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西門子模塊6ES7211-0AA23-0XB0詳細(xì)說明
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基于多線程技術(shù)的PLC與PC的通訊方式
本系統(tǒng)采用MFC編程方法,，MFC是把串口作為文件設(shè)備來處理的,，它用CreateFile()打開串口，并獲得一個串口句柄,，用SetCommState()進(jìn)行端口配置,，包括緩沖區(qū)設(shè)置,，超時設(shè)置和數(shù)據(jù)格式等。然后調(diào)用函數(shù)ReadFile()和WriteFile()進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫,，用WaitForSinglebbbbbb()監(jiān)視通信事件,。在用ReadFile()和WriteFile()讀寫串口時，一般采用重疊方式,。因為同步I/O方式是當(dāng)程序執(zhí)行完畢才返回,，這樣會阻塞其他線程，降低程序執(zhí)行效率,。而重疊方式能使調(diào)用的函數(shù)立即返回,，I/O操作在后臺進(jìn)行，這樣線程就可以處理其他事務(wù),，同時也實現(xiàn)了線程在同一串口句柄上實現(xiàn)讀寫操作,。
使用重疊I/O方式時，線程要創(chuàng)建OVERLAPPED結(jié)構(gòu)供讀寫函數(shù)使用,，該結(jié)構(gòu)最重要的成員是hEvent事件句柄,。它將作為線程的同步對象使用，讀寫函數(shù)完成時hEvent處于有信號狀態(tài),，表示可進(jìn)行讀寫操作,；讀寫函數(shù)未完成時，hEvent被置為無信號,。
利用bbbbbbs的多線程技術(shù),，在輔助線程中監(jiān)視串口，有數(shù)據(jù)到達(dá)時依靠事件驅(qū)動,，讀入數(shù)據(jù)并向主線程報告,；并且，依靠重疊讀寫操作,，讓串口讀寫操作在后臺運行,。
4.上位計算機(jī)通信程序設(shè)計
以讀取PLC輸出線圈Y0為首的2個字節(jié)的數(shù)據(jù)為例，編寫一個通信程序,。查PLC軟元件地址表可知,，輸出線圈Y0的首地址為00A0H，2個字節(jié)的數(shù)據(jù)即為Y0-Y7和Y10-Y17,，根據(jù)返回的數(shù)據(jù),，就可以知道PLC此時的狀態(tài)，以實現(xiàn)對PLC的監(jiān)控,。在每一次讀操作之前,，先要進(jìn)行握手聯(lián)絡(luò)。對PLC發(fā)請求訊號ENQ,，然后讀PLC的響應(yīng)訊號,。如果讀到的響應(yīng)訊號為ACK,，則表示PLC已準(zhǔn)備就緒，等待接收通訊數(shù)據(jù)
基于多線程技術(shù)的PLC與PC的通訊方式
0.引言
在現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)中,，PLC以其高可靠性,、適應(yīng)工業(yè)過程現(xiàn)場、強(qiáng)大的聯(lián)網(wǎng)功能等特點,，被廣泛應(yīng)用,。可實現(xiàn)順序控制,、PID回路調(diào)節(jié),、高速數(shù)據(jù)采集分析、計算機(jī)上位管理,，是實現(xiàn)機(jī)電一體化的重要手段和發(fā)展方向,。但PLC無法單獨構(gòu)成完整的控制系統(tǒng)，無法進(jìn)行復(fù)雜的運算和顯示各種實時控制圖表和曲線,，無良好的用戶界面,，不便于監(jiān)控。將個人計算機(jī)(PC)與PLC結(jié)合起來使用,，可以使二者優(yōu)勢互補(bǔ),，充分利用個人計算機(jī)強(qiáng)大的人機(jī)接口功能、豐富的應(yīng)用軟件和低廉的價格優(yōu)勢,，組成高性能價格比的控制系統(tǒng),。
1.系統(tǒng)構(gòu)成
推進(jìn)系統(tǒng)中，PC機(jī)選用工控計算機(jī),。它是整個控制系統(tǒng)的核心,，是上位機(jī)。其主要利用良好的圖形用戶界面,，顯示從PLC接收的開關(guān)量和控制手柄的位置,，進(jìn)行一些較復(fù)雜的數(shù)據(jù)運算，并且向PLC發(fā)出控制指令,。
PLC是該系統(tǒng)的下位機(jī),，負(fù)責(zé)現(xiàn)場高速數(shù)據(jù)采集(控制手柄的位置)，實現(xiàn)邏輯,、定時,、計數(shù),、PID調(diào)節(jié)等功能,，通過串行通訊口向PC機(jī)傳送PLC工作狀態(tài)及有關(guān)數(shù)據(jù)，同時從PC機(jī)接受指令,，向蜂鳴器,、指示燈,、滑油泵、控制手柄的位置等發(fā)出命令,，實現(xiàn)PC機(jī)對控制系統(tǒng)的管理,，提高了PLC的控制能力和控制范圍，使整個系統(tǒng)成為集散控制系統(tǒng),。
2.通訊協(xié)議
計算機(jī)與PLC之間的通信是建立在以RS232標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的異步雙向通信上的,，F(xiàn)X系列PLC有其特定的通信格式，整個通信系統(tǒng)采用上位機(jī)主動的通信方式,，PLC內(nèi)部不需要編寫專門的通信程序,，只要把數(shù)據(jù)存放在相應(yīng)的數(shù)據(jù)寄存器中即可，每個數(shù)據(jù)寄存器都有相應(yīng)的物理通信地址,，通信時計算機(jī)直接對物理通信地址進(jìn)行操作,。通信過程中，傳輸字符和命令字以ASCⅡ碼為準(zhǔn),，常用的字符及其ASCⅡ碼對應(yīng)關(guān)系,。
計算機(jī)與PLC進(jìn)行通訊時，計算機(jī)與PLC之間是以幀為單位進(jìn)行信息交換的,，其中控制字符ENQ,、ACK、NAK,，可以構(gòu)成單字符幀發(fā)送和接受,，其余的信息幀發(fā)送和接受時都是由字符STX、命令字,、數(shù)據(jù),、字符ETX以及和校驗5部分組成。
校驗和在信息幀的尾部用來判斷傳輸?shù)恼_與否,，和校驗碼的計算方法是將命令碼到ETX之間的所有字符的ASCⅡ碼(十六進(jìn)制數(shù))相加,，取所得和的2位數(shù)，在后面的通信程序設(shè)計里面還會提到,。進(jìn)行差錯檢驗的方法很多,，常用的有奇偶校驗碼，水平垂直冗余校驗LRC,，目前廣泛使用的是CRC校驗碼,，它能查處99%以上18位或更長的突出錯誤，而在計算機(jī)與PLC點對點的短距離通訊時,，出錯的幾率較小,，因而采用校驗和法，基本能滿足要求,。
3.多線程技術(shù)及在VC++串口通信程序中的實現(xiàn)
在bbbbbbs的一個進(jìn)程內(nèi),，包含一個或多個線程,，每個線程共享所有的進(jìn)程資源，包括打開的文件,、信號標(biāo)識及動態(tài)分配的內(nèi)存等等,。
一個進(jìn)程內(nèi)的所有線程使用同一個32位地址空間，而這些線程的執(zhí)行由系統(tǒng)調(diào)度程序控制,，調(diào)度程序決定哪個線程可執(zhí)行和什么時候執(zhí)行線程,。線程有優(yōu)先級別，優(yōu)先權(quán)較低的線程必須等到優(yōu)先權(quán)較高的線程執(zhí)行完任務(wù)后再執(zhí)行,。在多處理器的機(jī)器上,，調(diào)度程序可以把多個線程放到不同的處理器上運行，這樣可以使處理器的任務(wù)平衡,，也提高系統(tǒng)的運行效率,。
bbbbbbs內(nèi)部的搶先調(diào)度程序在活動的線程之間分配CPU時間，bbbbbbs區(qū)分兩種不同類型的線程,，一種是用戶界面線程(UserInterfaceThread),，它包含消息循環(huán)或消息泵，用于處理接收到的消息,；另一種是工作線程(WorkThread)它沒有消息循環(huán),，用于執(zhí)行后臺任務(wù)、監(jiān)視串口事件的線程即為工作線程