智能建筑中ＰＬＣ可（kě）编程与ＰＣ的通信实现微机（jī）监控

摘 要：本文通过介绍PLC可编程控制器的开发（fā）和PLC与（yǔ）VB的通信技术，结合数（shù）据（jù）库（kù）技术，为智能建筑中的（de）系统集成提供一种思路，提高智能建筑中设备使用的（de）安全和可靠性。　　
1、引言：
　　PLC在智能建筑中也（yě）得到广泛应用，如中央空调控制、二次加压设施、消（xiāo）防系（xì）统（tǒng）、电梯系（xì）统等。它集逻辑运算、顺序控制、定时、计数、算术运算功（gōng）能（néng）为一体。另外（wài）还可以与其他计算机进行通信联网，这种通信不但包括不同的PLC之间的数据交换，而且还包括PLC与计算机之间的通信。
2、系统构成（chéng）：
　　　　本系（xì）统采用PLC采集模拟信号、数据处理（lǐ），通过串行通信口上传到计算机，计算机对传（chuán）上来智能建筑中监控设备的数据进行分析、分类记入数据（jù）库，实时显示在上位机上并提供数据查询。PLC为S7-224，串行通信接口（kǒu）的信号（hào）线采用RS-485，此信号线为半双工，即不能（néng）同时接收和发送。将PLC置于run态，就（jiù）可以将PLC可编程中存于发送缓冲区中（zhōng）的数（shù）据及信号送人上位机的串口，上位机通（tōng）过串口通信程序接收这些数据后显示并通过数据库控（kòng）件Adodc的绑定（dìng），把数据记录到数据库，从而完成（chéng）数据的采样并记录。
3、S7-200的通信方式与通信参数的设置：
　　   本工程选择STEP7-Micro/WlN32支（zhī）持（chí）的通信硬件PC/PPI电缆，它所支持的波特率有9.6Kbps和19.2Kbps，支持的协议为（wéi）PPI协议，即点对点接口协议，基于开放系（xì）统互联（lián）模型（xíng）0Sl。PPl是主/从协议，网络（luò）上的S7-200CPU均（jun1）为从站，其他CPU、SIMATIC编程器或TD200为主站。S7-200CPU仍通信端口采用RS-485信号（hào）标准的连接口，PC/PPI电缆把S7-200计算机连接起来，通过使用接收中断（duàn）、发送中断和字符中断（duàn）等指令，自由端口通信可以控制S7-200CPU通信口的操作模式。本（běn）工程使用的是自由端口（kǒu）模式（shì），允许在CPU处于（yú）RUN模式时通信口0使用（yòng）自由端口模式，通过设（shè）定SMB30的（de）值，我们可以选择波特率、奇偶校验、每个字符（fú）的数据位（wèi）和协议。CPU处（chù）于（yú）STOP模式时，停止自（zì）由端口通信，通信口强制转换成PPI协议模式，此（cǐ）时，就可以向CPU中输入PLC程序，实现编程软件对PLC的编程和控制功能。在这里（lǐ）的（de）通讯过程采用主从方式，即计算机为主机，PLC为从机，只有主机计算机发送请（qǐng）求报文后，从机PLC才向PC返回发送缓冲区中（zhōng）的数据。
　　计（jì）算机与PLC通讯时，一般由计（jì）算机发（fā）给（gěi）PLC指令，PLC收（shōu）到指令后自动发回答（dá）应。下面给出命令（lìng）帧、答应帧和帧检查的结构。
　　FCS(Fame CheckSum)表示报文开头和报文结（jié）结束间所有执行逻辑加操作所得（dé）的结果，它由两位ASC码字符组成，每次PLC接收到计算机发送过来的一帧数据（jù），即计算其（qí）效验和，结果记为FCS2，将FCS2与帧（zhēn）中所包含的FCS1比较，可检查该帧是（shì）否有数据（jù）错误，PLC立即发送错误信息计算机，利用这一机制，有效防（fáng）止了（le）数据传输错误。
4、自由端口模式下PLC的通（tōng）信：
　　由于本工程使用的是PC/PPl电缆，所以要在PLC的（de）程序中考虑电缆的切换时间。PLC接收到请求报文到它返回发送缓冲区的（de）数据的延迟时间必须不小于电缆的切换时间。波特（tè）率为9600bps，电（diàn）缆的切换时间是2ms。在本工程的程序中是用定时中断（duàn）实（shí）现切（qiē）换延时的。
　　定时中断子（zǐ）程序：
　　NefworkTitle定时中断程序INT2：
　　LDSM0.0
　　DTCCH 10
　　XMT VB200.0
　　当程序运行（háng）到“启动定时中断”(即ATCHINL的语句时，就会跳到如上（shàng）所示（shì）的中断子程序中，SM0.0是特殊存储器，该位始终为1，即只要PLC处于RUN状态，这一开关即是接通的。XMTVB200.0语句是用来（lái）发送数据到串口的，此时发送的（de）是存储（chǔ）在以200为（wéi）首地址的连（lián）续的存储空间中的数据，是（shì）通过端口0发（fā）送的。
另外，在初始化时要注意自由端口通（tōng）信协议的设定，一定要使（shǐ）通信过（guò）程中的波特率，数（shù）据位，奇偶校验及停止位与上位机VB以及通信线上中设定的参数相同，否则将不能实现通信（xìn）过程，要么接（jiē）收不到数据，要么会出现“下标（biāo）越界”的错误。
5上位机的通信部分采用VB语言编程
　　　　在编程过程中（zhōng）只要（yào）设置MSComm控件（jiàn）的（de）属性，就可以（yǐ）实现串行通信。在此控件众多的（de）属（shǔ）性当中，需要重新定义的属性只有Comm—Port仍；输数据的通（tōng）信端口（kǒu）号)、Settings(设置数据传输的（de）波特率、奇偶（ǒu）校验、数据位以及停止位，注意，此参数一定要与PLC通信程中设置的参数相一致)、Porf0Pen(设置通信端口的状态)、InputMode(读取接收缓冲区的格式（shì）)等。本工程采用事件驱动方式处理接受信息，即把RfhreshoId属性设置为非零的值，此时只要接收字（zì）符或传输线发生变化就会（huì）产生串口事件OnComm。通过（guò）查询CommEvent属性可以捕获（huò）这些通信事件。
　　Mscomm控件的主要属性列表：
　　计算机串口初始化（huà）程序段如下：
　　With MSComm 1
　　PorfODen＝False
　　Comport＝1　设置通信端（duān）口为1
　　PortOpen－True'打开通讯（xùn）端口
　　InputMode＝comlnpufModeBinary以字节方式接受数据
　　EndWith
　　在VB中（zhōng）实现异或计算的程序及注释如下（xià）：
　　nByfe(1)＝UBound(sdata)＋1'送数据区字节数
　　fcs=nByte(1)’校验码初始化
　　Fori＝2 to UBound(sdate)＋2
　　nByte(1)＝sdata(1-2)。待发送数据（jù）报（bào）文数组的数据区
　　fcs＝fcs×or n，Byte(1)异或运算，求校验码
　　nByte(1)＝fcs'送校验码
　　其中sdafa发送的数据数组的变量名称，For Next语句实现（xiàn）所发送的数据每一位都进行异或运算。这样就可（kě）以把发送数据的异或校验码送到PLC中，在PLC比（bǐ）较（jiào）两次计算出的（de）校验码是否相同，从（cóng）而提高通信的可靠性。
　　本工程中把计算机向下发送控制命令的部分写成（chéng）自（zì）定义函数send(xi)(i从1到6)，在每一个需要发送控制命令的（de）按钮处调用（yòng）此函数，只是在send中参数设置为不同（tóng）的控制函数。
　　为模拟一个配电屏控制面，该软件可以对三相输出电压、电流、功（gōng）率因数（shù）这些信号进行采集、显示并（bìng）存储（chǔ），并对设备的动作状态、故障情况采集到数据库中。该控制面上方有一系列的控制按钮，点击某一按钮就会向下位机发送相应的控制命令，控制下位机动作（zuò）。
6、与数据库绑定的控件：
　　采集数据的最终目的不仅要把（bǎ）需要显示的（de）数据(比如：日常（cháng）量)显示在（zài）界面上，另外还要把数据（jù）记录到数据库中，以备日后查询。显示数据的过程很容易实现，就是（shì）把接收缓冲区的内容按照事先约（yuē）定好的顺序依（yī）次取出（chū）即可（kě）。要（yào）把（bǎ）数（shù）据记录到数据库就需要用到数据（jù）库绑定控件，在本工程中用到的是Adodc控件，这（zhè）一（yī）控件也不包括在常用的工具框中，仍然要依照加MSComm控件的方法（fǎ）把工具条Microsoft ADO Data Control6.0(sP4)(OLEDB)加到工具框中，然后就可以把这一控件拖入Form(在本次工作中把Adodcl控件放在了程序运行时不显示的查询画面中，这样就可以同时完成（chéng）记录到数据库和查询工作)中，通过设定Adodcl的（de）Conectionst ring(要（yào）求（qiú）与事先建好的数据（jù）库（kù）所存储的地址相联（lián）接)、CommandType(由于要向数据库写人数据因此要把它设置为（wéi）2-adCmdtable)以（yǐ）及RecordSource。(如果指定的数据库包含多个表，就要选择一个与此Adodcl相（xiàng）对应的表)属性(其（qí）他属性用默认值即可（kě）)就（jiù）绑定完毕。
7、结（jié）束语（yǔ）： 
从（cóng）以上叙述，可以看（kàn）到，由计算机与PLC可编程（chéng）组建实时监控系统关键在于解决计算机与PLC实时通信、PLC对（duì）设备状态实时监控（kòng）问题。计算机与PLC组建的（de）实时监控系统开（kāi）发成本低、实时性好、操作简（jiǎn）便、通用性强，利用计算机（jī）易组网功能（néng），既可以做到智能建筑内部网络互联、信息共享，又可通过调制解（jiě）调器连接因特网，使异地信息共享、远程监控变为现实。实际工（gōng）程（chéng）中（zhōng），该系统在恶劣（liè）的工（gōng）业（yè）环境下工作稳定、可靠，具有一定的应用推广价值（zhí）。