和利時PLC與Flash存儲設備進行自由口通訊方案

1、引言

和利時LM系列PLC是杭州和利時公司自主研發的小型一體化PLC產品。LM系列PLC具有可靠性高、指令豐富、通訊能力強等特點。其支持六種編程語言，包括LD、IL、FBD、SFC、ST、CFC，能夠適應多種PLC編程基礎的人群。一些大的控制系統具有很多現場設備，其中一部分現場設備可能不支持標準的通訊協議，但是還需要與第三方控制設備進行數據通訊，任何一個廠商的PLC都不可能支持所有現場設備的數據通信協議。如何實 PLC與非標準協議的第三方設備進行互聯呢，LM系列PLC推出了自由口的通訊方式，可以實現與任何協議的第三方設備進行互聯。本文介紹的是LM系列PLC通過自由口與 Flash存儲設備進行數據通訊。

2、LM系列PLC的通訊方式

LM系列PLC支持多種通訊方式，如Profibus DP、以太網、自由口通訊。LM系列PLC的CPU模塊本體集成了一個RS232通訊口和一個RS485通訊口，RS232和RS485支持標準的Modbus RTU、LM專有協議和自由口通訊協議。用戶可以用圖程序設定通訊口的協議、通訊速率、數據位、校驗、發送數據和接收數據。下圖為和PLC自由口相關的功能塊指令。

圖1為設定自由口通訊速率、數據位、校驗的指令；圖2為恢復Modbus RTU和LM專有協議的指令，同時也可以設定通訊速率、數據位和校驗；圖3為數據發送指令；圖4為數據接收指令。同時軟件中有CRC校驗的功能塊指令，可以進行數據校驗。也可以通過ST語言方便的編寫校驗程序。以計算CRC 校驗碼為例，下面是變量聲明部分：

FUNCTION_BLOCK Generate_CRC
VAR_INPUT
pData:POINTER
TO BYTE;
byteCounter:WORD;
END_VAR
VAR_OUTPUT
CRC_Code:WORD;
FINISH:BOOL:=FALSE;
END_VAR
VAR
Reg16: WORD;
j: BYTE;
i: WORD;
mval: WORD;
temp_byte: BYTE;
flg: WORD;
END_VAR

以下是ST語言的程序代碼部分：
Reg16 := 16#FFFF;
mval := 16#A001;

FOR i:=0 TO byteCounter-1 BY 1 DO
temp_byte:=pData︿;
pData:=pData+1;
Reg16:=（Reg16 XOR temp_byte）;

FOR j:=0 TO 7 BY 1 DO
flg := 0;
flg:=（Reg16 AND 16#0001）;
Reg16 := SHR（Reg16,1）;
IF （flg = 1） THEN
Reg16:=Reg16 XOR mval;
END_IF;
END_FOR;
END_FOR;

CRC_Code:=Reg16;
FINISH:=TRUE;

3、數據存儲系統的設計

該PLC控制系統是應用在節能汽車上，通過PLC對液壓回路的控制使汽車達到降低油耗的目的，在該車的試驗階段，需要把運行過程中的一些過程數據進行記錄。當時提出了三種設計方案，第一種方案是對PLC進行改造，在內部增加一條FLASH芯片，修改PLC的底層程序，實現數據的存儲；第二種方案是通過GPRS收發器把數據上傳到遠程PC；第三種方案是通過自由口與U盤讀寫模塊進行通訊，把數據實時寫入U盤中。我們對運行環境進行了現場考察和反復研究，在可靠性、穩定性、方便性等方面做了大量工作，權衡利弊，最終選擇了方案三進行實施。

Flash存儲設備首先要配置各項參數，包括接口方式、功能設置、通訊速率等，如圖5所示：

圖5 模塊配置

PLC進行壓力、流量、速度等一些參數的采集，并把數據轉換為ASII碼的形式進行實時存儲。然后通過自由口對U盤讀寫模塊發送指令，U盤讀寫模塊對發送的指令進行響應，并完成相應的讀寫U盤操作。系統要求在每組數據后面進行時間記錄，所以PLC在每次數據發送的同時把時間寫在文件中，程序流程圖如圖6所示：

圖6 程序流程圖

4、結論

經過長時間的應用證明，數據存儲系統的穩定性很好，這種數據存儲的實現方式大大節省了系統的成本，且實現起來較為方便，可以大力推廣?？梢姡琇M系列PLC的自由口應用起來相當靈活，可以方便的和第三方設備進行通訊。