西門子PLC的PPI通信協(xié)議研究

1、TECHNOLO GY REVIEW技術縱橫西門子PL C的PPI通信協(xié)議研究中國煙草總公司重慶市市公司物流分公司潘必勝摘要對西門子公司尚未公布的PPI協(xié)議的通信過程、協(xié)議內容和功能實現(xiàn)等方面進行了詳細的研究與分析,掌握了西門子PPI通信協(xié)議的有關技術細節(jié);給出了利用通信程序形成的報文數據,并對其進行測試與分析,能夠用于PLC的遠程監(jiān)控。關鍵詞西門子PLCPPI通信協(xié)議通信程序報文數據遠程監(jiān)控1PPI通信協(xié)議在PPI通信協(xié)議中,計算機和PLC采用主從方式進行通信,主設備是計算機,從設備是PLC。其通信過程是計算機按照通信任務,用一定格式的數據向PLC發(fā)送通信命令。PLC收到命令后,進行命令校驗

2、。如命令數據格式無誤,則PLC向計算機發(fā)出表示命令正確的初步應答信號,計算機在收到初步應答信號后,再向PLC發(fā)送確認命令。PLC收到確認命令后,執(zhí)行命令響應。在實際編程過程中,采用主設備先向從設備發(fā)送請求命令的方案。讓主設備等待一定的時間(確保請求命令響應完成,直接發(fā)送確認命令數據給從設備,再等待一定時間(確保從機對確認命令響應完成,再去讀取從設備對請求命令和確認命令響應的所有數據,并對數據格式進行校驗。如果正確,則進行相應的數據處理;如果數據錯誤,則放棄收到的數據重新進行通信。2通信程序在上位機與PLC通信時,上位機采用VB6.0進行編程,計算機采用PPI電纜或普通的485串口卡與PLC的編

3、程口連接,利用VB6.0的MSComm控件進行數據通信。2.1初始化串口Wit h MSComm1.CommPort=1.settings="19200,E,8,1".R Threshold=0.InputLen=0.EOFEnable=True.InputMode=comInputModeBinary.PortOpen=TrueEnd Wit h2.2請求命令根據需要監(jiān)控數據的內容和PPI協(xié)議的格式要求,完成PLC時鐘設置、PLC時鐘讀取、PLC運行、PLC停止、輸入輸出點強制置位(或復位、按地址取消強制位、全部取消強制位、向PLC各種類型元件存儲單元寫入數據、讀取PLC

4、各種類型元件數據等功能的子程序,根據不同要求產生不同形式的請求報文數組。請求報文數組采用Dim RequestCommand(0To XXAs Byte語句定義為字節(jié)元素數組,利用MSComm1.Output=Request Com2 mand向PLC發(fā)送形成的請求命令。在進行請求命令報文時,每次為不同的請求命令報文數據單元的PDU_REF參數設置特定的代號值,以便對應答數據處理時進行區(qū)分;利用MSComm1.R Threshold= XX語句設置串口CommEvent屬性為comEvReceive,并產生OnComm事件之前要接收的字符數。調用各種功能子程序之前,利用VB語言為每次請求定義一

5、個名稱(特定字符串,以便在OnComm事件中進行不同的處理。2.3確認命令當請求命令發(fā)送后,利用VB的Sleep(XX語句實現(xiàn)響應等待。其中等待時間由請求命令的內容決定,目的是確保請求命令完成。等待結束后發(fā)送確認命令:Dim SureCommand(0To5As ByteSureCommand(0=&H10SureCommand(1=&H2SureCommand(2=&H0SureCommand(3=&H5CSureCommand(4=&H5E技術縱橫TECHNOLO GY REVIEWSureCommand(5=&H16MSComm1.Outp

6、ut=SureCommand2.4串口接收數據當確認命令發(fā)送后,PLC對請求命令進行響應。當數據大于等于MSComm1.R Threshold=XX設定的值時,通信控件串口OnComm事件產生,程序對接收到的數據進行分析應用。在OnComm事件處理程序中,首先根據請求命令名稱的不同而進入不同的處理程序,再根據請求命令報文數據單元的PDU_REF參數和接收的數據個數進行響應數據的有效性判定;對控制數據進行操作成功與否的提示;對監(jiān)視數據則去除無用的報文,提取響應的有效數據進行監(jiān)視畫面數據或狀態(tài)的更新。3實現(xiàn)對PLC監(jiān)控功能的幾種報文由于篇幅所限,本文只給出向PLC發(fā)送請求命令的報文內容。對PLC的

7、響應命令報文讀者可使用超級串口調試程序,參照本文提供的設置數據和提取數據的相關報文,進行逐項分析,即可理解響應命令數據的相應信息含義。以下報文是利用VB程序從Debug.Print中生成提取出來的,已經過實際測試驗證,讀者可以稍加修改在實際工程中采用。為便于理解,筆者對一些關鍵點進行了標注。(1PLC時鐘設置6823236802006C32070000AA AA0008000E 0001120411470200FF09000A0018090213173000000617160902*表示設定的時鐘為09年02月13日17時30分00秒,設置時要求每字節(jié)為2位BCD碼; 06表示星期五(其中:0

8、1H星期日、02H星期一、03H星期二、04H星期三、05H星期四、06H星期五、07H星期六、00H不設置星期。(2PLC時鐘讀取6819196802006C32070000BB BB00080004 00011204114701000A000000A316(3PLC運行6821216802006C32010000DB DB00140000 28000000000000FD000009505F50524F475241 4D6016(4PLC停止681D1D6802006C32010000DC DC00100000 29000000000009505F50524F4752414D6216(5強

9、制置位I07置位:682B2B6802006C32070000DA DA000C00120001120812480B0000000000FF09000E0001100100010000810000070100AB16。Q07置位:682B2B6802006C32070000DADA000C00120001120812480B0000000000FF 09000E0001100100010000820000070100AC16。(6強制復位I07復位:682B2B6802006C32070000DE DE000C00120001120812480B0000000000FF0900 0E00011

10、00100010000810000070000B216。Q07復位:682B2B6802006C32070000DE DE000C00120001120812480B0000000000FF0900 0E0001100100010000820000070000B316。(7取消單個強制位I07取消強制:6829296802006C32070000DFDF000C00100001120812480B0000000000FF09 000C010110010001000081000007B116。Q07取消強制:6829296802006C32070000DFDF000C00100001120812

11、480B0000000000FF09 000C010110010001000082000007B216。(8取消所有強制位681F1F6802006C32070000EA EA000C000600 01120812480B0000000000FF09000202001916。(9寫入數據向PLC中I0.7寫入數據1H(位數據寫入:6820 006802006C32010000D1D1000E00050501120A 1001000100008100000700030001011716。向PLC中QB1寫入數據12H(字節(jié)寫入:682000 6802006C32010000D1D1000E000

12、50501120A10 02000100008200000800040008123316。向PLC中MW10開始的2字節(jié)單元寫入數據12345678H(字寫入:6823006802006C32010000D1 D1000E00080501120A10040002000083 00005000040020123456789C16。向PLC中VD100寫入數據12345678H(雙字寫入:6823006802006C32010000D1D1000E0008 0501120A100600010001840003200004 0020123456787216。一次命令完成向PLC中MB10、VD100

13、、T100寫TECHNOLO GY REVIEW技術縱橫入數據12345678H(多區(qū)數據同時寫入:684C006802 006C32010000D1D1002600190503120A1004 0002000083000050120A10060001000184 000320120A101F000100001F0000640004 00201234567800040020123456780004 00280012345678E916。(10讀取數據從PLC中I0.7讀取位數據:681B1B6802006C 32010000AA AA000E00000401120A10010001 00008

14、1000007BE16。從PLC中QB0讀取字節(jié)數據:681B1B680200 6C32010000AA AA000E00000401120A100200 01000082000000B916。從PLC中SW0讀取字數據:681B1B6802006C 32010000AA AA000E00000401120A10040001 0000040000003D16。從PLC中VD0讀取雙字數據:681B1B680200 6C32010000AA AA000E00000401120A100600 01000184000000C016。一次命令完成從PLC中IB0、QB0、SB0、MB0、VB100、V

15、W200、VD300、T100、C10數據的讀取:687B7B 6802006C32010000AA AA006E0000040912 0A10020001000081000000120A1002000100 0082000000120A10020001000004000000 120A10020001000083000000120A10020001 000184000320120A10040001000184000640 120A10060001000184000960120A101F0001 00001F000064120A101E00010000 1E00000A EC16。4實際應用需

16、要注意的幾個問題在對PLC進行控制或進行數據寫入時,宜先停止上位機對PLC的有效監(jiān)控,響應成功后立即恢復監(jiān)控功能;否則可能導致控制或寫入數據失敗,要連續(xù)幾次重復發(fā)送命令報文才能執(zhí)行成功。由于受PPI通信協(xié)議格式的限制,在一個監(jiān)控畫面中的一次讀取監(jiān)控數據或一次寫入的數據數量不能超過格式所限制的長度要求。由于VB屬于單線程編程語言,監(jiān)控界面刷新頻率受讀取報文響應時間和本身的監(jiān)控界面刷新時間的限制,需要在實際運用過程進行測試和限定。在進行遠程控制編程時,PLC的T、C、HC等程序中的設定值采用PLC的用戶區(qū)(V區(qū)進行設定。結語筆者通過對西門子公司尚未公布的PPI協(xié)議詳細的研究與分析,掌握了西門子PP

17、I通信協(xié)議的有關技術細節(jié);采用VB6.0編寫相關監(jiān)控及通信程序,實現(xiàn)了通過遠程計算機對西門子S72200型PLC的完全控制和各種數據的有效讀寫,并提取分析了實現(xiàn)關鍵功能的報文內容。在筆者所在公司的卷煙分揀包裝機上采用此項技術進行包裝數據的發(fā)送,節(jié)約了硬件成本費用;通過采用先發(fā)送驗證整個線路訂單數據,后切斷通信的方式,避免了實時通信的干擾問題和內存資源的消耗。編者注:本文為期刊縮略版,全文見本刊網站www. 。參考文獻1張仕斌,何大可.Fuzzy Model for Trust EvaluationJ.西南交通大學學報:英文版,2006,14(1:23228.2宋伯生.PLC編程實用指南M.北京

18、:機械工業(yè)出版社,2007.3Siemens.SIMA TIC S72200可編程序控制器系統(tǒng)手冊.E200012H55402C4002V225D00,2002204.4求是科技.Visual Basic6.0程序設計與開發(fā)技術大全M.北京:人民郵電出版社,2004.(收修改稿日期:2009208204Re s e arc h on PPI Communi c a t i on Pro t oc ol Bas e d on Si e me ns PLCChina National Tobacco Corp.Chongqing Corp.Logistic BranchPan Bisheng AbstractThis paper analyzes the content and implementation of Siemens PPI co