阜阳西门子网线6XV1840-2AH10

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通过硬件和软件侦听的方法，分析PLC内部固有的PPI通讯协议，然后上位机采用VB编程，遵循PPI通讯协议，读写PLC数据，实现人机操作任务。这种通讯方法，与一般的自由通讯协议相比，省略了PLC的通讯程序编写，只需编写上位机的通讯程序资源

S7-226的编程口物理层为RS-485结构，SIEMENS提供MicroWin软件，采用的是PPI(Point to Point)协议，可以用来传输、调试PLC程序。在现场应用中，当需要PLC与上位机通讯时，较多的使用自定义协议与上位机通讯。在这种通讯方式中，需要编程者首先定义自己的自由通讯格式，在PLC中编写代码，利用中断方式控制通讯端口的数据收发。采用这种方式，PLC编程调试较为烦琐，占用PLC的软件中断和代码资源，而且当PLC的通讯口定义为自由通讯口时，PLC的编程软件无法对PLC进行监控，给PLC程序调试带来不便。

SIEMENS S7-200PLC的编程通讯接口，内部固化的通讯协议为PPI协议，如果上位机遵循PPI协议来读写PLC，就可以省略编写PLC的通讯代码。如何获得PPI协议？可以在PLC的编程软件读写PLC数据时，利用*三个串口侦听PLC的通讯数据，或者利用软件方法，截取已经打开且正在通讯的端口的数据，然后归纳总结，解析出PPI协议的数据读写报文。这样，上位机遵循PPI协议，就可以便利的读写PLC内部的数据，实现上位机的人机操作功能。

软件设计

 系统中测控任务由SIEMENS S7-226PLC完成，PLC采用循环扫描方式工作，当定时时间到时，执行数据采集或PID控制任务，完成现场的信号控制。计算机的软件采用VB编制，利用MSComm控件完成串口数据通讯，通讯遵循的协议为PPI协议。

 PPI协议

西门子的PPI（Point to Point）通讯协议采用主从式的通讯方式，一次读写操作的步骤包括：首先上位机发出读写命令，PLC作出接收正确的响应，上位机接到此响应则发出确认申请命令，PLC则完成正确的读写响应，回应给上位机数据。这样收发两次数据，完成一次数据的读写[5]。

其通讯数据报文格式大致有以下几类：

1、读写申请的数据格式如下：

SD LE LER SD DA SA FC DASP SSAP DU FCS ED

SD:(Start Delimiter)开始定界符(68H)

LE:（Length）报文数据长度

LER:（Repeated Length）重复数据长度

SD: (Start Delimiter)开始定界符(68H)

SA:（Source Address）源地址，指该地址的指针，为地址值乘以8

DA:（Destination Address）目标地址，指该地址的指针，为地址值乘以8

FC:（Function Code）功能码

DSAP:（Destination Service Access Point）目的服务存取点

SSAP:（Source Service Access Point）源服务存取点

DU:（Data Unit）数据单元

FCS:（Frame Check Sequence）校验码

ED:（End Delimiter）结束分界符（16H）

报文数据长度和重复数据长度为自DA至DU的数据长度，校验码为DA至DU数据的和校验，只取其中的末字节值。

在读写PLC的变量数据中，读数据的功能码为 6CH，写数据的功能码为 7CH。

2、PLC接收到读写命令，校验后正确，返回的数据格式为 E5H
3、确认读写命令的数据格式为：

SD SA DA FC FCS ED 

其中SD为起始符，为10H

SA为数据源地址

DA为目的地址

FC为功能码，取5CH

FCS为SA+DA+FC的和的末字节

ED为结束符，取16H

PPI协议的软件编制

 在采用上位机与PLC通讯时，上位机采用VB编程，计算机采用PPI电缆或普通的485串口卡与PLC的编程口连接，通讯系统采用主从结构，上位机遵循PPI协议格式，发出读写申请，PLC返回相应的数据。程序实现如下：

 1、串口初始化程序：

    mPort = 1

    MSComm1.Settings = "9600,e,8,1"

    MSComm1.bbbbbLen = 0

    MSComm1.RThreshold = 1

MSComm1.bbbbbMode = combbbbbModeBinary

PPI协议定义串口为以二进制形式收发数据，这样报文的通讯效率比ASCII码高。

2、串口读取数据程序，以读取VB100数据单元为例：

Dim Str_Read(0 To 32) ‘定义发送的数据为字节为元素的数组。

Str_ Read (32) = &H16 ‘相应的数组元素赋值，按照以下格式：

Str_ Read (29) = (100*8) \ 256  ‘地址为指针值，先取高位地址指针

Str_ Read (30) = (100*8) Mod 256 ‘取低位地址指针

Str_ Read (24) = 1     ‘读取的数据长度（Byte的个数）

For I=4 to 30

Temp_FCS = Temp_FCS + Str_Read(i)

Next I

Str_Read(31)= Temp_FCS Mod 256 ‘计算FCS校验码，其它数组元素赋值省略。

68 1B 1B 68 2 0 6C 32 1 0 0 0 0 0 E 0 0 4 1 12 A 10 2 0 1 0 1 84 0 3 20 8B 16

PLC返回数据 E5 后，确认读取命令，发送以下数据：

10 2 0 5C 5E 16

然后上位机VB程序接受到以下数据：

68 16 16 68 0 2 8 32 3 0 0 0 0 0 2 0 5 0 0 4 1 FF 4 0 8 22 78 16

首先识别目标地址和源地址，确认是这次申请的返回数据，然后经过校验检查，正确后解析出*26号数据（&H22）即为VB100字节的数据。

 3、串口写入数据程序，以写VB100数据单元为例：

Dim Str_Write(0 To 37) ‘定义发送的数据为字节为元素的数组。

Str_Write (37) = &H16  ‘相应的数组元素赋值，按照以下格式

Str_Write (35) = &H10  ‘要写入的数据值

68 20 20 68 2 0 7C 32 1 0 0 0 0 0 E 0 5 5 1 12 A 10 2 0 1 0 1 84 0 3 20 0 4 0 8 C B9 16

PLC返回数据 E5 后，确认写入命令，发送以下数据：

10 2 0 5C 5E 16

然后上位机VB程序接受到以下数据：

68 12 12 68 0 2 8 32 3 0 0 0 0 0 2 0 1 0 0 5 1 FF 47 16

这是PLC正确接收并写入信息的返回数据。

4、串口接收程序：

在数据接收程序中，利用VB中MSComm控件，一次接收缓冲区中的全部数据，存放到数组形式的暂存单元中，然后分析每个元素的值，得到读写的数据。

Dim RCV_Array() As Byte

Dim Dis_Array As bbbbbb

Dim RCV_Len As Long

RCV_Array = MSComm1.bbbbb ‘取出串口接收缓冲器的数据。

RCV_Len = UBound(RCV_Array)

ReDim Temp(0 To UBound(RCV_Array))

For i = 0 To RCV_Len

Dis_Array = Dis_Array & Hex(RCV_Array (i)) & " "

Next i

Text1.Text = Dis_Array ‘接收到的数据送显示。

 在程序的读写过程中，一次较大可以读写222个字节，目前给出的数据读写为整数格式。

数据类型 Str_ Read（27）   

S 04H   

SM 05H   

I 81H   

Q 82H   

M 83H   

V 84H 

以上程序，是以读写PLC的V变量区为例，利用PPI协议还可以读写S7-200PLC中的各种类型数据，包括I、Q、SM、M、V、T、C、S等数据类型，能够直接读出以上变量中的位、字节、字、双字等，其中读位变量时，是读取该位所在的字节值，然后上位机自动识别出该位的值。按照读写的数据类型，其中Str_ Read（27）的值各不同：

在控制系统中，PLC与上位计算机的通讯，采用了PPI通讯协议，上位机每0.5秒循环读写一次PLC。PLC编程时，将要读取的值、输出值等数据，存放在PLC的一个连续的变量区中，当上位机读取PLC的数据时，就可以一次读出这组连续的数据，减少数据的分次频繁读取。当修改设定值等数据时，进行写数据的通讯操作。

变频器和伺服驱动器都是大家比较常用的电器设备了，但是同样都是控制电机频率的为什么要用两种不同的电器设备！下面将从变频器、伺服电机操控和电机三个方面进行介绍和比照。

变频器方面：

简略的变频器只能调理沟通电机的速度，这时能够开环也能够闭环要视操控方法和变频器而定，这就是传统意义上的V/F操控方法。如今许多的变频现已经过数学模型的树立，将沟通电机的定子磁场UVW3相转化为能够操控电机转速和转矩的两个电流的分量，如今大多数能进行力矩操控的*品牌的变频器都是选用这样方法操控力矩，UVW每相的输出要加摩尔效应的电流检测设备，采样反应后构成闭环负反应的电流环的PID调理;AFSEN的变频又提出和这样方法不一样的直接转矩操控技能。这样能够既操控电机的速度也可操控电机的力矩，并且速度的操控精度**v/f操控，编码器反应也可加可不加，加的时分操控精度和呼应特性要好许多。

电机方面：

伺服电机的材料、结构和加工技术要远远**变频器驱动的交流电机(通常交流电机或恒力矩、恒功率等各类变频电机)，也就是说当驱动器输出电流、电压、频率改变很快的电源时，伺服电机就能依据电源改变发生呼应的动作改变，响应特性和抗过载才能远远**变频器驱动的交流电机，电机方面的区别也是两者功能不一样的根本。就是说不是变频输出不了改变那么快的电源信号，而是电机自身就反应不了，所以在变频的内部算法设定时为了维护电机做了相应的过载设定。当然即便不设定变频器的输出能力仍是有限的，有些功能优秀的变频器就可以直接驱动伺服电机。

伺服驱动器方面：

伺服驱动器在开展了变频技能的前提下，在驱动器内部的电流环，速度环和方位环(变频器没有该环)都进行了比通常变频较准确的操控技能和算法运算，在功能上也比传统的伺服强大许多，主要的一点能够进行准确的方位操控。经过上位操控器发送的脉冲序列来操控速度和方位(当然也有些伺服内部集成了操控单元或经过总线通讯的方法直接将方位和速度等参数设定在驱动器里)，驱动器内部的算法和较快较准确的计算以及性能较优良的电子器件使之较优越于变频器。

伺服与变频的一个重要区别是:

变频可以无编码器,伺服则必须有编码器,作电子换向用，交流伺服的技术本身就是借鉴并应用了变频的技术，在直流电机的伺服控制的基础上通过变频的PWM方式模直流电机的控制方式来实现的，也就是说交流伺服电机必然有变频的这一环节：PLC资料变频就是将工频的50、60HZ的交流电先整流成直流电，然后通过可控制门较的各类晶体管(IGBT，IGCT等)通过载波频率和PWM调节逆变为频率可调的波形类似于正余弦的脉动电，由于频率可调，所以交流电机的速度就可调了(n=60f/2p ，n转速，f频率， p较对数)。