下位机通讯方式 - 基于VB6.0的S7-200 PLC与计算机的通讯设计

(2) 下位机通讯方式

　　为了在计算机中实时显示plc运行状况及传感器的实时数据，就需要plc主动发送信息。为此，本文通过“定时中断”使plc周期地向计算机发送数据。具体方法是在定时中断事件里，使用plc自带的发送指令xmt发送数据，定时中断的时间设置(1ms～255ms)即为发送周期。

　　s7-200系列的PLC接收指令有两种方法：第一种方法是使用plc自带的rcv指令来接收计算机数据;第二种方法采用plc提供的“接收字符中断”方式，将smb2(自由口接收字符缓冲区)定义指针，使用指针接收数据。在这两种方法中，第二种方法更加灵活，因此在本文中，plc在接收信息时采用指针接收数据。即在plc接收数据时，每次接收m个字节，仅在第一个字节进入smb2时定义指针，并将该字节写入指针所指向的变量存储字节;第二个字节进入smb2时，指针指向下一个变量存储字节，并把第二个字节写入……最后一个字节进入smb2时，指针指向下一个变量存储字节，把第m个字节写入。若数据接收完成，则清空用于计数的变量存储字节，等待下次接收数据，至此完成一次数据接收。本文中在接收字符中断里使用指针接收2个字节：

　　

 

　　3 数据存储

　　vb6.0可将数据存储在多种数据库中(如access、excel等)。考虑到excel简单实用且应用广泛，通过设置excel的宏属性，就可将实时数据保存在创建的excel文件中，并可方便的查看历史数据。

　　本文通过vb6.0链接一个指定的excel文件，在vb程序里定时器的触发事件将数据存储至excel文件，存储方法如下：

　　k=k+1

　　xlsheet.cells(k,r) = v`数据v写入excel第r列，随着时间k的增加依次逐行存储。

　　为了建立vb6.0与指定excel文件的链接，需要对链接的双方分别进行设置。首先建立并指定一个excel文件,命名为“g”，存储路径为“d:g”，通过设置该文件宏属性，可建立excel向vb6.0的链接。exel中的宏属性设置设置为：

　　

 

　　在vb6.0向excel链接时，考虑到数据快速地写入excel，为避免误操作引起excel运行终止，本文在打开exel时设置excel不可见，当数据存储完毕后，设置excel可见。

　　(1) 打开exel(链接到指定的exel文件)

　　

 

　　(2) 关闭exel

　　xlapp.visible = true `设置excel可见

　　set xlapp = nothing `释放excel对象

　　4 运行实例

　　为了验证本设计在实际应用中的有效性，本文利用实验室现有设备，在cpu222的扩展模块em235中接入2个位移传感器，设计了一套简单实用的人机界面。在界面中，计算机实时的显示两个位移传感器的数据及其曲线图，并能将数据自动存储至指定excel文件中;在界面中可以显示plc的数字量输入、输出状态及模拟量的实时变化曲线;通过“启动”、“停止”按钮可以直接控制plc的各输出点。

　　设置plc以200ms为周期每次发送9个字节，将传感器1的数据存入vw2(发送vb2和vb3)，传感器2的数据存入vw4(发送vb4和vb5),i0.0～i0.7的状态字节ib0存入vb6，i1.0～i1.7的状态字节ib1存入vb7，q0.0～q0.7的状态字节qb0存入vb8，q1.0～q1.7的状态字节qb1存入vb9，m0.0～m0.7的状态位mb0存入vb10。

　　计算机每次发送2个字节，第一个字节写入变量存储字节vb100中，并将vb100的数据赋值给qb0，进而实现点击“启动”/“停止”按钮控制q0.0～q0.7;第二个字节写入变量存储位vb101，该字节通过比较指令中的“字节等于”连接发送指令xmt，实现界面中点击“开始监控”(字节等于1)时plc开始发送数据，点击“停止监控”(字节等于0)时plc停止发送数据。

　　为了实现计算机直接控制plc的数字量输出，本设计在界面中使用8对“启动”/“停止”控制按钮，其中任何一个控制按钮的点击都是一次计算机向plc的数据写入。在qb0中该字节对应的8个位控制plc的8个数字量输出点(q0.0～q0.7)，故这里通过定义一个数组q(0 to 7)，数组中的8个元素分别对应qb0中的8个输出点，每次点击界面中控制按钮都是向对应元素的赋值,并将8个元素的赋值求和，求和的结果即为写入qb0的内容。其中每个“启动”按钮的赋值为对应元素的十进制数值，任何“停止”按钮的赋值都为0。

　　下面是人机界面运行中的截图，界面中的图表横坐标单位是“s”，纵坐标单位是“mm”，图表刷新周期为1秒，数据存储至excel文件的周期是200ms。开始监控后，使用两个量程为100mm的位移传感器，用手动方式移动传感器的检测部位，在数据存储过程中，excel文件不可见，停止数据存储后，自动弹出excel文件。在图2、图3中，a列和b列分别表示位移传感器1(黑色曲线)和位移传感器2(红色曲线)的历史数据。

　　

 

　　图3 exel中的数据生成图表

　　5 结束语

　　本文应用s7-200plc的自由口通讯协议，以计算机为上位机，plc为下位机，基于vb6.0设计了一套简单实用且易于实现的监控界面。通过mscomm控件建立与下位机plc的通讯，较好地实现了数字量和模拟量读写、存储及模拟量趋势曲线绘制。实验表明该监控系统能准确地监控各类数字量(如q,i,m)信息，自动绘制模拟量变化的实时曲线并存储相应的模拟量数据。

　　本文设计的通讯方法简单实用且易于功能扩展，可以plc在中小场合的应用，为plc控制系统信息化、智能化发展提供了可行的探索路径。