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基于S7 -200 PLC与PC研究与建设实施分布式控制系统 摘要 为了解决由多台plc s7-200和pc组成的分布式计算机系统中数据传输速度慢和实时控制薄弱的问题，我们研究了它们的通信模式和RS-485通信协议。个人电脑和多台plc建立起分布式应用系统通过串行端口使RS232变成RS485。PLC以自由口模式，自定义命令字和数据包格式接收来自PC机的命令和数据，以实现快速的数据通信。实际应用证明，这种分布式应用系统是可行的，实时控制和数据传输是优秀的，也是可靠的。 关键字：控制系统 分布式 编程控制器 自由口模式 中断 一 简介 S7-200plc支持多个传输协议，其中包括点对点协议、包括点对点接口协议（PPI），多点接口协议（MPI）和自由港模式。当建立一个分布式控制系统，一个最简单的方法较常用的是要扩大PC接口卡CP5611，采用总线结构，就可以与多台PLC连接，每个PLC应用与个人电脑交换数据通过OPC接口。开始，我们还利用这种结构设计我们的研究和石油工程实训系统，其系统结构如图1所示。 图一 基于CP5611系统结构 经过调试发现，当个人电脑将数据传输到单个PLC，实时表现非常出色，但随着来越多的PLC，实 时的表现非常差，不足以满足系统要求。分析其原因，应该就是在OPC交换站之间2有超过一个寻求站限制了系统的数据传输速度。由于OPC是不是开放源码的系统，为提高系统的实时性，只能是避免使用OPC。 二 基于RS-232的系统构架 在S7-200的cpu模块中有0和1两个端口。它们是用于RS- 485电气特性。数据信号采用差分的RS-485协议也被称为平衡传输，传输过程中它使用了双绞线对，第一行这是作为一个定义，而其他被定义为B，如图2所示。 图二RS- 485收发器原理 通常在发报机A和B两端的正极电压为2-6V，这是一个逻辑状态，负极则是一个电压为-2~-66的一个逻辑状态。在RS-485的设备中有两个控制信号“RE”和：“DE”，它们用来控制收发器和传送线的连接和切断。当接收到奥允许信号RE时，它表示可以接收数据信息。如果没收到RE信号，则接收器和传送线之间是高阻态，两者之间的连接就要断开。当允许发送信号有效时，表明发送机可以发送信号。如果发送信号无效，则发送机和传送线间的联系就要断开。发送和接收两者通过平衡双绞线对A-A，B-B两端的电压信号工作。如果A-B端得电压大于200mV，则输出为高电平。反之，如果电压小于-200mV，则输出为低电平。在接收器的接收平衡线上的分布电压一般为6V-200MV。如图三所示。 我们定义若B端电压大于A端电压为1（即高电平），A端电压大于B端电压为0（即低电平）。A和B之间的电压不小于200mV。 图三 RS-485的传送电压等级 RS-485和RS-232使用同样的通信协议。 基于以上的分析，在我们的系统中，为了避免OPC带来的障碍，根据PC的RS-232通讯口，PLC已经通过RS-232到RS-485的转换组件连接到PC的RS-230部件上。到此，一个以PC串口模块为基础的分布式系统已经建立。如图四所示。 图四 连接器端子连接 在这个系统中，232到485的部件是232-485，通信电缆由西门子公司提供。其连线的方式如图五所示。 图五 基于pc串行通信接口的系统原理 其中，24V是用来提供模块到电缆的额电源。A和B能依次加入到PLC的通讯口。 三 软件设计 在系统中，PC是总的控制站。它的通信协议是RS-232。因此，各台PLC应该是由的模式运行。在这种情况先，我们需要自己编写一个通信的程序。 A数据传输协议 在这个系统中，每一台PLC都是通过中断的模式来接收来自主站的命令和数据。它的传输协议如下： PC发送命令：选择PLC，它的命令字符格式如下 PC传输数据：只有被选中的PLC能接受数据，在接收后发送同意的信号。它的数据格式如下： B. PC通信程序的编写 电脑首先初始化与合同字符格式和波特率按照串行端口，然后发送命令字的格式中选择一个PLC的命令字，然后将数据按商定数量的字节，并读取数据，在约定的数量字节。这样，它完成与PLC传输数据。然后，发送新的命令字来选择下一个PLC和周期。 C PLC通信程序的编写 为了是系统及时和可靠的响应，PLC采用中断的方式来接收命令和数据。因此，PLC点对点通讯方案包括三个部分： (1) 端口的初始化 在端口的初始化中，需要专门的存储位置。 (a)特别存储器位SMB30是用来配置波特利率平价和对通讯数据端口0。该字节描述如下： 其中PP（SMB30.7，SMB30.6）代表奇数和偶数的选择。 =00或者10表示无