PLC的智能仪表通信协议解析设计与实现

PLC的智能仪表通信协议解析设计与实现

李双琳

抚顺石化工程建设有限公司辽宁省 抚顺市 113015

摘要：在本篇文章当中，主要以自由通讯技术和智能技术进行分析。以西门子可编程逻辑控制器和智能仪表作为例子。来讲述其硬件的连接设计和程序设计，目的是为了，突出PLC的智能仪表通信协议的解析以及设计。通过不断的研究和开发，有效的达到了提升控制系统的稳定性跟可靠性的目标。

关键词：PLC的智能仪表；通信协议设计

在检测熔断器的时候，电阻的检测是最为重要的一个环节。因为电阻的大小直接影响着熔断器的质量以及其生产的连续性。但是熔断器的电阻是比较小的，所以说如果采用一般的测电仪是很难去测出熔断器的精准电阻的。微欧仪是一种智能化的测量仪表，属于微欧级别，所以说在熔断器的检测过程当中，使用微欧仪可以更加精准的测量其电阻值。微欧仪能够向PLC提供产品的具体电阻大小以及具体的测量结果。在选择二者的通讯方式的时候选择PLC自行口串行通讯。

1、PLC与智能仪表硬件的连接设计

以西门子s7-200为例。PLC的通讯端口属于一个rs485的9针式通讯口。而智能仪表是一个非常标准的rs232通讯口。所以说PLC和智能仪表的通讯方式就和PLC以及PLC串口的通讯是比较类似的。根据具体的情况，我们可以采取三种硬件连接方案。

（1）第一种方案是直接使用pc编程电缆来进行短距离的传输。把pc电缆的一端和PLC的端口进行连接处理，另外一端连接到智能仪表盘上面，不需要去调整适配器，这种接线方法是非常简单的，并且可靠性也比较高，稳定性也很好。不会受到周围的一些其他信号的干扰。

（2）第二种方案是稍远距离的传输。依旧使用的是pc的编程线，拿取rs232以及rs485的串口线各一根，然后在中间加上一个无源转换器。由于PPI编程的电缆器长度都不会超过五米，如果是比较长的电缆都是需要定做的，而且定做的电缆线质量会有所下降，有可能会影响到通讯的质量，所以说在不影响通讯质量的前提下，可以使用该方案，能够满足现场的布线的条件。

（3）第三种方案就是在第二种方案的基础之上进行一个简化处理，使用一根五米的Pc电缆取代rs485的串线以及无源转换器。

综合上述三种设计方案来看，第三种的设计方案成本比较低，并且比较适合现场的布置条件，而且通讯能力以及抗干扰能力都比较好，因此选取第三种方案作为本文当中的硬件接线方式。

2、通讯协议的设计

2.1通讯协议

通讯协议指的是pc和PLC在完成通讯的过程当中所发出的命令，或者是收到的应答的信息格式。通讯协议主要包括六个基本部分，这六个基本部分分别为，起始字符，站号，命令符，数据，校验码以及结尾字符等等。在进入实际的编程的时候，我们可以根据编程的实际需求来进行适当的取舍。

2.2微欧仪的远程控制模式

微欧仪的远程控制主要包括两种命令，一种是return，一种是set。Return指的是返回一串字符串。而set指的是整个微欧仪的参数。如果是从一个外部PLC接收到一个return命令的话，那么微欧仪就会自动反映出一个对应的return值，如果是set型的命令，那么系统就会自动设置成该命令所对应的内部参数。

2.3规定通讯区

以本文当中所介绍西门子通讯协议为例。可以在PLC内规定五个通讯区分别如下。

发送区1，Vb200所发送的字节数是八，使用return型命令来发送。返回微欧仪的值就是实际的电阻值。

发送区2，Vb210，其发送字节数为18，使用return命令来发送，返回微欧仪内部的数值在经过比较之后再进行判断。

发送区3，vb213，其发送的字节数为20，使用set行命令。用来设置微欧仪内部的参数。

接收区1，Vb500所接收的字节数是11，可以存储微欧仪所返回来的实际的电阻值。

接收区2，Vb515，其接收的字节数是二，可以存放微欧仪返回来的电阻值，并且判断其是否是合格结果。

3、PLC通讯程序设计

智能仪表的远程控制主要是一种命令式的响应。也就是说，智能仪表会对外部设施所发来的命令进行一个相应的响应，给出一个数值或者是一个内部的参数。

3.1程序设计流程

PLC以及微欧仪的通讯程序主要流程如下所示。

第一步首先要把自由口通讯打开。第二步，初始化数据，把参数写入到控制字节以及规定结束符号当中，并且完成接收。第三步，当发送信号有上跳沿的时候，执行XMT命令，然后把处理后的数据发送给微欧仪，第四步，执行接收定时中断，中断的时间设置为40ms，时间是可以调整的，最少要大于电缆的切换时间。第五步，完成整个接收任务，并且处理好接收到的字符数据，等待下一个信号的发射。

3.2程序运行分析

（1）网络在检测的时候可以利用工位所反馈来的信息控制自由口的开关，并且可以使自由口的开和关都不会受到硬件以及其他方面的干扰，所以可以实现检测单元的连续性。

（2）在网络程序四和五当中定义了一个允许发送标志位。只有外部出现了上升信号，该发射位才会允许发送，这就能够保证微欧仪所反馈回来的PLC数据是稳定的。

（3）在程序设计当中，可以使用一个定时器和一个计数字节mb25。将二者进行联合，实现定时的重复发送。重复发送同一个报告指令能够进一步保证通讯的可靠性和稳定性。

（4）在程序网络当中使用通讯故障警报，可以在出现问题时启动定时器如果，延时结束的话，那么说明整个通讯存在着故障问题，可以产生报警信号。

4、结语

PLC的可靠性非常高，并且使用起来编程方面也比较简单，而且通用性比较强，体积小，结构简单，在安装的时候也比较方便，正是因为这些优点使PLC在自动检测控制当中得到了非常广泛的应用。

参考文献:

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