和利時(shí)PLC與Flash存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行自由口通訊方案

1、引言

和利時(shí)LM系列PLC是杭州和利時(shí)公司自主研發(fā)的小型一體化PLC產(chǎn)品。LM系列PLC具有可靠性高、指令豐富、通訊能力強(qiáng)等特點(diǎn)。其支持六種編程語(yǔ)言，包括LD、IL、FBD、SFC、ST、CFC，能夠適應(yīng)多種PLC編程基礎(chǔ)的人群。一些大的控制系統(tǒng)具有很多現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，其中一部分現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可能不支持標(biāo)準(zhǔn)的通訊協(xié)議，但是還需要與第三方控制設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，任何一個(gè)廠商的PLC都不可能支持所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)通信協(xié)議。如何實(shí) PLC與非標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的第三方設(shè)備進(jìn)行互聯(lián)呢，LM系列PLC推出了自由口的通訊方式，可以實(shí)現(xiàn)與任何協(xié)議的第三方設(shè)備進(jìn)行互聯(lián)。本文介紹的是LM系列PLC通過(guò)自由口與 Flash存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。

2、LM系列PLC的通訊方式

LM系列PLC支持多種通訊方式，如Profibus DP、以太網(wǎng)、自由口通訊。LM系列PLC的CPU模塊本體集成了一個(gè)RS232通訊口和一個(gè)RS485通訊口，RS232和RS485支持標(biāo)準(zhǔn)的Modbus RTU、LM專有協(xié)議和自由口通訊協(xié)議。用戶可以用圖程序設(shè)定通訊口的協(xié)議、通訊速率、數(shù)據(jù)位、校驗(yàn)、發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)。下圖為和PLC自由口相關(guān)的功能塊指令。

圖1為設(shè)定自由口通訊速率、數(shù)據(jù)位、校驗(yàn)的指令；圖2為恢復(fù)Modbus RTU和LM專有協(xié)議的指令，同時(shí)也可以設(shè)定通訊速率、數(shù)據(jù)位和校驗(yàn)；圖3為數(shù)據(jù)發(fā)送指令；圖4為數(shù)據(jù)接收指令。同時(shí)軟件中有CRC校驗(yàn)的功能塊指令，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)。也可以通過(guò)ST語(yǔ)言方便的編寫(xiě)校驗(yàn)程序。以計(jì)算CRC 校驗(yàn)碼為例，下面是變量聲明部分：

FUNCTION_BLOCK Generate_CRC
VAR_INPUT
pData:POINTER
TO BYTE;
byteCounter:WORD;
END_VAR
VAR_OUTPUT
CRC_Code:WORD;
FINISH:BOOL:=FALSE;
END_VAR
VAR
Reg16: WORD;
j: BYTE;
i: WORD;
mval: WORD;
temp_byte: BYTE;
flg: WORD;
END_VAR

以下是ST語(yǔ)言的程序代碼部分：
Reg16 := 16#FFFF;
mval := 16#A001;

FOR i:=0 TO byteCounter-1 BY 1 DO
temp_byte:=pData︿;
pData:=pData+1;
Reg16:=（Reg16 XOR temp_byte）;

FOR j:=0 TO 7 BY 1 DO
flg := 0;
flg:=（Reg16 AND 16#0001）;
Reg16 := SHR（Reg16,1）;
IF （flg = 1） THEN
Reg16:=Reg16 XOR mval;
END_IF;
END_FOR;
END_FOR;

CRC_Code:=Reg16;
FINISH:=TRUE;

3、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

該P(yáng)LC控制系統(tǒng)是應(yīng)用在節(jié)能汽車(chē)上，通過(guò)PLC對(duì)液壓回路的控制使汽車(chē)達(dá)到降低油耗的目的，在該車(chē)的試驗(yàn)階段，需要把運(yùn)行過(guò)程中的一些過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。當(dāng)時(shí)提出了三種設(shè)計(jì)方案，第一種方案是對(duì)PLC進(jìn)行改造，在內(nèi)部增加一條FLASH芯片，修改PLC的底層程序，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)；第二種方案是通過(guò)GPRS收發(fā)器把數(shù)據(jù)上傳到遠(yuǎn)程PC；第三種方案是通過(guò)自由口與U盤(pán)讀寫(xiě)模塊進(jìn)行通訊，把數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)寫(xiě)入U(xiǎn)盤(pán)中。我們對(duì)運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)考察和反復(fù)研究，在可靠性、穩(wěn)定性、方便性等方面做了大量工作，權(quán)衡利弊，最終選擇了方案三進(jìn)行實(shí)施。

Flash存儲(chǔ)設(shè)備首先要配置各項(xiàng)參數(shù)，包括接口方式、功能設(shè)置、通訊速率等，如圖5所示：

圖5 模塊配置

PLC進(jìn)行壓力、流量、速度等一些參數(shù)的采集，并把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為ASII碼的形式進(jìn)行實(shí)時(shí)存儲(chǔ)。然后通過(guò)自由口對(duì)U盤(pán)讀寫(xiě)模塊發(fā)送指令，U盤(pán)讀寫(xiě)模塊對(duì)發(fā)送的指令進(jìn)行響應(yīng)，并完成相應(yīng)的讀寫(xiě)U盤(pán)操作。系統(tǒng)要求在每組數(shù)據(jù)后面進(jìn)行時(shí)間記錄，所以PLC在每次數(shù)據(jù)發(fā)送的同時(shí)把時(shí)間寫(xiě)在文件中，程序流程圖如圖6所示：

圖6 程序流程圖

4、結(jié)論

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)用證明，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)的穩(wěn)定性很好，這種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的實(shí)現(xiàn)方式大大節(jié)省了系統(tǒng)的成本，且實(shí)現(xiàn)起來(lái)較為方便，可以大力推廣?？梢?jiàn)，LM系列PLC的自由口應(yīng)用起來(lái)相當(dāng)靈活，可以方便的和第三方設(shè)備進(jìn)行通訊。