西门子模块6ES7221-1BH22-0XA8产品型号

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1 引言

　　PLC是专为工业控制而设计的专用计算机，其体积小，具有高可靠性和很强的抗干扰能力，因而在工业控制中得到了广泛的使用。随着工业的自动化程度的提高，对PLC的应用提出了更高的要求：更快的处理速度，更高的可靠性，控制与管理功能一体化。控制与管理一体化也就是将计算机信息处理技术，网络通信技术应用于PLC，使PLC用于下位分散控制，用计算机提供图形显示界面，同时对下位机进行监控。本文讨论的是上位计算机与欧姆龙CPM2A型PLC的通信与监控设计。

2 通信协议

2.1 CPM2A 的通信链接方式

　　CPM2A有三种通信联系方式：上位链接系统、同位链接系统、ComPoBus通信系统。工厂自动化系统中常把三种系统复合起来一起使用来实现工厂自动化系统要求的多级功能。复合型PLC网络中，上位链接系统处于高位，负责整个系统的监控优化。

　　上位机与CMP2A的通信有两种方式：上位机命令与PLC通信命令。上位机命令方式上位机处于主动,命令由上位机发往PLC。采用上位机命令方式能方便的实现上位机对PLC的监控。上位机与CPM2A采用RS-232端口进行通信，串口接线如图1所示。

图1 CPM2A与上位机的链接

2.2 CPM2A的上位通信协议

　　CPM2A的数据是以帧的格式发送的，当通信命令小于一帧时，发送格式如图2所示。其中正文多122个字符。当命令块内容大于一帧时，由起始帧、中间帧、及结果帧组成。起始帧多131个字符，中间帧及结束帧多128个字符。起始帧由设备号、命令码、正文、 FCS、和分界符构成。中间帧有正文、FCS、分界符组成。结束帧由正文FCS、结束符组成。上位机每发送完一帧，在收到PLC发回的分界符后再发送下一帧。

图2 CPM2A 通信时命令块的格式

　　命令块中的校验码FCS是8位二进制数转换成的2位ASCⅡ字符。这8位数据是将一帧数据中校验码前的所有字符的ASCⅡ码位按连续异或的结果。转换成字符时，按照2位十六进制数转换成对应的数字字符。

　　PLC接收到上位机发送的命令帧后，自动产生响应块，响应块的格式与图2格式类似，只是在命令码后面多了两位的响应码，响应码表示了上位机命令的出错信息。响应码00表示PLC正常完成上位机命令。

3 PLC命令的编写

　　在CPM2A的上位链接系统中，PLC接收指令并被动地给上位机返回响应块。所以作为下位机的PLC不需要编写通信程序。

　　上位机与PLC的通信不能改变PLC的输入状态。为了通过上位机改变PLC的输出，在编写下位机的程序时就要利用PLC的工作位，通过上位机改变工作位的状态来改变PLC的输出，从而达到上位机对PLC输出的控制。

　　如图3所示，在梯形图中加入了工作位3.00，4.00。系统正常工作时3.00，4.00置OFF，当需要实现上位机控制时，把3.00置ON，使PLC的输入端0.00失效，通过工作位4.00的通断来控制系统的输出。

图3 实现上位机监控的PLC编程

4 编写上位机通信程序

　　在上位链接系统中，通信一般都是由上位机发起的，按PLC标准通信进行连接。上位机给PLC发送操作指令，PLC按照指令执行相应的操作，同时给上位机返回数据。串口通信流程如下图。

图4 通信流程图

4.1 编写上位通信程序

　　编写通信程序可以采用语言或者汇编语言，下面给出的例子是用Delphi编写的上位机与CPM2A型PLC通信程序.通信采用标准通信模式。通信界面如图5。

图5 通信界面

//程序初始化:

procedure Tbbbb1.Init_PLC（nPort:integer）;

begin

if MSComm.PortOpen then

MSComm.PortOpen:=False;

MSComm.Commport:=nPort;

//通信端口选择

MSComm.Settings:=‘9600,e,7,1‘;

//1位起始位，7位数据位，偶效验，2位停止位，9600bps

MSComm.PortOpen:=True;//打开串口

end;

//FCS校验

function FCS（s:bbbbbb）:variant;

vari,len,tmpVar:integer;

DataCheck:byte;

f1,f2:byte;

begin

f1:=0;

f2:=0;

DataCheck:=0;

len:=length（s）;

tmpVar:=0;

for i:=1 to len do

begin

DataCheck:=ord（DataCheck） xor ord（s[i>）;

end;

f1:=DataCheck and $0f;

f2:=DataCheck and $f0;

f2:=f2 shr 4;

result:=inttostr（f2）+inttostr（f1）;

end;

// 调用MSComm控件实现PLC通信

procedure Tbbbb1.HandShake_PLC;

var

tmpByte1,tmpByte2:char;

tmpVar:bbbbbb;

s:bbbbbb;

begin

Init_PLC（1）;

&nbs
p; s:=Edit1.text;

tmpVar:=s+inttostr（FCS（s））+‘＊‘+chr（13）;

MSComm.RThreshold:=0;

MSComm.Output:=tmpVar;

//向串口输出数据

sleep（1000）;// 延时

tmpVar:=MSComm.bbbbb;

//从串口读取数据

tmpByte1:=tmpVar[5>;

tmpByte2:=tmpVar[6>;

if tmpByte1=chr（48）& tmpByte2:=chr（48）;

//校验码等于00,PLC正常完成操作

then

begin

Showmessage（‘发送的数据正确‘）;

else

Showmessage（‘发送的数据有问题‘）;

//end;

end;

4.2 实现上位机对PLC的监控

　　编写通信程序建立了上位机与PLC的连接.在PLC的任何工作方式下都可以通过”读”指令读取PLC的状态.从而对PLC进行监视.只有当PLC的工作方式为监视的情况下才可以通过上位机对PLC进行控制.所以在需要上位机实施控制的系统里面PLC都必须设置为监视工作方式.

　　上位机只需要设置PLC的相应工作位就可以实现对PLC的控制.下图为PLC上位机控制过程。图a表示PLC 正常工作时输出由输入0.00控制，当需要把PLC的控制转由上位机控制时，只需要通过向PLC输入@00RR00030001，置3.00为ON，切断0.00的通路，这样输出10.00就转由4.00控制，当输入@00WR00040001时,4.00为ON,输出位10.00产生输出。

（a） PLC正常工作

（b）上位机控制

图6 PLC的上位机控制

5 结束语

　　本文探讨了实现PLC的上位链接系统通信的方法，以及要实现上位机对下PLC控制的PLC编程。通过上位机对PLC的监视与控制，可用方便的实现工厂生产过程的自动化监控。

新开发模块1

蓝牙转接器——VB-BT232

只要你的手机具备JAVA和蓝牙功能，就可以通过它来操控PLC，新的技术，方便的应用。

将PLCmate软件安装到手机中，就可以无线上下载程序、监看PLC内部资源，甚至可以编辑程序。到现场再也不用携带电脑、下载线，只要一个模块再加上一台人人在用的手机，就可以轻松解决调试问题。

此外，也可以使用电脑通过蓝牙功能无线连接PLC， 在一些不便连接线路的场合，可以很方便的解决通讯问题。

新开发模块2

Ethernet通讯模组——VB-ENET

以太网信号接入模块，有了它，可以直接接入网线和PLC进行通讯、下载、监控和编辑程序。

同时，它也是以太网—RS485信号转换器，可以不接入PLC单独使用，支持TCP、UDP、DHCP、ICMP 、TCP/IP等多种网络协议。

从此，丰炜PLC的通讯彻底上升到以太网级别。

新开发主机

差分输入/输出型主机——VB1-28ML-D

接入或输出信号时，可以有效的规避干扰，提高准确度和精度，远胜于“脉冲+方向”模式。

可以配合光栅尺、磁性尺等高端定位设备使用，拓展了丰炜PLC的应用范围，提高了产品适应性。

新增指令

1、VB1系列PLC新增“中断一段速指令DVIT”

该指令适用于套色印刷等需要抓色标停止的工艺，其动作原理是该指令启动后控制电机以一定频率运转，直到有色标等中断信号输入，该指令立即控制电机再走设定长度的距离后停机，该指令以中断方式执行，可以保证在每次色标信号输入后电机停止的位置相同，保证套色印刷等工艺的精度。

2、VB1系列PLC新增直线插补指令

直线补间相对位置定位指令（LIR）和直线补间位置定位指令（LIA）

该两条指令即直线插补指令，多用于各种数控机床，其控制两轴如XY轴，通过该指令可以控制XY轴电机，在XY平面上，走出一条设定的直线轨迹。该两条指令一个是相对位置的、一个是位置的，工作原理都是一样的。

在竞争日益激烈的全球制造业环境下，制造商一直不断地追求更高的生产率和投入产出，而PLC在这些快速发展行业的工厂自动化中扮演了非常重要的角色——如何选择一款高价值的PLC，以服务于过程控制、批处理、运动和传动控制、无线电遥控以至实现全厂的综合自动化?

　　的工业自动化品牌台达电子集团，给出了灵活强大、快捷高效的ES2系列PLC作为明确答案——这将为满足不同市场的客户需求，提升客户竞争优势提供显著帮助。

　　台达ES2系列PLC整体性能强大，扩展灵活性是它的重要特点：根据应用的规模不断扩展，不仅可以通过增加输入输出卡件增加点数，通过扩展单元扩大容量和功能，也可以通过多台PLC的通讯来扩大容量和功能。该产品还拥有达16K的超大程序容量，具有高速运算、轻松联网、jingque控制的特点，还可根据用户的设备工艺需求灵活配置选型，能为用户全力提升设备效能。

　　▲ 灵活选型

　　主机点数：16 / 24 / 32 / 40 / 60，大可扩展到272点。

　　▲ 超大程序容量

　　程序容量达16K，满足用户对大程序容量的需求。

　　▲ 高速运算

　　基本指令执行速度0.54µS，程序处理迅速，系统动作响应快、信号侦测准确。

　　▲ 快捷扩展

　　多可扩展8台模拟量模块（16bit），EX主机自带模拟量（4AI/2AO），快捷采集或输出高精度的模拟量信号。

　　▲ 轻松联网

　　内置3个通讯端口（1个RS232、2个RS485），且均支持Master功能，构架更强大更高效的系统方案。

　　▲ jingque控制

　　2点（路）高速脉冲输入（100kHz）和2点（路）高速脉冲输出（100kHz），jingque侦测高频脉冲信号或输出高频脉冲。

　　国际ARC咨询机构调查显示，预计未几年全球PLC市场总值将以每年7.3%的年复合增长率（CAGR）增长，到2011年将接近120亿美元。PLC的未来发展除了产品本身的发展，更大程序取决于用户和市场的发展。对此，台达电子集团会一如既往的贴近客户，针对客户需求，提供创新的、高可靠、高稳定性的产品!

关于台达电子集团

　　台达电子创立于1971年，发展至今已成为全球大ODM电源供货商及直流风扇、消费性电子零组件、视讯、通讯网络与工业自动化等领域的主要供货商。2008年，集团营收突破五十三亿美元。

　　台达以“环保、节能、爱地球”为经营使命，致力于提升产品效率及开发替代能源产品，并落实产品绿色设计、生产的理念。自2006年起新建的全球厂办均采用绿建筑理念，台达台南厂，是台湾座获得“黄金级”绿建筑标章认证的厂办建筑，比普通建筑节省30%的能源与40%的水资源。

　　在工业自动化领域，台达凭借在电力电子及控制技术方面累积的经验，自1995年开始生产变频器以来，产品线不断扩张，至今已拥有驱动、控制、运动三大类系列齐全、先进可靠的自动化产品，并在以无穷的创新力，促使世界自动化科技不断进步。

关于中达电通

　　中达电通股份有限公司1992年成立于上海，是国际跨国巨头——台达电子集团的子公司，肩负母公司“环保、节能、爱地球”的使命，致力于将高效节能科技与应用工程的完美结合，为工业级用户提供优质、环保的动力能源、视讯显示、工业自动化集成方案及服务。

　　中达电通已通过ISO9001、ISO14001等国际认证，更率先执行欧盟RoHS指令，建立供货商评估体系，确保生产原物料都符合相关环保规范，为工业级用户提供优质、环保的科技产品。遍及全国的35个分支机构和服务网点，能及时响应客户需求，共创竞争优势。

　　在工业自动化领域，中达电通以优质的产品，深入了解行业工艺提供量身定制的整合方案及全球联保的服务，为广大行业客户交口称誉，客户领域遍及纺织、机床、印刷、包装、楼宇、机械等众多行业。