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S7-300
• 模块化微型 PLC 系统，满足中、小规模的性能要求
• 各种性能的模块可以非常好地满足和适应自动化控制任务
• 简单实用的分布式结构和多界面网络能力，应用十分灵活
• 操作方便，设计简单，不含风扇
• 任务增加时可顺利扩展
• 大量的集成功能，使它功能非常强劲
S7-300F
• 故障安全型自动化系统，可满足工厂日益增加的安全需求
• 基于 S7-300
• 可连接配有安全型模块的附加 ET 200S 和 ET 200M 分布式 I/O 站
• 通过采用 PROFIsafe 行规的 PROFIBUS DP 进行安全相关通信
• 标准模块另外也可用于非安全相关应用

S7-300自动化系统采用模块化设计。它拥有丰富的模块，且这些模块均可以独立地组合使用。
一个系统包含下列组件：
• CPU：
不同的 CPU 可用于不同的性能范围，包括具有集成 I/O 和对应功能的 CPU 以及具有集成 PROFIBUS DP、PROFINET 和点对点接口的 CPU。
• 用于数字量和模拟量输入/输出的信号模块 (SM)。
• 用于连接总线和点对点连接的通信处理器 (CP)。
• 用于高速计数、定位（开环/闭环）及 PID 控制的功能模块（FM）。
根据要求，也可使用下列模块：
• 用于将 SIMATIC S7-300 连接到 120/230 V AC 电源的负载电源模块(PS)。
• 接口模块 (IM)，用于多层配置时连接中央控制器 (CC) 和扩展装置 (EU)。
通过分布式中央控制器 (CC) 和 3 个扩展装置 (EU)，SIMATIC S7-300 可以操作多达 32 个模块。所有模块均在外壳中运行，并且无需风扇。
• SIPLUS 模块可用于扩展的环境条件：
适用于 -25 至 +60℃ 的温度范围及高湿度、结露以及有雾的环境条件。防直接日晒、雨淋或水溅，在防护等级为 IP20 机柜内使用时，可直接在汽车或室外建筑使用。不需要空气调节的机柜和 IP65 外壳。

1.引 言

当今，在自动化的工业生产中，变频控制往往与计算机远程控制相联系在一起，从而实现电机的远程变频控制。可编程序控制器系统不仅可作为单一的机电控制设备，而且作为通用的自动控制设备，也被大量地用于过程工业的自动控制。欧姆龙新推出的可编程控制器SYSMAC CP1H，具有“高度扩张性”的端子台型一体化[1]。与以往产品CPM2A 40 点输入输出型为相同尺寸，但处理速度可达到约10倍的性能。本课题通过控制机（即为PLC）设定比例运行参数，然后控制机通过D/A转换模件发出控制变频调速器的指令，使变频调速器带动振动磨电机按输入的速度和时间运转。基于OMRON PLC的链接通信（有通信协议），我们采用功能强大的Visual C++6.0语言来实现这种小型集散控制系统的上、下位机的通信和友好的监控界面，实现了上位机与PLC间的通信。

2.通讯软件的设计

在本项目中，上位机选用计算机, 下位机选用日本Omron公司的CP1H系列XA40DR-A可编程序控制器。在计算机外设中，RS-232串口因为其组成方式简单，编程控制方便而成为应用为广泛的I/O通道之一。32 位下串口通信程序通常采用两种方法实现:一是利用ActiveX控件; 二是使用API通信函数。使用ActiveX控件, 程序实现非常简单, 结构清晰,缺点是欠灵活; 使用API通信函数的优缺点则基本上相反[2]。VC++6.0的MSComm是Microsoft 公司提供的简化bbbbbbs 下串行通信编程的ActiveX控件，它为应用程序提供了通过串行接口收发数据的简便方法,笔者采用了这种方法。

2.1 上位机与PLC的通讯协议

HOST bbbb系统使用HOST bbbb 通信协议进行通信,上位机具有传送优先权,总是首先发出命令并启动通信,HOST bbbb 通信单元收到命令交由PLC执行,然后将执行结果返回上位机,两者以帧为单位轮流交换数据。

2.2 上位机的PLC链接通讯

通信时一组传送的数据称为块,它是命令或响应的单位,从上位机发送到HOSTbbbb 单元的数据称为命令块,相应的,从HOSTbbbb单元发送到上位机的数据称为响应块。多点通信时,单帧发送的大数据块为131 个字符,因此当一个数据块含有132 个或更多字符时,要分成两帧或多帧进行发送。多帧发送时中间帧的格式为:正文、FCS、分界符。起始帧、中间帧的长度为131 ,结束帧的长度多为131 个字符。

Omron系列的PLC 通过RS232 口与主机通信有两种方式,第一种是由上位机向PLC 发送初始命令,第二种是由PLC 向上位机发送初始命令[3]。在监测系统中一般采用第一种方式。有关通信协议如下所述:

2.2.1上位机→PLC 的命令格式

其中:

（1）@为起始标志符;

（2）N2 、N1 为PLC 节点标志码,由两位十进制数表示,它们用来指定与上位机通信的PLC。而PLC 自己的通信节点码可由它的DM6648 和DM6653 来设置;

（3）CMD2 、CMD1 为两字节命令码;

（4）MT 为命令内容,用来设置具体的命令参数;

（5）V2、V1 为两字节的帧校验码,它是从开始符“@”到MT码结束的所有字符的ASCII 码按位异或的结果; 帧校验和是一个转换成2 个ASCII 字符的8 位数据。它把帧中每一个字符顺序地进行异或操作而得到的结果,即把帧的第一个字符到正文结束的所有字符转换成二进制形式的ASCII 码后,逐个异或而得到的[4]。当发送命令时,将其加在命令格式中,作为帧的一部分发送到接收端。当接收数据时,按上述步骤重新计算FCS ,当计算结果与数据块中所带的FCS 相同时,说明传输无误,否则,说明接收到的数据不正确。

（6）“＊”和“CR”两字符表示命令结束。

例如，@00WD00060500表示写一个数500到节点为0的PLC的DM0006中。

2.2.2 PLC→上位机的响应格式

其中S2 、S1 为命令结束状态码,如00 表示正常结束,01 表示RUN 模态下PLC 无法完成上位机命令,其余符号代码意义同上。实现上位机与HOST bbbb 通信单元的通信只需编写上位机程序,因为HOST bbbb 通信单元自身带有通信程序,上位机下发命令,地址相符的PLC 自动上传响应帧,所以这一部分程序不需要客户编写,但是,编写上位机的通信程序时,通信参数的设置必须保证与PLC 的通信参数一致性。

3.用VC++6.0编写串行通信程序

首先建立一个基于对话框的MFC应用程序SCommTest，支持ActiveX控件，电话形状的控件是在系统中注册过的MicrosoftCommunications Control, version 6.0，接受缺省的选项。

1.打开串口设置串口参数

在主对话框CSCommTestDlg::OnInitDialog（）中打开串口，加入如下代码：

if（m_ctrlComm.GetPortOpen（））

m_ctrlComm.SetPortOpen（FALSE）;

m_ctrlComm.SetCommPort（1）; https://选择com1

i f （ ! m _ c t r l C o m m . G e t P o r t O p e n （ ） ） m _ c t r l C o m m . 

SetPortOpen（TRUE）;https://打开串口

else

AfxMessageBox（"cannot open serial port"）;

m_ctrlComm.SetSettings（"9600,E,7,2"）; https://波特率9600，偶校验，7个数据位，2个停止位m_ctrlComm.SetbbbbbModel（1）; https://1：表示以二进制方式检取数据m_ctrlComm.SetRThreshold（1）;

https://参数1表示每当串口接收缓冲区中有多于或等于1个字符时将引发一个接收数据的OnComm事件

m_ctrlComm.SetbbbbbLen（0）; https://设置当前接收区数据长度为0

m_ctrlComm.Getbbbbb（）;https://先预读缓冲区以清除残留数据

2.发送数据

为发送按钮添加一个单击消息BN_CLICKED处理函数，选择IDC_BUTTON_MANUALSEND，添加OnButtonManualsend（）函数，并在函数中添加如下代码：

UpdateData（TRUE）; https://读取编辑框内容

SendData（m_strTXData1,6）;

https:// m_strTXData1表示发送速度命令的具体数值，6表示写数据的地址DM0006

Sleep（100）;

SendData（m_strTXData2,12）; https://m_strTXData1表示发送时间命令的具体数值，12表示写数据的地址DM0012

3.发送命令

按照命令格式，本课题主要发送两个WD命令：

（1）数据采用十进制发送，向DM0006中写入速度指令；

（2）数据采用十进制发送，向DM0012中写入时间指令。部分程序如下：

Void CSCommTestDlg::SendData（int m_TobeSend,intm_address）

｛ CByteArray Array;

unsigned char auchMsg[45]=｛0｝

auchMsg[0]=64; https:// 起始标志符

auchMsg[1]=0x0; https://节点号

auchMsg[2]=0x0; auchMsg[3]=‘W‘; https://命令符

auchMsg[4]=‘D‘;

auchMsg[5]=m_address/1000;

auchMsg[6]=（m_address%1000）/100;

auchMsg[7]=（m_address%100）/10;

auchMsg[8]=m_address%10;

auchMsg[9]=m_TobeSend/1000;

auchMsg[10]=（m_TobeSend%1000）/10;

auchMsg[11]=（m_TobeSend%100）/10;

auchMsg[12]=m_TobeSend%10;

LRC（auchMsg,13）;

https://auchMsg[13] ,auchMsg[14] ,保存FCS值

auchMsg[15]=‘＊‘; https://命令结束符

auchMsg[16]=13;

Array.RemoveAll（）;

for （Count=0;Count<17;Count++）

Array.Add（auchMsg[Count]）;

m _ c t r l C o m m . S e t O u t p u t （ C O l e Va r i a n t （ A r r a y ） ） ;

4.计算校验码函数

unsigned char uchLRC = 0 ; 初始值设定

while （usDataLen——）

｛uchLRC ︿= ＊auchMsg++; ｝

unsigned char high=0xF0;

https://high为校验码的高位

unsigned char low=0x0F;

https://low为校验码的低位

high&=uchLRC;

low&=uchLRC;

high>>=4;右移四位

if（high<=9）

high=high+48;

else

high=high+55;

if（low<=9）

low=low+48;

else

low=low+55;

＊auchMsg++=high;

＊auchMsg++=low;

4.结束语

此程序在VC++6.0中运行通过，并成功应用于振动磨的控制中。该系统采用OMRON XA40DR-A PLC与上位机连接组成控制系统，上位机通过串行口向PLC发出写命令及数据，PLC接受数据后，通过D/A转换模块，将模拟量发给变频器，从而实现了振动磨振动速度和时间的控制。