西門子S7-300系列PLC與PC機(jī)通信實(shí)現(xiàn)的研究

1、摘要 本文主要介紹了在DELPHI和Microsoft Access數(shù)據(jù)庫開發(fā)環(huán) 境下，PC機(jī)應(yīng)用軟件與西門子S7-300系列PLC的數(shù)據(jù)通信的實(shí)現(xiàn)方 法。并把此方法應(yīng)用于復(fù)雜控制系統(tǒng)的調(diào)試及PC機(jī)管理系統(tǒng)與PLC 控制系統(tǒng)的信息交換中。關(guān)鍵字DELPHI, PRODAVE,數(shù)據(jù)通信，可編程序控制器，MPI ABSTRACT This paper introduces data communication method between PC applications , which take DELPHI and Microsoft Access as their programming la

2、nguage, and SIMENTIC S7-300 PLC (programmable Logic Controller). And the method is applied to debugging of complicated system and data traffic between management system and PLC system.KEY WORDS PRODAVE; PLC; Data communication; MPI; DELPHI引言西門子工控產(chǎn)品在我國有較高的市場占有率，它的通信及網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品有 著引導(dǎo)世界工控技術(shù)潮流的作用，研究西門子工控產(chǎn)品及通信技

3、術(shù)的 實(shí)際應(yīng)用問題有著廣泛普遍的重要意義。本文通過對某市級煙草公司 的卷煙配送分揀系統(tǒng)的研究,探討了在Windows環(huán)境下，用Delphi開 發(fā)的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用軟件與西門子S7-300之間通信的實(shí)現(xiàn)問題。該卷煙 配送分揀系統(tǒng)計(jì)算機(jī)部分結(jié)構(gòu)如圖1所示。該系統(tǒng)管理計(jì)算機(jī)接收信息中心局域網(wǎng)發(fā)送來的各條送貨線路當(dāng)天 的訪銷信息數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上管理計(jì)算機(jī)建立起以送貨線路為單位的 配方數(shù)據(jù)庫，將配方數(shù)據(jù)分批次連續(xù)地下傳給PLC。PLC根據(jù)下傳的 配方數(shù)據(jù)對系統(tǒng)控制使其連續(xù)分揀和收集，同時(shí)系統(tǒng)工作狀態(tài)及工作 數(shù)據(jù)通過PROFIBUS現(xiàn)場總線在兩個(gè)觸摸屏TP27-10得到動(dòng)態(tài)顯示， 最后在收集工位自動(dòng)得到一箱對應(yīng)

4、一個(gè)銷售網(wǎng)點(diǎn)的用戶配料。為了提 高調(diào)系統(tǒng)試效率,我們在DELPHI和Microsoft Access數(shù)據(jù)庫平臺上 編寫了用于PLC控制程序的調(diào)試軟件。從上看出該系統(tǒng)能否研制成功必須要解決的問題是：西門子S7-300 系列PLC通訊協(xié)議不公開，管理計(jì)算機(jī)和調(diào)試計(jì)算機(jī)上第三方軟件編 制的程序如何實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與西門子S7-300系列PLC信息交換？通過技 術(shù)調(diào)研和實(shí)際調(diào)試，我們成功實(shí)現(xiàn)了在VB、DELPHI程序開發(fā)平臺上 開發(fā)的管理程序及調(diào)試程序與S7-300系列PLC通信，順利完成了系 統(tǒng)研制任務(wù)。限于篇幅，本文以調(diào)試軟件的通信實(shí)現(xiàn)方法來討論第三 方應(yīng)用軟件與西門子S7-300 PLC的通信問題。2

5、調(diào)試軟件設(shè)計(jì)根據(jù)PLC控制程序的調(diào)試要求，該調(diào)試軟件使用DELPHI的數(shù)據(jù)庫技 術(shù)把事先設(shè)計(jì)的60個(gè)配方數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫，根據(jù)調(diào)試需要也可通過人 機(jī)界面對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行任意修改，當(dāng)執(zhí)行“下傳數(shù)據(jù)”命令時(shí) 把數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)字段進(jìn)行一定數(shù)據(jù)處理后通過調(diào)用PRODAVE S7軟 件包寫入PLC中對應(yīng)的DB (DATA BLOCKS)塊，其中一條記錄對應(yīng)一 個(gè)DB塊，每條記錄的一個(gè)字段對應(yīng)該DB塊中的一個(gè)字。該調(diào)試軟件 也可按一定順序讀PLC中各DB塊中的字，并把讀取的數(shù)據(jù)經(jīng)過處理 后寫入數(shù)據(jù)庫，以供調(diào)試人員檢查寫入數(shù)據(jù)的正確性。PC機(jī)與PLC CPU318-2DP MPI 口之間的數(shù)據(jù)通信是通過P

6、C/MPI適配器硬件連接實(shí) 現(xiàn)的。3數(shù)據(jù)通信3.1 通信軟件實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與PLC之間的數(shù)據(jù)通信是一個(gè)棘手的問題。西門子公司的 PRODAVE S7軟件包的動(dòng)態(tài)鏈接庫(DLL)提供了大量的基于Windows NT, Windows95/98, Windows3. 11或MS-DOS的函數(shù)，這樣就使用戶解決 PLC與PC之間的數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)處理問題變?yōu)榭赡堋?.2 通信函數(shù)在DELPHI的Object Pascal語言中，要訪問動(dòng)態(tài)鏈接庫DLL(Dynamic Link Library )中的例程有兩種方式。一種是靜態(tài)引入方式；另一種 是動(dòng)態(tài)引入方式。木軟件使用靜態(tài)引入方式，即在單元的Interfa

7、ce部分用External 指示字列出要從DLL中引入的例程。如果要引入的例程比較多，就可 以用一個(gè)專門的單元來集中聲明要引入的例程。PLC控制程序調(diào)試軟件用到的PRODAVE函數(shù)主要有：(l)load_tool PC機(jī)與PLC系統(tǒng)初始化鏈接；(2)unload_tool斷開PC機(jī)與PLC系統(tǒng)鏈接；1 /1(3) db_read從PLC的DB塊中讀數(shù)據(jù)字；(4)db_write向PLC的DB塊中寫數(shù)據(jù)字。3.3通信程序的實(shí)現(xiàn)在該調(diào)試軟件中用一個(gè)專門的單元集中聲明要引入的PRODAVE S7動(dòng) 態(tài)鏈接庫的例程，然后在程序中在引用這個(gè)單元，即把引入單元prodave加到程序的Uses子句。該引入單

8、元的代碼如下：unit prodave;interfacetypeTadr_tab1e_type=recordadr:byte; segmentid:byte;slotno:byte; rackno:byte;end;functionload_tool(no:Byte;name:PChar;adr_table_type:PChar):Integer;stdcall; external ，zw95_s7. dll；function unload_tool:Integer;stdcal1;external w95_s7,dll； functiondb_read(blockno:integer;no

9、:integer;amount:pointer;buffer:po inter):integer;stdcall;external w95_s7. dll；functiondb_write(blockno:integer;no:integer;amount:pointer;buffer：pointer):integer;stdcall;external w95_s7. dll;implementationend.在調(diào)試軟件的主程序中調(diào)用該引入單元前，須將軟件包prodave. pas 文件加到工程中。這樣才能在主程序中調(diào)用w95_s7.dll中的函數(shù)， 具體程序調(diào)用實(shí)現(xiàn)如下：implement

10、ationuses prodave;$R *. DFM) beginplc_adr_table 0 :二 2; address plc_adr_table 1 := 0;segment id)plc_adr_table2 :=2; slotno plc_adr_table3 := 0; rackno) plc_adr_table 4 := 0;res := Load_tool (1, SyONLINE, plc_adr_table); 初始化鏈接 函數(shù)load_tool的作用在于初始化適配器，初始化參數(shù)的地址以及激 活選定的界面。程序在讀寫PLC數(shù)據(jù)前應(yīng)該用該函數(shù)初始化PC機(jī)與 PLC的連接。

11、此函數(shù)傳送以下3個(gè)參數(shù)：no：此參數(shù)設(shè)置可激活連接的數(shù)量，連接個(gè)數(shù)可以達(dá)到16個(gè)。此例中，no=l；device：用戶驅(qū)動(dòng)設(shè)備名稱，如MPI驅(qū)動(dòng)器的設(shè)備名為“S70NLINE”； plc_adr_table：連接部分的地址列表指針。如果沒有錯(cuò)誤，此函數(shù)返回0,否則返回錯(cuò)誤信息的相應(yīng)十六進(jìn)制代 碼。下面給出數(shù)據(jù)下載程序：beginerror:=false;tablel. first; 定位到配方表的首記錄for i:=2 to 61 do /把60個(gè)配方數(shù)據(jù)寫到 DB2-DB61beginfor j:=l to 42 do 把42個(gè)庫位的自動(dòng)配煙數(shù)的值高低字節(jié)調(diào)換位 置存入buffer數(shù)組beg

12、inc0:=tablel. fields, fields j. asinteger;clow:二cO shl 8;chigh:=c0 shr 8;cdate:=clow xor chigh;buffer j-l:=cdate;end;anzahl:=42;dbno:=i; DB 塊dwno:=l; 第1個(gè)數(shù)據(jù)字，即DW21/1res := db_write(dbno, dwno, anzahl, buffer);函數(shù)db_write()的作用是從PC機(jī)的數(shù)組變量“buffer”中給PLC的 第“dbn?！眰€(gè)數(shù)據(jù)塊中從“dwn?！眰€(gè)數(shù)據(jù)字開始寫“anzahl”個(gè)數(shù) 據(jù)字。如果數(shù)據(jù)塊不存在，將返回

13、錯(cuò)誤信息的代碼。如果要寫的數(shù)據(jù) 字?jǐn)?shù)目的長度超過了數(shù)據(jù)塊的長度，要寫的數(shù)據(jù)字的長度將得到更 正，同時(shí)此函數(shù)還返回303H的錯(cuò)誤信息。需要特別注意的是：數(shù)據(jù)在緩沖區(qū)存放的順序是從高字節(jié)到低字節(jié)。 而Object Pascal語言中，變量類型為word的變量，它的數(shù)據(jù)存放順 序是從低字節(jié)到高字節(jié)。因而，在對所讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作時(shí)或給 PLC數(shù)據(jù)塊中寫數(shù)據(jù)字時(shí)要進(jìn)行相應(yīng)的處理。結(jié)束程序之前，必須調(diào)用適配器函數(shù)unload_tool斷開PC機(jī)與PLC 的連接。否則，將引起PC機(jī)死機(jī)，或者系統(tǒng)紊亂。由于數(shù)據(jù)上傳與數(shù)據(jù)下載的實(shí)現(xiàn)方法相近，限于篇幅，數(shù)據(jù)上傳實(shí)現(xiàn) 的方法本文不予介紹，請讀者參考數(shù)據(jù)下載實(shí)現(xiàn)方法部分。4結(jié)束語運(yùn)用DELPHI開發(fā)環(huán)境編寫的PLC控制程序調(diào)試軟件，具有界面友好、 人機(jī)交互功能方便、數(shù)據(jù)庫功能強(qiáng)大靈活的優(yōu)點(diǎn)，具有一定的通用性 和實(shí)用性。而且通過調(diào)用PRODAVE S7軟件包的動(dòng)態(tài)鏈接庫實(shí)現(xiàn)PC機(jī) 對PLC CPU318-2DP數(shù)據(jù)的讀寫操作，不但數(shù)據(jù)傳輸數(shù)率快，而且數(shù) 據(jù)傳輸正確率高。在對PLC控制系統(tǒng)的調(diào)試過程中，可以大大縮短調(diào) 試