4.5 S7-200用于集散控制系统.docVIP

4.5 S7-200用于集散控制系统 1.关于集散控制系统 在现代化大规模控制系统中，集散控制有其特有的优越性。一般说来集散控制系统可以分为三层。顶层为管理层，其任务是实现对整个系统的管理工作。中间层为集中监控层，其任务是实现整个系统的监视、控制、调度等工作。底层是分散执行层，其任务是完成局部的控制工作。实际应用中，也可以把顶层和中间层合并为一层，称为监控管理层。底层为控制执行层。PLC集散控制系统是指用PLC承担控制工程的底层控制任务的控制系统。PLC集散控制系统在集散控制系统中有其突出的优点。这就是系统抗干扰性强、可靠性高、稳定性好、故障率低。因此PLC集散控制系统被广泛地应用。 集散控制系统要解决一个最突出的问题是通讯问题。管理层要把管理决策、控制任务、控制参数和调度命令通过通讯电缆传送给控制层。控制层也要通过通讯电缆把控制过程的参数、控制的进程和控制的数据传送给管理层。保障通讯的正常运行对集散控制系统尤为重要。下面以具有监控管理层和控制执行层的两层集散系统为例，说明S7-200在集散控制中的通讯设计。 2.由PLC-PLC网络构成的集散控制系统 由PLC-PLC网络构成的集散控制系统是指管理层的计算机和执行层的计算机均由PLC组成。这样的系统可以采用同一系列的PLC组成。网络上的各结点机型一致，联接方便。由于均采用PLC，使得整个系统的可靠性、稳定性提高。网络的安装和维护也十分方便。 例4-5-1：图4-5-1给出了由4台SIMATIC S7-224 CPU构成的PLC=PLC网络。工作站0为主工作站（Master）。工作站l、工作站2和工作站3为从工作站（Slave）。主工作站轮流发送四个字节的输出数据到每个从工作站。随之每个从工作站响应产生四个字节的输入数据。采用自由通信口模式（Freeport Mode）进行数据的传输。 （l）硬件要求 本控制系统要求有四台PLC。现选S7-224 PLC四台，其中一台作为主工作站0、另外三台分别为从工作站l、从工作站2和从工作站3。准备一根9芯电缆连接线和网络连接器。一台编程器或装有S7-200编程软件的微计算机。 （2）主工作站程序结构 本程序中共有l个主程序OB1、l个子程序SBR0和7个中断程序。 ·OBl的主要功能是调用SBR0和执行通讯以外的任务。限于篇幅，本文只考虑通讯程序的设计。 ·SBR0的主要功能是初始化自由通讯口，发送数据，处理指针。 启动发送定时中断程序INT1和发送完成中断程序INT10。 ·INT0的主要功能是禁止接收中断和接收定时中断，修整指针，发送数据。待全部发送完毕置结束标志。启动发送定时中断程序INT1和发送完成中断程序INT10。 ·INTl的主要功能是禁止发送结束中断和定时中断，置PLC为STOP方式。 ·INTl0的主要功能是禁止发送结束中断和定时中断。 启动接收定时中断程序INT0和接收数据中断程序INT11。 ·INT11的主要功能是接收从站地址，验证从站地址。 启动接收数据字节中断程序INT12。 ·INT12的主要功能是接收从站返回的4个字节的数据。 启动接收数据中断程序INT13。 ·INTl3的主要功能是接收FCS码，验证FCS码。把接收到的数据传送到输入缓冲区； 启动定时中断程序INT0。 ·INTl4的主要功能是重新启动定时中断程序INT0 （3）通讯格式 ·传输数据格式为；偶校验、每个字符占8位（bit）、传送速率为9600波特 ·传输信息格式为；B0 B1 B2 B3 FCS （4）内存分配 ·在PLC网络通讯中，主工作站的站号为0。从工作站的站号要从l开始，2、3 。通讯中，主工作站要从l号从站开始，然后2号、3号。因而，从工作站的数目必须提供给主工作站，存于主工作站的VB0单元。 从工作站也将自身站号（地址）存于从站的VB0中。 ·在整个网络通讯过程中，主工作站必须轮流发送四个字节的输出数据到每个从工作站，随之每个从工作站必须响应产生四个字节的输入数据返回到主工作站。为此主工作站要留有两个数据存储区，一个作为远程输入（输入缓冲区），另一个作为远程输出（输出缓冲区）。主工作站的缓冲区分配如表4-5-1。 表4-5-1 工作站 工作站1 工作站2 工作站3 输入缓冲区 VB500 字节0 VB504 字节0 VB508 字节0 VB501 字节1 VB505 字节1 VB509 字节1 VB502 字节2 VB506 字节2 VB510 字节2 VB503 字节3 VB507 字节3 VB511 字节3 输出缓冲区 VB540 字节0 VB544 字节0 VB548 字节0 VB541 字节1 V