西門子模塊6es7211-0aa23-0xb0詳細(xì)說(shuō)明
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(lái)處理的，它用createfile()打開串口，并獲得一個(gè)串口句柄，用setcommstate()進(jìn)行端口配置，包括緩沖區(qū)設(shè)置，超時(shí)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(shí)，一般采用重疊方式。因?yàn)橥絠/o方式是當(dāng)程序執(zhí)行完畢才返回，這樣會(huì)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(tái)進(jìn)行，這樣線程就可以處理其他事務(wù)，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了線程在同一串口句柄上實(shí)現(xiàn)讀寫操作。
使用重疊i/o方式時(shí)，線程要?jiǎng)?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(duì)象使用，讀寫函數(shù)完成時(shí)hevent處于有信號(hào)狀態(tài)，表示可進(jìn)行讀寫操作；讀寫函數(shù)未完成時(shí)，hevent被置為無(wú)信號(hào)。
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(shí)依靠事件驅(qū)動(dòng)，讀入數(shù)據(jù)并向主線程報(bào)告；并且，依靠重疊讀寫操作，讓串口讀寫操作在后臺(tái)運(yùn)行。
4.上位計(jì)算機(jī)通信程序設(shè)計(jì)
以讀取plc輸出線圈y0為首的2個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)為例，編寫一個(gè)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(gè)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(shí)的狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)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(duì)plc發(fā)請(qǐng)求訊號(hào)enq，然后讀plc的響應(yīng)訊號(hào)。如果讀到的響應(yīng)訊號(hào)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(guò)程現(xiàn)場(chǎng)、強(qiáng)大的聯(lián)網(wǎng)功能等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用?？蓪?shí)現(xiàn)順序控制、pid回路調(diào)節(jié)、高速數(shù)據(jù)采集分析、計(jì)算機(jī)上位管理，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的重要手段和發(fā)展方向。但plc無(wú)法單獨(dú)構(gòu)成完整的控制系統(tǒng)，無(wú)法進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算和顯示各種實(shí)時(shí)控制圖表和曲線，無(wú)良好的用戶界面，不便于監(jiān)控。將個(gè)人計(jì)算機(jī)(pc)與plc結(jié)合起來(lái)使用，可以使二者優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，充分利用個(gè)人計(jì)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(jià)格優(yōu)勢(shì)，組成高性能價(jià)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(jì)算機(jī)。它是整個(gè)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(yùn)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(chǎng)高速數(shù)據(jù)采集(控制手柄的位置)，實(shí)現(xiàn)邏輯、定時(shí)、計(jì)數(shù)、pid調(diào)節(jié)等功能，通過(guò)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(shí)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(shí)現(xiàn)pc機(jī)對(duì)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(gè)系統(tǒng)成為集散控制系統(tǒng)。
2.通訊協(xié)議
計(jì)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，fx系列plc有其特定的通信格式，整個(gè)通信系統(tǒng)采用上位機(jī)主動(dòng)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(gè)數(shù)據(jù)寄存器都有相應(yīng)的物理通信地址，通信時(shí)計(jì)算機(jī)直接對(duì)物理通信地址進(jìn)行操作。通信過(guò)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(duì)應(yīng)關(guān)系。
計(jì)算機(jī)與plc進(jìn)行通訊時(shí)，計(jì)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(shí)都是由字符stx、命令字、數(shù)據(jù)、字符etx以及和校驗(yàn)5部分組成。
校驗(yàn)和在信息幀的尾部用來(lái)判斷傳輸?shù)恼_與否，和校驗(yàn)碼的計(jì)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(jì)里面還會(huì)提到。進(jìn)行差錯(cuò)檢驗(yàn)的方法很多，常用的有奇偶校驗(yàn)碼，水平垂直冗余校驗(yàn)lrc，目前廣泛使用的是crc校驗(yàn)碼，它能查處99%以上18位或更長(zhǎng)的突出錯(cuò)誤，而在計(jì)算機(jī)與plc點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的短距離通訊時(shí)，出錯(cuò)的幾率較小，因而采用校驗(yàn)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(shí)現(xiàn)
在bbbbbbs的一個(gè)進(jìn)程內(nèi)，包含一個(gè)或多個(gè)線程，每個(gè)線程共享所有的進(jìn)程資源，包括打開的文件、信號(hào)標(biāo)識(shí)及動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存等等。
一個(gè)進(jìn)程內(nèi)的所有線程使用同一個(gè)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(gè)線程可執(zhí)行和什么時(shí)候執(zhí)行線程。線程有優(yōu)先級(jí)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(gè)線程放到不同的處理器上運(yùn)行，這樣可以使處理器的任務(wù)平衡，也提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率。
bbbbbbs內(nèi)部的搶先調(diào)度程序在活動(dòng)的線程之間分配cpu時(shí)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(méi)有消息循環(huán)，用于執(zhí)行后臺(tái)任務(wù)、監(jiān)視串口事件的線程即為工作線程