含義如下表所示：

表2 通信協(xié)議的格式

這樣，通過在本次通信中加入下次通信的個數(shù)，在PLC端可以通過程序判定確定下次發(fā)送內(nèi)容的個數(shù)，進(jìn)行處理。這樣可以提高發(fā)送的效率，保證數(shù)據(jù)的實時性。具體的發(fā)送流程如下圖所示。

圖3 通信流程圖

2.3 對數(shù)據(jù)接收緩沖區(qū)的處理

通過研究Windows CE提供的驅(qū)動程序代碼可以看出，驅(qū)動程序通過維護(hù)內(nèi)部的軟件緩沖區(qū)來保障當(dāng)應(yīng)用程序不能及時響應(yīng)數(shù)據(jù)到來時，數(shù)據(jù)會先保存在驅(qū)動程序的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中，而不會發(fā)生數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象。但是對于實時響應(yīng)要求很高系統(tǒng)來說就是有害的。這樣最新到來的數(shù)據(jù)不能被應(yīng)用程序及時處理，而被堆放到了緩沖區(qū)的后部等待前面的數(shù)據(jù)處理完成后才能被處理，降低系統(tǒng)的實時性。為了減少驅(qū)動程序數(shù)據(jù)緩沖區(qū)對系統(tǒng)實時性的影響，可以通過在串行通信的程序中加入對串行API函數(shù) PurgeComm的調(diào)用來及時清除緩沖區(qū)的內(nèi)容，以保證新到的數(shù)據(jù)及時被應(yīng)用程序處理，提高通信的實時性。

3 總結(jié)

本文詳細(xì)分析了在Windows CE下進(jìn)行串行通信的特點，并設(shè)計了Windows CE與PLC進(jìn)行串行通信的程序流程和通信格式。實現(xiàn)了通過串行通信連接的由Fx2n PLC與PC104模塊組成的上下位機(jī)控制系統(tǒng)，整套系統(tǒng)已經(jīng)成功的應(yīng)用到了高檔數(shù)控切紙機(jī)的電氣和運動控制。產(chǎn)品經(jīng)過了用戶的長期檢驗和國家的技術(shù)鑒定，合作企業(yè)三年內(nèi)已經(jīng)取得近600多萬元的經(jīng)濟(jì)效益。充分證明了整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的可行性和可靠性。并且可以通過借助Windows CE的可移植性和強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能以及PLC通用性等特點，把這種通過串行通信連接構(gòu)成的上下位機(jī)結(jié)構(gòu)方式應(yīng)用推廣到其它類似的機(jī)電一體化產(chǎn)品中的控制系統(tǒng)應(yīng)用之中。

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