1 引言
西門子s7-200plc由于其體積小，可靠性高，通訊功能強大等特點，在工業(yè)控制領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，使用s7-200plc高性價比的自由口通訊協(xié)議實現(xiàn)人機界面靈活方便。目前s7-200plc接收計算機指令數(shù)據(jù)主要有兩種方法：第一種方法是使用plc自帶的rcv指令來接收計算機數(shù)據(jù);第二種方法采用plc提供的“接收字符中斷”方式，將smb2(自由口接收字符緩沖區(qū))定義指針，使用指針接收數(shù)據(jù)。
使用“rcv指令接收數(shù)據(jù)的方法雖然簡單，但在接收大量數(shù)據(jù)的時候每次都要依次接收，大大降低了數(shù)據(jù)傳輸效率。在本實驗室的一套機電一體化控制系統(tǒng)中，人機界面設(shè)計要求是：界面可以向plc寫入qb0、qb1、qb2、傳感器采樣周期、一個判斷指令、aq0、aq1等不同指令數(shù)據(jù)。若一次上位機寫指令僅僅是控制qb0.3的啟動，為了寫入qb0則需要將9 b的數(shù)據(jù)全部發(fā)送，由于plc內(nèi)接收數(shù)據(jù)是用“rcv”指令，必須將9 b的數(shù)據(jù)依次存儲，這樣會造成數(shù)據(jù)傳輸線路中的時間過長產(chǎn)生延時，降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?，甚至?dǎo)致誤碼出現(xiàn)，顯然這種使用“rcv”接收大量數(shù)據(jù)的方法不太適合。
使用plc提供的“接收字符中斷”方式，將smb2(自由口接收字符緩沖區(qū))定義指針，使用指針接收數(shù)據(jù)。此方法若僅僅定義一個指針，其效果和“rcv”指令是一樣的。但此方法由于其使用起來比較靈活，故本文設(shè)計了一種多地址指針接收數(shù)據(jù)的方法，即在計算機向plc寫入數(shù)據(jù)時，僅寫入指針判別的代號和對應(yīng)數(shù)據(jù)就可完成上位機對下位機的寫指令，不同的代號對應(yīng)不同的地址，與以往使用“rcv”指令相比，有效地減少了寫指令的數(shù)據(jù)，提高了通訊效率。本文在設(shè)計plc與上位機的串口通訊中設(shè)計了此種方案，尚未見其他同類文章使用。
2 指針判別
在plc與計算機的自由口通訊中，為消除“rcv”或單指針接收計算機數(shù)據(jù)帶來的大數(shù)據(jù)流，本文在計算機每次向plc發(fā)送指令時，第一個字節(jié)總是模式的代號，從第二個字節(jié)開始才是指令數(shù)據(jù)的內(nèi)容。在plc接收數(shù)據(jù)時，第一個數(shù)據(jù)進入“自由口接收字符緩沖區(qū)”smb2時，plc通過“選擇指針”最先接收的是指針判別的代號，通過接收代號的數(shù)值比較來判斷該指令數(shù)據(jù)對應(yīng)的是哪種數(shù)據(jù)，判斷完成后定義一個地址指針接收并存儲這種數(shù)據(jù)的內(nèi)容。不同的指針判別代號對應(yīng)不同的地址指針，因此計算機每次寫入plc指令時發(fā)送的指令數(shù)據(jù)都是由兩部分構(gòu)成：第一部分為指針判別代號，第二部分為指令數(shù)據(jù)的內(nèi)容。指針判別過程是plc內(nèi)接收到判別代號后進行數(shù)值比較。指針判別的意義就是通過一個總指針接收模式代號，用不同模式代號再定義多個指針完成不同種類的指令數(shù)據(jù)的接收與存儲。
3 具體應(yīng)用方案
在設(shè)計本實驗室的一套電液伺服控制系統(tǒng)中，上位機的人機界面使用vb 6.0編程，下位機的通訊模式為自由口通訊。人機界面設(shè)計要求：界面可以向plc寫入qb0、qb1、qb2、傳感器采樣周期、aqw0、aqw2等不同指令數(shù)據(jù)，plc在定時中斷內(nèi)使用xmt指令周期地向上位機發(fā)送變量存儲器vb1～vb21中的待監(jiān)視數(shù)據(jù)(包含plc中的數(shù)字量與模擬量)。由于在設(shè)計中上位機寫入plc指令數(shù)據(jù)種類較多，其中包括定時中斷的時間設(shè)置、狀態(tài)位值的寫入、模擬量擴展模塊的輸出等，故本文的模式選擇可以將種類不同的指令數(shù)據(jù)用多個指針接收并存儲。表1是本設(shè)計plc程序的部分地址分配表，以便結(jié)合plc程序來說明多地址指針方案的具體實現(xiàn)方法。
sbr_0子程序初始化：
網(wǎng)絡(luò)1：在子程序中定義中斷事件。
int_0接收字符中斷事件中采用指針判別：
網(wǎng)絡(luò)1：指針代號接收存儲于vb22。
int_1定時中斷事件中plc發(fā)送監(jiān)視數(shù)據(jù)：
網(wǎng)絡(luò)1：通過vb24接收的數(shù)據(jù)控制xmt的“啟/?！眲幼?，進而控制plc向計算機發(fā)送數(shù)據(jù)。
4 注意要點
由于在本設(shè)計中plc每次接收數(shù)據(jù)，第一個字節(jié)“指針代號”進入smb2時，在一次中斷事件內(nèi)，指針代號的數(shù)值也存儲在每個指針對應(yīng)的第一個存儲地址中，因此每個指針接收數(shù)據(jù)時從第2個字節(jié)起才是指令數(shù)據(jù)的信息內(nèi)容，第一個字節(jié)都是對應(yīng)該指針的代號，否則會出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸錯誤。在plc程序設(shè)計時需要為每個指針預(yù)留第一個存儲地址來存儲該指針的代號。
故上位機每次向plc寫指令時，第一個數(shù)據(jù)內(nèi)容是指針代號，通過上位機程序中直接賦值即可實現(xiàn);從第2個數(shù)據(jù)開始為上位機的控制指令。
5 結(jié) 語
本設(shè)計方案已在實驗室機電一體化控制系統(tǒng)的人機界面中成功地應(yīng)用。系統(tǒng)運行穩(wěn)定，大大減少了與上位機操作指令無關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸，可精確高效地將上位機指令數(shù)據(jù)寫入目標地址，有效解決了串口通訊中出現(xiàn)因大量數(shù)據(jù)傳輸而造成的延時。