摘 要：本文在介紹西門子公司的S7-200系列的可編程控制器，以及上位機監控軟件“組態王”軟件的基礎上，根據轉轍機測試臺微機監控系統的要求，提出一種用VB6.0實現組態王軟件實時監控西門子系列PLC的方法。 關鍵詞：組態王;可編程控制器;動態數據交換 [b][align=center]The Control System of Point Switch Based on PLC and Kingview Software JING Wei，WANG Peng, WU Wei[/align][/b] Abstract: According to requirement of the control system of Port Switch, one method of the Kingview software system of real time control of PLC by VB6.0 is brought forward, based on introduction of PLC of S7-200 serial of SIEMENS and Kingview software. Keywords: Kingview;programmable logic control（PLC）;dynamic data exchange（DDE） 1 引言 　　工業自動化通用組態軟件-組態王軟件系統與最終工程人員使用的具體的PLC或現場部件無關。對于不同的硬件設施，只需為組態王配置相應的通訊驅動程序即可。組態王支持的硬件設備包括：可編程控制器（PLC）、智能模塊、板卡、智能儀表、變頻器等等。 　　PLC以卓越的可靠性和方便的可編程性廣泛應用于工業控制領域[1]。實現PC機和PLC通訊的目的是為了向用戶提供諸如工藝流程圖顯示、動態數據畫面顯示、報表顯示、窗口技術等多種功能，為PLC提供良好的人機界面。 　　本工程采用西門子公司的S7-200系列的可編程控制器[2]，及上位工控機組成控制系統。上位機監控軟件采用北京亞控科技發展有限公司的6.5“組態王”組態軟件，實現對轉轍機測試臺的過程監控及數據處理。 2 系統簡介 　　轉轍機是鐵路上常見的用于控制火車前進方向的設備。轉轍機活動桿的伸出或者縮回決定火車不同的前進方向。 　　轉轍機實時監控系統以組態王為主要運行畫面，首先在組態王界面上對被監控系統的參數進行設置，然后起動被測的轉轍機測試臺，在組態王的界面上可以動態顯示下位機的運行狀態以及完成對多種電動直流轉轍機各項電器性能指標的測試，如工作電流、工作電壓、摩擦電流（故障電流）、轉換力及轉換時間（動作時間）等。由于組態王只提供這類西門子可編程控制器PLC的驅動程序，沒有提供其通訊協議，因此，在功能并不很強大的組態王內部直接開發可編程控制器PLC的通訊協議是有較大難度的。一般采用的方法是：利用Visual Basic提供的串行通訊功能[3]、[4]，實現與可編程控制器PLC之間的通訊，再利用VB的DDE功能完成組態王與Visual Basic之間的動態數據交換。這樣就把從可編程控制器PLC采集到的外部信號通過Visual Basic間接動態的顯示在組態王界面上。其系統結構如圖1所示。 3 VB與可編程控制器PLC之間串行通訊的實現 　　帶異步通訊適配器的PC機與PLC只有滿足如下條件，才能互聯通信[5]：帶有異步通訊接口的PLC才能與帶異步通訊適配器的PC機互聯;雙方采用的總線標準一致，否則要通過“總線標準變換單元”變換之后才能互聯;雙方的初始化、波特率、數據位數、停止位數、奇偶效驗都相同。只有在對PLC的通訊協議分析清楚的情況下，嚴格的按照協議的規定及幀格式來編寫PC機的通訊程序。PLC中配有通訊機制，一般不需要用戶編程。 　　PC機與西門子系列PLC不能直接連接，要通過一條PC/PPI電纜進行RS232/RS485的變換，圖2表示了它們之間的連接關系。 　　3.1可編程控制器PLC的通訊協議 　　設定可編程控制器PLC的通訊協議是通過對其自由端口的初始化來完成的。在自由端口模式下，通訊協議完全由梯形圖控制。只有CPU處于RUN模式時，才能進行自由端口通訊。SMB30（用于端口0）和SMB31（用于端口1）用于選擇波特率、奇偶校驗和數據位數。自由端口的控制字節描述如下： 　　BBB 自由口波特率 　　000= 38400波特 100= 2400波特 　　001= 19200波特 101= 1200波特 　　010= 9600波特 110= 600波特 　　011= 4800波特 111= 300波特 　　PP 奇偶選擇 MM 協議選擇 　　00= 無奇偶校驗 00= 點到點協議（PPI/從站模式） 　　01= 偶校驗 01= 自由口協議 　　10= 無奇偶校驗 10= PPI/主站模式 　　D 每個字符的數據位 　　0= 每個字符8位 1= 每個字符7位 　　這里選擇的是SMB30（用于端口0），設置的字節為9（0 0001 001H），即：該協議為自由口協議，自由口波特率為9600，無奇偶校驗，每個字符的數據位為8位。 　　發送 發送指令（XMT）激活發送數據緩沖區（TBL）中的數據。數據緩沖區的第一個數據指明了要發送的字節數。PORT指定了用于發送的端口。 　　XMT指令發送一個或多個字符，最多有255個字節的緩沖區。如果有一個中斷程序連接到發送結束事件上，在發完緩沖區中的最后一個字符時，則會產生一個中斷 （對端口0為中斷事件9，對端口1為中斷事件26）。XMT指令可以監視發送完成狀態位SM4.5或SM4.6的變化，而不是用中斷進行發送。 　　接收 接收指令（RCV）激活初始化或結束接收信息的服務。通過指定端口（PORT）接收的信息存儲于數據緩沖區（TBL）。數據緩沖區的第一個數據指明了接收的字節數。RCV指令接收一個或多個字符，最多有255個字符，這些字符存儲在緩沖區中。如果有一個中斷程序連接到接收完成事件上，在接收到緩沖區中的最后一個字符時，則會產生一個中斷（對端口0為中斷事件23，對端口1為中斷事件24）。可以監視SMB86或SMB186狀態的變化，而不是用中斷進行信息接收。 　　本程序展示了接收和發送的使用，它將接收一串字符，直到接收到回車符，信息又發回到發送方。 　　MAIN: 　　LD SM0.1 　　MOVB 16#9, SMB30 //選擇9600波特率，8位數據，無校驗 　　MOVB 16#B0, SMB87 //初始化RCV信息控制信息 　　MOVB 16#0A, SMB89 //設定信息結束為回車符 　　MOVW 5, SMW90 //設置空閑超時為5ms 　　MOVB 100, SMB94 //最大字符數為100 　　ATCH 0, 23 //接收完成事件連接到中斷 　　ATCH 1, 9 //發送完成事件連接到中斷 　　ENI //允許中斷 　　RCV VB100, 0 //接收信箱緩沖區指向VB100 　　INT_0: INT_1: 　　LDB= SMB86, 16#20 LD SM0.0 　　MOVB 10, SMB34 DTCH 10 　　ATCH 2, 10 XMT VB100, 0 　　CRETI INT_2: 　　NOT LD SM0.0 　　RCV VB100, 0 RCV VB100, 0 　　3.2 VB的通訊協議 　　在VB中MSComm控件可以采用輪詢或事件驅動的方法從端口獲取數據[6]。這里采用的是事件驅動的方法。這種方法就是在一個事件發生的時候，讓程序自動的跳到一段程序。該控件的Oncomm事件執行這個功能。Oncomm程序負責對諸如在串口的硬件中斷或者一個軟件緩存的計數器到達了一個觸發值這樣的事件時做出反應。 　　在VB中放置一個TextBox控件。通過設定其Settings、CommPort、InputMode、Handshaking、PortOpen屬性來實現設定VB的通訊協議。這里設定Settings屬性為：9600，n，8，1，即：該協議的自由口波特率為9600，無奇偶校驗，每個字符的數據位為8位。 4 VB與組態王軟件數據交換的實現 　　VB與“組態王”之間通訊的實現主要是通過“組態王”提供的動態數據交換（DDE）來完成的。DDE是Windows平臺上的一個完整的通信協議，它使應用程序能彼此交換數據和發送指令。DDE過程可以比喻成兩個人的對話。提問的一方稱為“顧客”（Client），回答的一方稱為“服務器”（Server）。一個應用程序可以同時是“顧客”和“服務器”：當它向其他程序中請求數據時，它充當的是“顧客”;若有其他程序需要它提供數據，它又成了“服務器”。這里的關鍵是要實現的是“組態王”作為顧客程序從VB得到數據。 　　使VB成為“服務器”很簡單，只需在“組態王”中設置服務器程序的三個標識名（應用程序名、主題名、項目名），并把VB應用程序中提供數據的窗體的LinkMode屬性設置為1，不必在VB中增加任何程序。值得注意的是，將VB的FormTopic的屬性，設定成和在組態王中定義DDE設備時的“話題名”一樣;在組態王定義要顯示出指定的VB可執行文件中指定的TextBox控件的值。 5 結束語 　　當系統開始運行前，要求首先運行VB的可執行文件作為后臺運行程序，然后才能運行組態王系統。當可編程控制器PLC發送數據的時候，由VB接受到此數據，再通過組態王提供的DDE功能，將該數據顯示到組態王界面上。這樣，就把從可編程控制器PLC采集到的外部信號通過VB間接動態的顯示在組態王界面上。 　　該方法實現了組態王對西門子系列PLC的實時監控。經過測試可知，系統的實時響應速度能達到ms級，并且這種實現系統實時監控的方法可移植性強，對于監控其他類型的可編程控制器PLC或單片機也適用。 參考文獻： 　　[1]齊從謙, 王士蘭編. PLC技術及應用[M]. 北京：機械工業出版社, 2000 　　[2]范逸之, 陳立元, 孫德萱等. 利用Visual Basic實現串并行通信技術[M].北京：清華大學出版社, 2001 　　[3]楊勇. 用VB6.0實現PLC與上位計算機的串行通信[J]. 微計算機信息, 2005, 10-1: 56-59. 　　[4] Jan Axelson著. 串行端口大全[M]. 精英科技譯. 北京：中國電力出版社, 2001 　　[5] （美） 麥凱爾維, 馬丁森. Visual Basic 5開發使用手冊[M]. 楊繼平譯. 北京：機械工業出版社, 1997 　　[6]西門子有限公司. 西門子SIMATIC S7-200可編程序控制器系統手冊[M]. 2000