G3小型PLC與Flash存儲設備進行自由口通訊
1 引言
和利時G3系列PLC是杭州和利時公司自主研發(fā)的小型一體化PLC產(chǎn)品。G3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(tǒng)具有很多現(xiàn)場設備，其中一部分現(xiàn)場設備可能不支持標準的通訊協(xié)議， 但是還需要與第三方控制設備進行數(shù)據(jù)通訊，任何一個廠商的PLC都不可能支持所有現(xiàn)場設備的數(shù)據(jù)通信協(xié)議。如何實 PLC與非標準協(xié)議的第三方設備進行互聯(lián)呢，G3系列PLC推出了自由口的通訊方式，可以實現(xiàn)與任何協(xié)議的第三方設備進行互聯(lián)。本文介紹的是G3系列PLC通過自由口與Flash存儲設備進行數(shù)據(jù)通訊。
2 G3系列PLC的通訊方式
G3系列PLC支持多種通訊方式，如Profibus DP、以太網(wǎng)、自由口通訊。G3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、G3專有協(xié)議和自由口通訊協(xié)議。用戶可以用圖程序設定通訊口的協(xié)議、通訊速率、數(shù)據(jù)位、校驗、發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)。下圖為和PLC自由口相關(guān)的功能塊指令。
圖1為設定自由口通訊速率、數(shù)據(jù)位、校驗的指令；圖2為恢復Modbus RTU和G3專有協(xié)議的指令，同時也可以設定通訊速率、數(shù)據(jù)位和校驗；圖3為數(shù)據(jù)發(fā)送指令；圖4為數(shù)據(jù)接收指令。同時軟件中有CRC校驗的功能塊指令，可以進行數(shù)據(jù)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_bbbbb
pDataPOINTER
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(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的設計
該PLC控制系統(tǒng)是應用在節(jié)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(shù)據(jù)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(nèi)部增加一條FLASH芯片，修改PLC的底層程序，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲；第二種方案是通過GPRS收發(fā)器把數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)實時寫入U盤中。我們對運行環(huán)境進行了現(xiàn)場考察和反復研究，在可靠性、穩(wěn)定性、方便性等方面做了大量工作，權(quán)衡利弊，最終選擇了方案三進行實施。
和利時G3系列PLC是杭州和利時公司自主研發(fā)的小型一體化PLC產(chǎn)品。G3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(tǒng)具有很多現(xiàn)場設備，其中一部分現(xiàn)場設備可能不支持標準的通訊協(xié)議， 但是還需要與第三方控制設備進行數(shù)據(jù)通訊，任何一個廠商的PLC都不可能支持所有現(xiàn)場設備的數(shù)據(jù)通信協(xié)議。如何實 PLC與非標準協(xié)議的第三方設備進行互聯(lián)呢，G3系列PLC推出了自由口的通訊方式，可以實現(xiàn)與任何協(xié)議的第三方設備進行互聯(lián)。本文介紹的是G3系列PLC通過自由口與Flash存儲設備進行數(shù)據(jù)通訊。
2 G3系列PLC的通訊方式
G3系列PLC支持多種通訊方式，如Profibus DP、以太網(wǎng)、自由口通訊。G3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、G3專有協(xié)議和自由口通訊協(xié)議。用戶可以用圖程序設定通訊口的協(xié)議、通訊速率、數(shù)據(jù)位、校驗、發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)。下圖為和PLC自由口相關(guān)的功能塊指令。
圖1為設定自由口通訊速率、數(shù)據(jù)位、校驗的指令；圖2為恢復Modbus RTU和G3專有協(xié)議的指令，同時也可以設定通訊速率、數(shù)據(jù)位和校驗；圖3為數(shù)據(jù)發(fā)送指令；圖4為數(shù)據(jù)接收指令。同時軟件中有CRC校驗的功能塊指令，可以進行數(shù)據(jù)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_bbbbb
pDataPOINTER
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(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的設計
該PLC控制系統(tǒng)是應用在節(jié)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(shù)據(jù)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(nèi)部增加一條FLASH芯片，修改PLC的底層程序，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲；第二種方案是通過GPRS收發(fā)器把數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)實時寫入U盤中。我們對運行環(huán)境進行了現(xiàn)場考察和反復研究，在可靠性、穩(wěn)定性、方便性等方面做了大量工作，權(quán)衡利弊，最終選擇了方案三進行實施。
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