本站原创【摘 要 】近年来,随着计算机科学技术的不断发展与进步,在数据信息采集活动中,上位机与可编程控制器（简称PLC）之间的串行通信已经成为当前工业控制活动中的重要方式.工业生产的扩大化给相关设备器材的自动化水平提出了更高的要求,而这就要求要求技术人员在现场数据的采集活动中要保持更高的精度.本文拟研究分析上位机与PLC之间的串行通信在实现现场数据采集活动的具体实施办法,从系统的结构与功能、软件设计等两方面进行论述,以供相关企业和人员参考研究.
【关 键 词 】上位机,PLC,串行通信
1.引言
PLC是当前在工业现场数据信息采集活动中应用较为广泛的一种新兴工业控制器,由于在实际活动中所体现出的性能优越、数据精准等优势特点,备受国内外中众多相关厂家的亲睐.
以S市某化肥厂为例,在该化肥厂的集散控制系统中,传统的专业组态软件在连接上位机与PLC的过程中,出现了成本较高、控制难度较大等问题,针对这一问题,该化肥厂尝试重新进行系统结构与功能的调整,并重新设计现骨干软件,以满足了化肥厂现场生产工况的要求,实现了对现场数据准确的实时采集目标.
2.系统的结构与功能
2.1 硬件组成
S市某化肥厂的集散控制系统由两种通讯协议组成,即RS232和RS485,也有两种通讯协议存在一定的差异,这就需要相关工程技术人员需要利用ADAM4520来实现两种不同协议之间的转换过程.COM06这一单元模块有A、B个PORT口,A口符合RS232协议,B口符合RS422/RS485协议.在本系统中,集散控制系统共连接了4台PLC,而为了最大限度的确保程序在运行过程中的稳定性,技术人员采用双机冗余系统,这样可以确保一旦主机发生意外故障而无法正确运行时,备份机能够及时接班继续执行任务[1].
2.2 符合通讯协议的电缆连接
为了确保通讯协议之间的转换能够顺利的进行,这就要求工程技术人员应当建立起符合两种通讯协议的电缆连接来.科学正确的电缆连接离不开对两种接口协议的正确认识.当前最为常见的串行接口标准、将计算机与计算机有机地进行数据通讯的协议是RS232,而相比较之下,RS232串行接口总线主要于以下情况,即设备器材之间的距离>,15m,传输速率维持在最大20kB/s左右[2].基于这一认识,本集散控制系统中计算机与ADAM4520l的接线就是符合RS232协议的串行电缆.
2.3 软件系统组成
在设计相关的软件系统时,设计人员首先应当明确自己的基本设计原则与设计理念.由于软件系统是为了正常的通讯功能而怎么写作的,这就要求软件需要实现VB与PLC之间的成功通讯.一般情况下,我们往往采用两种上位机链接通信方式,即上位机向PLC发送通信请求命令与PLC向上位机发送通信请求命令.根据这两种方式,软件技术开发人员可以依据相关的工业管理来制定一定的通讯规约,如规定好上位机向PLC所发的命令帧格式及其命令帧的格式,规定 PLc向上位机返回的应答呵格式及其应答帧的格式.
由于在软件系统的运行过程中,上位机的命令帧是通过VB中MSComm通讯控件所产生的通信事件来实现命令发送的,因而,结合该化肥厂的实际工作情况,研究人员应当尽量控制PLC固定储存器区域中的数据[3].PLC所返回的命令帧同样需要经过相关的软件数据进行通信接收,这就说明,研究人员采集在所需要的数据后,通过利用MSChart控件来显示实时数据的方式,能够顺利地完成了生产现场实时数据的准确采集.
3.软件的设计
3.1 MSComm通讯控件的设计
在VB当中,MSComm控件实现成功通讯的重要控件,而在设计过程中,设计人员应当着重注意以下几点.首先要做好初始化工作,这就要求设计人员在设置端口号时,应当以当前所使用的串行口作为基本参考对象.在设置好端口号之后,设计人员设置好Settings工作,对停止位、奇偶校验、波特率、数据位等基本参数进行标准设置.在设置过程中设计人员要注意设置读取数据的类型与其读取的字符数.当设置InputLen为0时,设计人员需要利用MSComm控件来读取缓冲区中的全部内容,当设置Rthreshold为1时,设计人员则需要将接收到的每一个字符都经过MSComm控件进而产生OnComm事件[4].
3.2 软件的握手
实现软件握手,设计人员需要注意以下几个问题：
第一,要确保VB程序与PLC实现成功通信,确保程序所发送的命令帧正确无误.这就要求设计人员要仔细鉴定分析应答帧的结束码,判断其是否出错,如若出现错误,则应当依据错误的具体类型进行针对性处理,
第二,在通讯程序的OnComm事件中,设计人员应当判断CommEvent是否产生接收事件,如若产生,则应当接收,否则不接收,
第三,在处理程序中错误语句的活动中,设计人员应当不断提高系统自身的应对能力和防御能力,以及时有效地辨认用户的错误语句,避免不必要的麻烦[5].
3.3 程序基本轮廓设计思想
设计人员在设计程序的基本轮廓时,应当首要利用VB的事件驱动特性,充分发挥出用户的自主选择权,让用户能够依据自身需求来选择是利用全部四台PLC进行运作还是只使用当中的一台.如果选择全部运作,那么设计人员应当设计好所有的通信接电的相应命令帧,并实时进行检测与观察,如果选择运行单个的PLC,那么设计人员需要输入与PLC从站单元相对应的所想要显示采集数据的节点号,并与用户的确认步骤进行同步操作,从而实现通过通讯端口定时从现场PLC中接收数据的目的[6].需要指出的是,本程序的运行环境是windowsxp与VB6.0,在实际操作过程中,用户可以通过个人的喜好与实际的需求从PLC单元对现场数据进行实时采集分析处理,一旦出现突发事件,依据已采集的数据与当前具体情况技术人员能够对其进行相应处理.
4.结束语
当前在工业控制活动中,上位机与可PLC之间的串行通信已经成为其中的重要组成部分.面临日益严峻的市场竞争压力与发展形势,企业需要从集散控制系统的构造与软件程序的开发应用两方面着手来推行通讯的成功实现.
通过有效利用高级语言VB,将其与C200HE进行有机地连接,进而利用串行通信来实现对化肥厂现场数据信息采集的目的,具有稳定性、灵活性、高校性等一系列优势特点.当前基于上位机与PLC之间的串行通信数据系统已经在S市的某化肥厂正式投入使用,并取得了预期的效果.这说明,随着相关厂家其生产活动的自动化程度不断提高,串行通信数据系统的应用将不断拓展到更深更广泛的领域.