SIEMENS PLC与上位计算机的通讯程序设计*
日期：2006-4-25 23:21:06 来源：本文摘自《PLC&FA》
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近年来，随着微处理器、计算机和数字通信技术的迅猛发展，计算机控制已扩展到了几乎所有的工业领域。它不仅以其良好的性能满足了工业生产的广泛需要，而且将通信技术与信息处理技术融为一体，成为具有逻辑控制功能、过程控制功能、运动控制功能、数据处理功能、联网通信功能的多功能控制器。在PLC组成的控制系统中，一般由PLC作为下位机，完成数据采集、状态判别、输出控制等，上位机(微型计算机、工业控制机)完成采集数据信息的存储、分析处理、人机界面的交互以及打印输出，以实现对系统的实时监控。这种监控系统充分利用了微型机和PLC各自的特点，实现了优势互补。其中的技术关键是实现PLC与计算机的互联通信。
目前PLC和PC机的互联通信方式有以下几种:
(1) 通过PLC开发商提供的系统协议和网络适配器，构成特定公司产品的内部网络，其通信协议不公开。互联通信必须使用开发商提供的上位机组态软件，并采用支持相应协议的外设。这种方式其显示画面和功能往往难以满足用户的具体需要;
(2) 购买目前通用的上位机组态软件。这种方式除了要增加系统投资以外，其运用的灵活性也受到一定限制;
(3) 利用PLC厂商所提供的标准通信端口和由用户自定义的自由端口通信方式。这种方式不需要增加投资，具备较好的灵活性，特别适合小规模控制系统。
S7-200系列PLC的通信接口是与RS-485兼容的9针D型连接器，符合EN 50170。附表给出了通信口的引脚分配。
PC机的标准串口为RS-232，西门子公司提供的PC/PPI电缆带有RS232/RS485电平转换器，因此在不增加任何硬件的情况下，可以很方便地将PLC和PC机互联。
2.2通信协议
S7-200支持多种通信协议，主要有:
(1) 点对点接口协议(PPI)
PPI是主/从协议，网络上的S7-200 CPU均为从站，其他CPU、SIMATIC编程器或TD200为主站;
(2) 多点接口协议(MPI)
MPI是集成在西门子公司的可编程序控制器、操作员界面和编程器上的集成通信接口，用于建立小型的通信网络。最多可接32个节点，典型数据长度为64字节，最大距离100m;
(3) Profibus协议
Profibus协议用于分布式I/O设备(远程I/O)的高速通信。许多厂家生产类型众多的PROFIBUS设备，如简单的输入/输出模块、电机控制器和可编程序控制器;
(4) 用户定义协议(自由端口模式)
通过使用接收中断、发送中断、字符中断、发送指令(XMT)和接收指令(RCV)，自由端口通信可以控制S7-200 CPU通信口。通过SMB30，允许在CPU处于RUN模式时通信口采用自由端口模式。CPU处于STOP模式时，停止自由端口通信，通信口强制转换为PPI协议模式。
自由端口模式为计算机与S7-200 CPU之间的通信提供了一种廉价与灵活的方法。计算机与PLC通信时，为了避免各方争用信道，一般采用主从方式，即计算机为主机，PLC为从机，只有主机才有权主动发送请求报文，从机收到后返回响应报文。
PLC的通信编程首先是对串口初始化。对S7-200的初始化是通过对特殊标志位SMB30写入通信控制字，设置端口0通信的波特率，奇偶校验位、停止位和字符长度。SMB130用于端口1的设置。显然，这些设定必须与PC机设定相一致。S7-200系列有专用的发送指令XMT(Transmit)，通过指定的通信端口(PORT)，发送存储在数据缓冲区(TBL)中的信息。接收指令RCV(Receive)初始化或终止接收信息的服务，通过指定的通信端口(PORT)，接收信息并存储在数据缓冲区(TBL)中。为提高通信可靠性可以采用异或校验(或求和校验)。
使用字符中断方式接收数据，以起始字符作为接收报文的开始，部分程序如下:
//主程序
LD SM0.0
MOVB 16#05, SMB30
//19200bps，8位数据，无奇偶校验，1位停止位
ATCH INT_0, 8 //出现接收字符中断时执行INT_0
1 引言
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近年来，随着微处理器、计算机和数字通信技术的迅猛发展，计算机控制已扩展到了几乎所有的工业领域。它不仅以其良好的性能满足了工业生产的广泛需要，而且将通信技术与信息处理技术融为一体，成为具有逻辑控制功能、过程控制功能、运动控制功能、数据处理功能、联网通信功能的多功能控制器。在PLC组成的控制系统中，一般由PLC作为下位机，完成数据采集、状态判别、输出控制等，上位机(微型计算机、工业控制机)完成采集数据信息的存储、分析处理、人机界面的交互以及打印输出，以实现对系统的实时监控。这种监控系统充分利用了微型机和PLC各自的特点，实现了优势互补。其中的技术关键是实现PLC与计算机的互联通信。
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2 通信方式和通信协议——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
2.1通信方式
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目前PLC和PC机的互联通信方式有以下几种:
WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网
(1) 通过PLC开发商提供的系统协议和网络适配器，构成特定公司产品的内部网络，其通信协议不公开。互联通信必须使用开发商提供的上位机组态软件，并采用支持相应协议的外设。这种方式其显示画面和功能往往难以满足用户的具体需要;
WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户
(2) 购买目前通用的上位机组态软件。这种方式除了要增加系统投资以外，其运用的灵活性也受到一定限制;
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(3) 利用PLC厂商所提供的标准通信端口和由用户自定义的自由端口通信方式。这种方式不需要增加投资，具备较好的灵活性，特别适合小规模控制系统。
WWW_PLC※JS_COM－PLC－技.术_网(可编程控※制器技术门户)
S7-200系列PLC的通信接口是与RS-485兼容的9针D型连接器，符合EN 50170。附表给出了通信口的引脚分配。
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PC机的标准串口为RS-232，西门子公司提供的PC/PPI电缆带有RS232/RS485电平转换器，因此在不增加任何硬件的情况下，可以很方便地将PLC和PC机互联。
P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
2.2通信协议
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S7-200支持多种通信协议，主要有:
WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网
(1) 点对点接口协议(PPI)
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PPI是主/从协议，网络上的S7-200 CPU均为从站，其他CPU、SIMATIC编程器或TD200为主站;
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(2) 多点接口协议(MPI)
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MPI是集成在西门子公司的可编程序控制器、操作员界面和编程器上的集成通信接口，用于建立小型的通信网络。最多可接32个节点，典型数据长度为64字节，最大距离100m;
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(3) Profibus协议
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Profibus协议用于分布式I/O设备(远程I/O)的高速通信。许多厂家生产类型众多的PROFIBUS设备，如简单的输入/输出模块、电机控制器和可编程序控制器;
P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户
(4) 用户定义协议(自由端口模式)
P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
通过使用接收中断、发送中断、字符中断、发送指令(XMT)和接收指令(RCV)，自由端口通信可以控制S7-200 CPU通信口。通过SMB30，允许在CPU处于RUN模式时通信口采用自由端口模式。CPU处于STOP模式时，停止自由端口通信，通信口强制转换为PPI协议模式。
WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网
自由端口模式为计算机与S7-200 CPU之间的通信提供了一种廉价与灵活的方法。计算机与PLC通信时，为了避免各方争用信道，一般采用主从方式，即计算机为主机，PLC为从机，只有主机才有权主动发送请求报文，从机收到后返回响应报文。
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3 PLC端通信编程
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PLC的通信编程首先是对串口初始化。对S7-200的初始化是通过对特殊标志位SMB30写入通信控制字，设置端口0通信的波特率，奇偶校验位、停止位和字符长度。SMB130用于端口1的设置。显然，这些设定必须与PC机设定相一致。S7-200系列有专用的发送指令XMT(Transmit)，通过指定的通信端口(PORT)，发送存储在数据缓冲区(TBL)中的信息。接收指令RCV(Receive)初始化或终止接收信息的服务，通过指定的通信端口(PORT)，接收信息并存储在数据缓冲区(TBL)中。为提高通信可靠性可以采用异或校验(或求和校验)。
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
使用字符中断方式接收数据，以起始字符作为接收报文的开始，部分程序如下:
W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网
//主程序
WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
LD SM0.0
WWW_PLCJS※COM－PLC－技.术_网(可※编程控※制器技术门户)
MOVB 16#05, SMB30
WW.W_PLC※JS_C,OM－PL,C－技.术_网
//19200bps，8位数据，无奇偶校验，1位停止位
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ATCH INT_0, 8 //出现接收字符中断时执行INT_0
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