通信过程
采用Bland C编写主机与PLC的通信程序。首先必须对COM1口进行初始化,波特率为9600bps,奇偶校验位采用偶校验,七位有效数据。通信的初始化检测过程如图4所示。当计算机接收到来自PLC的应答字符ACK后,就可以进入数据通信了。通信的时序图如图5所示。
计算机可对PLC内各软设备进行读、写和强制ON/OFF操作。除开PLC的计时器和计数器的设定值采用常数时,以及文件寄存器内的数据,FX2系列PLC的所有开关量输入、输出以及各软件设备对计算机都是透明的。其操作时的多字符帧的格式如图3所示。但不同的操作在“多个字符”项内有所不同。例如,计算机对PLC的软设备Y20~Y37进行读操作,查装置地址表为00A2,读取2字节数据。其状态如图6(a)所示,主机发出的命令格式如图6(b)所示,PLC返回的信息如图6(c)所示。
如传送的命令有错误,PLC返回NAK信号,本次操作失败,重新进行。
为了保证主机与PLC的通信准确无误,上位机也必须按通信协议进行和校。如接收的信息有误,则重新读取。如重复3次仍不行,则显示错误信息。
使用C语言很容易实现以上编程。
主机还可向PLC写数据,进行单点的强近置位和复位。
对于运行在控制和实验室环境飞速下本方案运行可靠、价比高、体积小、但是对于通信距离长,环境恶劣的发问,需加光电隔离等措施。
用户希望能通过PLC在软技术上协助改善被控过程的生产能;需要PLC能与PC机更好地融合,以便于在PLC这一级就可加强信息处理能力。为顺应这些要求,CONTEC与三菱电机合作,推出专门装插在小Q系列PLC的机架上的PC机模块。该模块占2个插槽,实际上就是一台可在工厂现场环境正常运行、而且可通过PLC的内部总线与PLC的模块交换数据的PC机。其处理机芯片采用Intel的Celeron 400MHz主频,系统内存128MB,Cache 128K。支持外挂显示器(大分辨率1024×768,65,536色,显存2MB)。接口有:USB 1个,可扩至2个;以太网插口RJ45(10BASE-T/100BASE-TX0;串口RS 232C 1个,可扩至2个;并口可扩1个;鼠标、键盘口PS/2;外挂软盘驱动器口;外挂硬盘驱动器口;以及2个PC卡件(PCMCIA总线)。硬盘模块或固态盘可插装在PLC机架上。该模块可预装Windows NT 4.0或Windows 2000。支持的软件有:三菱综合FA软件MELSOFT(包括PLC编程软件:GX;FA数据处理、日常业务处理加速中间件:MX;人机界面画面设计编程软件:GT;运动控制设计编程维护软件:MT;以及过程控制设计编程维护软件:PX)。另外,还支持三菱FA用的通信中间件EZSocket。
所以将PC机模块与PLC的模块、过程控制模块或运动控制模块同时插在一个机架上,实际上就是将原来PLC要通过工厂自动化(FA)用PC机与管理计算机通信的三层结构(图1a),改为PLC系统可直接与生产管理用的计算机通信的两层结构(图1b)。这样一来,上报生产实绩,接受管理机的生产指示来得快捷方便。
PLC基础技术的进展
PLC的基础技术的进展,主要集中在两个基本方面:执行多任务和程序互换。
所谓执行多任务,就是在一个PLC系统中可同时装几个模块,每个模块都执行某一种任务,控制与其所执行任务相关的I/O模块的存取。其实,按照IEC 61131-3的概念,我们应该更确切地称之为通过多配置执行多任务。例如,三菱电机的小Q系列多可以在一个机架上插4个模块;富士电机的MICREX-SX系列多可以在一个机架上插6个模块。这些模块可以是专门用于逻辑控制、顺序控制的,也可以是运动控制用的,还可以是做过程控制用的,上述在Windows操作系统的环境下执行PC机任务的模块,也是供用户选择的一种选项。从某种意义上讲,这也是一种混合式的控制系统。
PLC的传统软件模型包括一个资源,运行一个任务,控制一个程序,且运行于一个封闭系统中。而在IEC 61131-3可编程控制器编程语言标准的软件模型中,在其上层把解决一个具体控制问题的完整的软件概括为一个“配置”。它专指一个特定类型的控制系统,包括硬件装置、处理资源、I/O通道的存贮地址和系统能力,等同于一个PLC系统的应用程序。在一个由多台PLC或由多个构成的PLC控制系统中,每一台PLC或每一个的应用程序就是一个独立的“配置”。在一个“配置”中可以定义一个或多个“资源”。可把“资源”看作能执行IEC程序的处理手段,它反映PLC的物理结构,在程序和PLC的物理I/O通道之间提供了一个接口。只有在装入“资源”后才能执行IEC程序。一般而言,通常资源放在PLC内,当然它也可以放在其它支持IEC程序执行的系统内。在一个“资源”内可以定义一个或多个任务。任务被配置后可以控制一组程序或功能块。这些程序和功能块可以是周期地执行,也可以由一个事件驱动予以执行。
由此可见,该软件模型足以映像各类实际系统:对于只有一个处理器的小型系统,其模型只有一个配置、一个资源和一个程序,与现在大多数PLC的情况完全相符。对于有多个模块插装在同一机架上的中、大型系统,每个模块被视作一个配置,可由一个或多个资源来描述,而一个资源则包括一个或多个程序。对于分散型系统,包含多个配置,而一个配置又包含多个处理器,每个处理器用一个资源描述,每个资源则包括一个或多个程序。
Fluke Networks CableIQ Gigabit Kit CIQ-GSV CIQ100 CIQ
Sumitomo Type-35 Fiber Fusion Splicer Type 35 w Cleaver
Fluke 196B ScopeMeter Oscilloscope Scope Meter 196
Fluke Networks 620 LAN Cable Meter Cat5 Coaxial Tester
Agilent HP MM Fiber SmartProbe WireScope 350 N2597A-030
Sunrise Telecom SDSL Module SSxDSL-7 SunSet MTT & xDSL
Agilent HP Sunrise CALAN Star 2010 SLMS CATV Analyzer
JDSU Acterna Wavetek SDA-4040D CATV SDA4040D SDA 4040D
Anritsu Site Master S331A Antenna SiteMaster S331
Fujikura FSM-20CS Fiber Fusion Splicer Cleaver FSM 20CS
Agilent FrameScope Pro N2620A N2620A-001 N2620A-031
Sumitomo Type-25e Fusion Splicer Type25e Type-25 Cleavr
Tektronix TekRanger2 TFS3031 SM Fiber TekRanger 2 OTDR
Trilithic Model Three XFTP Signal CATV Meter Model3 3
TTC T-BERD 307 DS1 / DS3 Communications Analyzer 307-1
Agilent FrameScope Pro N2620A N2620A-001 N2620A-031
Fluke FTK-100 MM Fiber Optic Test Kit FM130 FOS FT120
AFL Noyes MLP 1-2 MM Light Pack Fiber Loss Test Set PM
Fluke Microtest FiberLight FiberEye MM Test Kit Fiber
EXFO FLS-235B Pocket Pal Visual Fault Identifier VFL
Agilent HP E6000B OTDR w/ E6005A MM Fiber E6000 VFL
JDSU Acterna SmartClass VDSL Tester Smart Class
Noyes AFL VFS1 Video Fiber Optic Scope VFS 1 300X
Noyes VFI 1 Trouble Lite Visible Fault Identifier
Fluke OptiView Series III OPVS3 PRO OPVS3-GIG OPVS3-ATE
Fluke DSP-4300 Cat6 SM / MM Fiber Cable Tester DSP4300
Anritsu Site Master S251B Antenna SiteMaster S251 5/10A
Agilent WireScope PRO N2640A-100 Cat6 GIG N2647MM Fiber
Agilent Wirescope 350 Cat5e Cat6 Fiber Cable Certifier
GN Nettest CMA4000 SM MM Fiber OTDR CMA4456 VFL VFS1
Fujikura FSM-20CSII Fiber Fusion Splicer FSM Cleaver
Agilent WireScope PRO N2640A Cat6 GIG SM MM Fiber
GN Nettest Photon Kenetic PK7500 SM Fiber OTDR PM VFL
Anritsu MW9070A SM Fiber OTDR MW0972A MW9070 MW0972 VFL
Anritsu MW9070A SM MM Fiber OTDR MW0972A MW0973J VFL
NOYES M100-K-QUAD MM SM Fiber OTDR w/ VFL M100
Noyes M100 OTDR Fitel S121A Fusion Splicer M100-K-Quad
Furukawa Fitel S121A Fiber Fusion Splicer S121 Cleaver
Anritsu MW9070B SM Fiber Mini OTDR MW0972B MW9076B VFL
Agilent Wirescope 350 Cat5 Cat5e Cat6 Cable Certifier
Trilithic 860 DSP Cable Signal Meter CATV 860DSP
Sadelco DisplayMax Jr. 3000 Signal Level CATV Meter Jr