基于SiememsS7-200 PLC的遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)

　　3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　3．1 系統(tǒng)上位計(jì)算機(jī)人機(jī)界面

　　系統(tǒng)上位的人機(jī)界面是用VB編程，提供人機(jī)交互操作界面及數(shù)據(jù)選擇和相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理等功能。系統(tǒng)上位的操作界面如圖4所示。在操作界面的左上部是通訊鏈接控制框，這里只需要正確選擇PC的串口并輸入遠(yuǎn)程PLC所連接的電話(huà)號(hào)碼后即可撥號(hào)鏈接，遠(yuǎn)程的無(wú)線(xiàn)GSM MODEM模塊摘機(jī)響應(yīng)一般設(shè)置為鈴響后自動(dòng)摘機(jī)，通訊鏈接建立后，當(dāng)上位PC檢測(cè)到串口端的數(shù)據(jù)載波DCD信號(hào)后，通訊鏈接控制框中的“鏈接狀態(tài)”指示燈由紅變綠，表示通訊鏈路已成功建立。撥號(hào)或掛機(jī)的操作均是通過(guò)對(duì)GSM MODEM模塊發(fā)送AT指令執(zhí)行的。

　　對(duì)PLC數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)操作如操作界面的右上部所示，在相應(yīng)文本框內(nèi)填寫(xiě)好數(shù)據(jù)的類(lèi)型、地址、數(shù)值和操作方式后點(diǎn)擊“發(fā)送”即可執(zhí)行對(duì)PLC的讀或?qū)懖僮?。界面的下半部分顯示的是PC串口發(fā)送和接收的代碼以及當(dāng)前操作的結(jié)果。

　　3．2 系統(tǒng)上位計(jì)算機(jī)的串口設(shè)置

　　在上位PC的人機(jī)界面中，串口的設(shè)置是通過(guò)下拉選擇框選擇出所連接的串口后由程序自動(dòng)讀取。在使用GSM MODEM無(wú)線(xiàn)模塊時(shí)，上位PC對(duì)遠(yuǎn)程PLC鏈接呼叫時(shí)采用的是AT指令。程序語(yǔ)句為：MSComm1．Output=“ATDT”Trim (Text1．Text) vbCrLf／／Text1文本框內(nèi)為欲連接的電話(huà)號(hào)碼。掛機(jī)的AT指令為：MSComml．Output=“ATDT”＆“+++” vbCrLf。串口數(shù)據(jù)格式的設(shè)定語(yǔ)句為：MSComml．SetTIngs=“9600． N，8．1”，與TC35iGSM MODEM無(wú)線(xiàn)通訊模塊和遠(yuǎn)程PLC自由口的串行數(shù)據(jù)通訊格式一致。

　　3．3 通訊數(shù)據(jù)格式的約定

　　由于遠(yuǎn)程PLC采用的是自由口用戶(hù)通訊方式，這里對(duì)每次收發(fā)數(shù)據(jù)字節(jié)暫約定為18個(gè)字節(jié)，數(shù)據(jù)字節(jié)的多少可根據(jù)實(shí)際需要而酌情約定。本系統(tǒng)中18個(gè)字節(jié)的約定：Bytel為數(shù)據(jù)的總字節(jié)數(shù)；Bvte2為數(shù)據(jù)開(kāi)始特征字；Bvte3為數(shù)據(jù)讀或?qū)懱卣髯郑築yte4為數(shù)據(jù)類(lèi)型特征字；Bvte5～Byte8為PLC數(shù)據(jù)地址；Bvte9～Bytel6為PLC數(shù)據(jù)的數(shù)值；Bytel7為收發(fā)數(shù)據(jù)的校驗(yàn)碼；Bvtel8為數(shù)據(jù)結(jié)束特征字。串口數(shù)據(jù)的傳輸除數(shù)據(jù)地址字節(jié)和數(shù)據(jù)數(shù)值字節(jié)用ASCII碼表示外，其他均以十六進(jìn)制方式表示。因而在上位PC的編程中需涉及大量的進(jìn)制轉(zhuǎn)換操作。特別要注意的是由于PLC中的實(shí)數(shù)采用32位單精度數(shù)表示，并按照ANSI／IEEE745 1985標(biāo)準(zhǔn)格式以雙字長(zhǎng)度來(lái)存取，所以無(wú)論是上位的PC或是下位的PLC在編程時(shí)對(duì)實(shí)數(shù)數(shù)據(jù)的處理均需嚴(yán)格遵循ANSI／IEEE7451985標(biāo)準(zhǔn)格式的規(guī)定，否則將不可能讀到正確的數(shù)據(jù)。

　　通訊數(shù)據(jù)的校驗(yàn)方式采用BCC塊進(jìn)行XOR校驗(yàn)，即約定為從每次數(shù)據(jù)包的Byte2到Bytel6的字節(jié)進(jìn)行校驗(yàn)，Bvtel7存放校驗(yàn)結(jié)果。上位或下位在接收數(shù)據(jù)時(shí)，首先對(duì)所接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)并將計(jì)算結(jié)果與Bvtel7所存放的數(shù)值進(jìn)行比較，如不一致時(shí)則按約定要求重發(fā)，以保障每次傳輸數(shù)據(jù)的正確性。

　　3．4 遠(yuǎn)程PLC自由口通訊初始化編程

　　由于遠(yuǎn)程PLC采用的是自由口用戶(hù)通訊協(xié)議，所以對(duì)PLC的自由口通訊必須做如下初始化設(shè)置：

　　遠(yuǎn)程PLC經(jīng)上述設(shè)置后，在其運(yùn)行期間每當(dāng)接收到一組數(shù)據(jù)后便自動(dòng)產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，在中斷服務(wù)的子程序中，設(shè)定一標(biāo)志位(如MO．0)置位，用來(lái)表示允許進(jìn)入中斷服務(wù)，在主程序中通過(guò)檢測(cè)M0．O的狀態(tài)來(lái)確定是否轉(zhuǎn)入讀數(shù)據(jù)操作的子程序，讀數(shù)據(jù)操作完畢后及時(shí)將接收數(shù)據(jù)標(biāo)志M0．0復(fù)位，從而完成一次讀數(shù)據(jù)過(guò)程。PLC數(shù)據(jù)的上傳則是根據(jù)所讀數(shù)據(jù)的內(nèi)容來(lái)響應(yīng)上位的請(qǐng)求，上傳數(shù)據(jù)的編碼和字節(jié)均依照約定的格式寫(xiě)入，每次的讀寫(xiě)操作僅在PLC一個(gè)掃描周期內(nèi)(數(shù)毫秒)完成，系統(tǒng)的響應(yīng)是實(shí)時(shí)的。

　　3．5 遠(yuǎn)程PLC數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)操作

　　PLC數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)是依據(jù)約定的數(shù)據(jù)類(lèi)型實(shí)施操作的。對(duì)于字節(jié)、字、雙字、實(shí)數(shù)及I／0端口各自有約定的數(shù)據(jù)類(lèi)型特征字，在下位PLC程序中通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)類(lèi)型特征字的解析后來(lái)確定讀取數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)。對(duì)I／0端口的讀寫(xiě)操作則是根據(jù)約定的地址編碼直接讀寫(xiě)出相應(yīng)的狀態(tài)信息。每組收發(fā)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單元從VBl00到VBll7共18個(gè)字節(jié)。由前述的數(shù)據(jù)發(fā)送量的約定可知，每組數(shù)據(jù)的Byte5～Byte8表示PLC數(shù)據(jù)的地址，由于每次讀寫(xiě)的地址是不同的，所以Byte5～Byte8字節(jié)給定的就是地址指針，在PLC編程中就要以此指針采用間接尋址的方式，假設(shè)Byte5～Byte8存放在PLC的VB104～VBl07單元，其間址指令則為：

　　MOVD VBl04，ACl讀取該地址內(nèi)容時(shí)則根據(jù)數(shù)據(jù)類(lèi)型的不同而有所區(qū)別，假如讀寫(xiě)字節(jié)時(shí)指令為：MOVB*ACl，VBl60；則讀寫(xiě)字的指令為：MOVW *ACl，VWl60；讀寫(xiě)雙字的指令為：MOVD *ACl，VDl60；讀寫(xiě)實(shí)數(shù)的指令則為：MOVR *ACl，VDl60。

　　4 結(jié)束語(yǔ)

　　本系統(tǒng)經(jīng)實(shí)際測(cè)試基本達(dá)到了預(yù)期效果。遠(yuǎn)程PLC在省際間距離的測(cè)控響應(yīng)與在本市區(qū)地域的測(cè)控響應(yīng)基本相同，通過(guò)對(duì)PLC I／O的讀寫(xiě)、模擬量數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)、單字節(jié)、雙字節(jié)及實(shí)數(shù)的讀寫(xiě)，均未出現(xiàn)數(shù)據(jù)差錯(cuò)現(xiàn)象，遠(yuǎn)程的響應(yīng)速度基本上是對(duì)上位的指令立即響應(yīng)，操作人基本感覺(jué)不出時(shí)間的延時(shí)。在PLC中，由于本遠(yuǎn)程測(cè)控程序字節(jié)量較少，完全可以嵌入在PLC的過(guò)程控制程序中運(yùn)行，由于在自由口通訊中，

　　對(duì)上位PC讀寫(xiě)的響應(yīng)采用的是中斷方式快速響應(yīng)，所以對(duì)PLC的過(guò)程控制程序的實(shí)時(shí)性基本無(wú)影響。