6ES7212-1BB23-0XB8参数设置

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1. 引言
    随着经济发展，汽车数量急剧增加，城市道路日渐拥挤，交通拥塞已成为一个国际性的问题。因此，设计可靠、安全、便捷的多功能交通灯控制系统有极大的现实必要性。通常情况下，交通信号灯控制的主要缺陷是交通信号灯控制系统缺乏有效的应急措施，导致十字路交通受阻，造成不必要的经济损失。为此，我们考虑设计十字路口的监控系统。以便方便、快速的对交通灯控制。Siemens公司生产的PLC由于价格低、适应工业现场以及强大联网功能特点被广泛使用。考虑到这些因素，本系统以PLC作为下位机。上位机可以采用VC++、VB、Delphi等语言，由于本系统实现的功能相对简单，涉及的数据处理和数据管理要求不是太高，因此考虑用价格便宜，通讯容易实现的VB作为上位机。

2. 系统构成

 
图1  系统构成

    系统构成如图1
    监控系统主要由计算机和PLC构成。用PC/PPI电缆连接计算机的RS-232口和PLC的RS-485口，作为数据转换器（使用PC/PPI电缆上的DIP开关来为电缆配置正确的波特率）。
    本系统选用的计算机处理器型号是Pentium （R） 4 CPU; 有40G的硬盘空间；选用Microsoft bbbbbbs XP 操作系统；有一个COM口。
    Siemens 公司提供多种型号的CPU以适应各种应用。本系统选用的是Siemens 公司生产的CPU224型号的S7-200PLC, 它有一个RS-485口， 14个输入口，10个输出口，完全可以满足该系统的要求（该系统需要8个输出口）。

3. 操作流程及通讯原理
3.1 操作流程
a 在SETP7-Micro/WIN软件的操作栏中点击system block 图标，出现图2所示的界面。

d 在所示的界面3上点击右边栏的“双击刷新”按钮，以便搜寻正确的波特率。
e 将程序下载至PLC。
f 将 PLC处于RUN模式。
g 打开VB界面，点击菜单的“运行”选项，出现图4的所示的监控界面，在监控界面中输入需要传输的数据。
h 单击图4的监控界面上的开始按钮，通讯开始。

3.2 通讯原理
    当程序开始时，初始化VB界面，打开通信端口，当按下VB界面上的开始按钮时，启动定时器，用于采集通信数据，该定时器每隔0.1s采集一次通信数据；同时接收和发送函数也已经打开，这时可以在VB界面中输入南北、东西交通灯的运行时间。即在VB中输入数据传送给PLC。  
    PLC程序开始时，初始化PLC的通讯端口，接收VB发送过来的数据，PLC判断是否接收到结束字符，如果没有接收到结束字符，PLC将处于接收状态，如果接收到结束字符，PLC延时s后开始向VB发送数据。如果由于任何其它原因接收完成，启动一个新的接收。
    VB接收PLC发送过来的数据“1”或“0”来控制交通灯的“亮”或“灭”，同时控制对应车的“运行”或“停止”。
    当没有按下停止或结束按钮时，VB每隔0.1s发送一次数据给PLC, PLC接收到数据后，如果满足发送条件，就把数据发送给VB。这样就达到了计算机上的模拟界面来监控实际路面交通的运行状况，如果遇到紧急事件，需要调整车辆的运行时间，只需要在计算机中输入需要的时间即可。

3.  4. VB中的MSComm控件简介
4.1在bbbbbbs环境下，操作系统通过驱动程序控制各种硬件资源，不允许用户像在DOS 环境下那样直接对串口进行底层操作。为此，Visual Basic 6.0提供了一个串口通讯控件 Miscrosoft Comm Control,简 称MSComm 控件。操作员只需设置和监视MSComm控件的属性和事件，就可以轻而易举地实现串行通信。

4.2 MSComm控件的属性
.CommPort: 设置并返回通信端口号。
.Settings: 以字符串的形式设置并返回波特率、奇偶校验位、数据位和停止位。其中以字符n、o、e分别表示无校验、奇校验和偶校验。
.PortOpen: 设置并返回通信端口状态。设置为True时，打开端口；设置为False时，关闭端口。 
.bbbbb: 从接收缓冲区读取数据，类型为Variant。
.Output: 向发送缓冲区写入数据，类型为字符串或字节数组。
.bbbbbMode: 设置从缓冲区读取数据的格式，设为0时为字符串格；设为1为二进制格式。
.InBufferCount: 设置和返回接收缓冲区的字节数，设为0时清空接收缓冲区。
.OutBufferCount: 设置和返回发送缓冲区的字节数，设为0时清空发送缓冲区。
.bbbbblen: 设置和返回bbbbb每次读出的字节数,设为0时读出接收缓冲区的全部内容。
.Rthreshold: 表示在串口事件OnComm发生之前，接收缓冲区接收的少字节数。若设为0，可以禁止发生OnComm事件。一般设为1，即当接收缓冲区中的字节数大于等于1时，就会产生接收事件。
CommEvent: 返回相应的Oncomm事件常数。
4.3 MSComm控件处理接收信息的方式
MSComm控件提供了两种处理方式：
（1）事件驱动方式：Rthreshold 属性非0时，收到字符或传输线发生变化时就会产生串口事件OnComm。通过查询CommEvent属性可以捕获并处理这些通信事件。
（2）查询方式：通过查询bbbbbBufferCount（接收缓冲区的字节数）属性值， 处理接收到的信息。              
    本文采用事件驱动方式

5. 方案的具体实现
5.1程序设计

5.1.1 VB发送数据给PLC 
 MSComm1.Output = Text2.Text & Text3.Text &Text4.Text & Text5.Text & Chr（10）  
‘利用MSComm控件向PLC发送数据 （文本框内分别为控制交通灯南北直行、南北弯行、东西直行、东西弯行的时间） 说明：由于PLC识别从VB发送过来的ASCII码，所以这些文本框内为经过运算的, PLC的识别的ASCII码。这里用
p = Val（txt1.Text） 
Text2.Text = Chr（（p - 3） ＊ 10）等语句。 
                 
5.1.2 VB接收PLC发送过来的数据
   Private Sub MSComm1_OnComm（）
   If MSComm1.CommEvent = comEvReceive Then  
 ‘如果接收到字符
S1 = MSComm1.bbbbb                          
‘把接收缓冲区内的数据赋值给临时变量"S1"
If （S1 = Chr（&H1B）） And （Len（SCOMS） > 2） Then    ‘如果变量"S1"（接收缓冲区内的数据接收到起始字符‘&H1B‘，并且变量"SCOMS"中的字节数大于2），则
   SCOMS = ""                               
   清空变量"SCOMS"中的数据
   Else                                        
  ‘否则
    If S1 <> Chr（&HD） Then                    
‘如果变量"S1"没有接收到结束字符‘&H0D‘，则
SCOMS = SCOMS&S1
‘将"S1"中的数据累加到"SCOMS"中
     Else 
     ‘否则
     ……  
     ‘数据处理
     End sub
  ‘    结束                  Text5.text=MSComm1.bbbbb
xt5.T                        ‘ text5.Text为存放PLC发送过来的数据
End Sub 
5.2下位机程序设计
5.2.1 PLC 接收VB发过来的数据 （PLC接收缓冲区的分配如图5） 
RCV    VB100, 0 

图6  PLC 的接收缓冲区的数据分配

5.2.2 PLC向VB发送数据（PLC发送缓冲区的分配如图6）
MOVB   8, VB400   
//设置发送字节个数为8，发送缓冲区为VB400
MOVB   16#1B, VB401 
//设置发送信息的起始字符为"16#1B"
 MOVB   16#0D, VB408 
//设置发送信息的结束字符为"16#0D"， 
MOVB   ‘1‘, VB402
NOT
MOVB   ‘0‘, VB402 
//若Q0.0有输出，VB402为"1"，否则为"0"
XMT    VB400, 0  
//在端口0向用户回送信息，发送缓冲区指向VB400  

 图7  PLC的发送缓冲区的数据分配

6. 结论
    通过VB实现与PLC通讯。使PLC的工作纳入微型计算机的管理之下。经试验验证，编制的VB程序在Microsoft bbbbbbs XP系统下和PLC之间通讯运行良好、无误码，能有效的解决十字路口交通的运行状况

整个系统分成两个管理级：上位管理级和现场管理级，具体为由中央控制室操控站(OPS)和上层管理计算机组成的上位管理级，和由现场各分控站PLC及分布式I/O控制系统与现场在线测量仪表组成的现场管理级。现场各种数据通过PLC及远程I/O采集，并通过现场高速数据总线传送到中央控制操作站进行集中监视和管理。中央控制室主机的控制命令也可通过高速总线传送到现场PLC的测控终端，实施各单元的分散控制。

2 OMRON三层通信网络的结构
　　　与传统的工厂控制体系相比，OMRON公司自动化系统提供了高效的﹑开放的网络体系结构，将以前工厂到设备的五层机构简化为三层：管理层﹑控制层和设备层。管理层网络采用Ethernet网络；控制层网络采用Controller bbbb网络；设备层网络采用DeviceNet网络，形成了具有优异通信功能的三层网络，如图1所示。

图1  OMRON PLC网络的三层体系结构

　　　DeviceNet网络用于实现现场设备（开关﹑I/O和人机界面等）与PLC之间的通信；Controller bbbb网络处于三层网络的中间，它主要负责对处在中间层的各个控制器（PLC等）之间进行数据的传送和控制；Ethernet网络（以太网）实现PLC﹑工作站﹑个人计算机以及第三方Ethernet之间的数据通信。

3 污水处理监控系统中的网络拓扑结构与功能配置
3.1网络拓扑结构
　　　根据青岛市污水处理工艺的控制要求，OMRON网络系统，以OMRON公司高性能的CS1系列可编程序控制器为核心，构建污水处理自动化控制信息网络：管理层网络﹑控制层网络和设备层网络。如图2所示。

图2    污水处理自动化控制信息网络

3.2功能配置
3.21管理层
　　　管理层是系统的核心，完成对污水处理过程各部分的管理和控制，并实现厂级的办公自动化。管理层还提供系统人机交互界面并与厂管理层沟通，是整个系统与外界信息交换的窗口。管理层的各台计算机具有相互通信的功能，实现数据交换和共享，以及共享一些昂贵的硬件和软件资源。
　　　管理层采用客户/服务器的体系结构。服务器配有大型网络关系的数据库，如Oracle、Sybase等，实现开放、分布式数据库管理方式的要求。中央控制室的服务器具有远程控制操作功能、显示功能、数据管理功能、数据处理功能、报警功能、报表功能、通信功能和冗余功能。
　　　管理层采用双冗余的Ethernet网络，负责中央控制室的服务器、操作站和工程师站与四个主控站PLC的通信，以及各主控站之间数据的传输。
3.22控制层
控制层是实现系统功能的关键，其主要功能是接收管理层设置的参数和命令，对污水处理生产过程进行控制，将现现场参数如压力、liuliang、温度、PH、等数据上传，输送到管理层。
　　　控制层采用Controller bbbb网络，用于主站PLC与各分站PLC之间的通信。OMRON公司的Controller bbbb网络采用N:N令牌总线或光纤环网，从而tigao了对网络故障的处理能力，不会因网络节点故障而使整个网络停止运行。它的通信速率恒定为2Mb/s，大节点数为62个，采用光纤通信时大距离为30千米。
　　　在各个节点，PLC主站的控制任务具有相对独立性，但又需要与其它主控站任务联系。选用数据链接和报文服务方式来实现PLC间的通信。
3.23设备层
　　　本系统在初沉泵房与分控站之间少量的采用了Composbus/D的现场总线，构成了远程I/O系统。Composbus/D采用公开的DeviceNet总线协议，通信速率为500kb/s、250kb/s、150kb/s可切换，无中继的通信距离为500m。现场仪表直接连到DeviceNet网络。
PLC的选择
　　　根据需要，四个主控站选择OMRON公司的CS1或CJ1系列。各现场控制站也采用了OMRON公司的CS1或CJ1系列。PLC的输入输出控制点均留有20℅以上的容量，为tigao抗干扰能力，PLC柜内装有隔离变压器。此外每个PLC都连接了一台图形方式的人机交互触摸屏，便于工人在现场对设备进行操作。

4 上位机管理控制系统
　　　中央控制室的上位计算机和现场控制站组成了一个环形光纤网络系统，它负责监控全场污水处理过程和设备运行状况。上位机可以调用各现场站的全部运行信息，在中央控制室可以控制现场主要设备的停止和启动。
　　　上位计算机管理控制系统设置工程师站和操作站，工程师站的专用计算机以流行的SCADA软件作为系统控制软件，内部集成VBA，可离线或对整个监控系统进行组态和参数修改等来实现对工业控制系统的检测和控制。能体现良好的通用性、灵活性、开放性、可靠性和高性价比。系统采用了图形用户界面（GUI）为操作人员和系统开发人员提供监视环境。在这个环境可以实现数据采集、数据处理、状态监视、远程控制、报警、数据登陆和生成报表等基本功能。另外工程师站可以安装PLC编程软件，通过网络通信，程序可以方便地通过控制网络Controller bbbb网络分别下载到制定地现场控制站PLC，以便在调试过程中随时修改程序。操作员可以通过操作站的计算机实时监视全厂工艺参数变化、设备运行、故障发生等情况，并进行多种模式操作，同时负责日常报表打印、事故打印和数据记录等。

5 结束语
　　　本信息网络在实际运行过程中基本上没有出现大的故障，在满足检测和控制功能的基础上实现了数据监控、信息共享和数据库的管理。tigao了自动管理水平和经济效益。实现了管理和控制的一体化，取得了期望的结果。