ch8-PLC通信與上位監(jiān)控軟件

ch8-PLC通信與上位監(jiān)控軟件第一頁(yè)，共31頁(yè)。本章主要內(nèi)容8.1數(shù)據(jù)通信基本概念8.2常用通信接口8.3PLC與上位機(jī)的通信8.4常用上位監(jiān)控組態(tài)軟件介紹第二頁(yè)，共31頁(yè)。

8.1數(shù)據(jù)通信基本概念8.1.1并行通信與串行通信按照傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間順序分類(lèi)并行傳輸：數(shù)據(jù)在多個(gè)信道同時(shí)傳輸?shù)姆绞椒Q(chēng)為并行傳輸。其特點(diǎn)是傳輸速度快，但由于一個(gè)并行數(shù)據(jù)有多少位二進(jìn)制數(shù)，就需要有多少根傳輸線，因而成本較高。通常并行傳輸用于傳輸速率高的近距離傳輸。串行傳輸：數(shù)據(jù)在一個(gè)信道上，按位順序傳輸?shù)姆绞?，稱(chēng)為串行傳輸。其特點(diǎn)是，串行傳輸通常只需要一根到兩根的傳輸線，在遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)通信線路簡(jiǎn)單、成本低，但與并行傳輸相比傳輸速度慢，故常用于遠(yuǎn)距離傳輸而速度要求不高的場(chǎng)合。第三頁(yè)，共31頁(yè)。

8.1數(shù)據(jù)通信基本概念8.1.2異步通信與同步通信異步傳輸：被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)編碼為一串脈沖，每個(gè)傳輸?shù)淖址加幸粋€(gè)附加的起始位和多個(gè)停止位，字節(jié)傳輸由起始位“0”開(kāi)始，然后是被編碼的字節(jié)。第四頁(yè)，共31頁(yè)。8.1.2異步通信與同步通信同步傳輸：它把每個(gè)完整的數(shù)據(jù)塊（幀）作為一個(gè)整體來(lái)傳輸。同步傳輸在數(shù)據(jù)開(kāi)始處，用同步字符來(lái)指示，由定時(shí)信號(hào)（時(shí)鐘）來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)送端同步，一旦檢測(cè)到與規(guī)定的字符相符合，接下來(lái)就是按順序傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。第五頁(yè)，共31頁(yè)。

8.1數(shù)據(jù)通信基本概念8.1.3單工通信與雙工通信單工通信方式：信息的傳輸始終保持同一個(gè)方向，而不能進(jìn)行反向傳送。半雙工通信方式：信息流可以在兩個(gè)方向上傳送，但同一時(shí)刻只限于一個(gè)方向傳送。全雙工通信方式。全雙工通信能在兩個(gè)方向上同時(shí)發(fā)送和接收。第六頁(yè)，共31頁(yè)。8.2常用通信口8.2.1RS-232CRS-232C（串行接口標(biāo)準(zhǔn)）是1969年由美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA，ElectronicIndustriesAssociation）所公布的串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)它既是一種協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，又是一種電氣標(biāo)準(zhǔn)。RS-232C采用負(fù)邏輯，規(guī)定邏輯“l(fā)”電平在-5V～-15V范圍內(nèi)，邏輯“0”在+5V～+15V范圍內(nèi)。這樣在線路上傳送的電平可高達(dá)土12V，較之小于+5V的TTL電平來(lái)說(shuō)有更強(qiáng)的抗干擾性能。RS-232C標(biāo)準(zhǔn)中還規(guī)定：最大傳送距離為15m（實(shí)際上可達(dá)約30m），最高傳送速率為20kbit/s。第七頁(yè)，共31頁(yè)。8.2常用通信口8.2.2RS-422RS-422標(biāo)準(zhǔn)全稱(chēng)是“平衡電壓數(shù)字接口電路的電氣特性”，它定義了接口電路的特性。由于接收器采用高輸入阻抗和發(fā)送驅(qū)動(dòng)器比RS-232更強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力，故允許在相同傳輸線上連接多個(gè)接收節(jié)點(diǎn)，最多可接10個(gè)節(jié)點(diǎn)。即一個(gè)為主設(shè)備（Master），其余為從設(shè)備（Salve），從設(shè)備之間不能通信，所以RS-422支持點(diǎn)對(duì)多的雙向通信。RS-422的最大傳輸距離為4000英尺（約1219m），最大傳輸速率為10Mb/s。第八頁(yè)，共31頁(yè)。8.2常用通信口8.2.3RS-485EIA在RS-422的基礎(chǔ)上制定了RS-485標(biāo)準(zhǔn)，增加了多點(diǎn)、雙向通信能力，通常在要求通信距離為幾十米至上千米時(shí)，廣泛采用RS-485收發(fā)器。RS-485收發(fā)器采用平衡發(fā)送和差分接收，即在發(fā)送端，驅(qū)動(dòng)器將TTL電平信號(hào)轉(zhuǎn)換成差分信號(hào)輸出；在接收端，接收器將差分信號(hào)變成TTL電平，因此具有抑制共模干擾的能力，加上接收器具有高的靈敏度，能檢側(cè)低達(dá)200mV的電壓，故數(shù)據(jù)傳輸可達(dá)千米以外。RS-485與RS-422一樣，最大傳輸速率為10Mb/s。當(dāng)波特率為1200bps時(shí)，最大傳輸距離理論上可達(dá)15km。第九頁(yè)，共31頁(yè)。8.2常用通信口8.2.4USB接口USB全稱(chēng)是UniversalSerialBus（通用串行總線），現(xiàn)在USB已經(jīng)發(fā)展到了2.0版本。USB接口有以下一些特點(diǎn):數(shù)據(jù)傳輸速率高數(shù)據(jù)傳輸可靠同時(shí)掛接多個(gè)USB設(shè)備USB接口能為設(shè)備供電支持熱插拔第十頁(yè)，共31頁(yè)。8.3PLC與上位機(jī)的通信8.3.1硬件連接使用計(jì)算機(jī)連接功能時(shí)，可以RS-232C通信和RS-485（RS-422）通信兩種方式中的任意一種進(jìn)行連接。通過(guò)RS-232C通信方式連接：連接1臺(tái)。并且要確保通信距離在15m以?xún)?nèi)。通過(guò)RS-485（RS-422）通信方式連接：最多可以連接16臺(tái)。并且要確保通信距離在500m以?xún)?nèi)。第十一頁(yè)，共31頁(yè)。8.3PLC與上位機(jī)的通信8.3.2FX系列PLC的通信協(xié)議計(jì)算機(jī)與PLC連接數(shù)據(jù)流的傳輸格式計(jì)算機(jī)和PLC之間數(shù)據(jù)交換和傳輸有三種形式：計(jì)算機(jī)從PLC中讀數(shù)據(jù)；計(jì)算機(jī)向PLC寫(xiě)數(shù)據(jù)和PLC向計(jì)算機(jī)寫(xiě)數(shù)據(jù)。不論計(jì)算機(jī)和PLC之間交換和傳輸數(shù)據(jù)時(shí)用哪種數(shù)據(jù)流形式，都按圖所示的格式進(jìn)行。第十二頁(yè)，共31頁(yè)。8.3.2FX系列PLC的通信協(xié)議控制代碼工作站號(hào)：工作站號(hào)決定計(jì)算機(jī)訪問(wèn)哪一臺(tái)PLC，同一網(wǎng)絡(luò)中各PLC的站號(hào)不能重復(fù)PLC標(biāo)識(shí)：PLC的標(biāo)識(shí)號(hào)用于識(shí)別PLC網(wǎng)絡(luò)中的CPU，用兩個(gè)ASCII字符來(lái)表示第十三頁(yè)，共31頁(yè)。8.3.2FX系列PLC的通信協(xié)議命令:用來(lái)指定操作的類(lèi)型第十四頁(yè)，共31頁(yè)。8.3.2FX系列PLC的通信協(xié)議報(bào)文時(shí)間:用來(lái)決定當(dāng)PLC接收到從計(jì)算機(jī)發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)后，需要等待的最少時(shí)間，然后才能向計(jì)算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)字符:數(shù)據(jù)字符即所需發(fā)送的數(shù)據(jù)報(bào)文信息，其字符個(gè)數(shù)由實(shí)際情況決定。校驗(yàn)和代碼:校驗(yàn)和代碼用來(lái)校驗(yàn)接收到的信息中數(shù)據(jù)是否正確?？刂拼a計(jì)算機(jī)從PLC讀取數(shù)據(jù)第十五頁(yè)，共31頁(yè)。8.3.2FX系列PLC的通信協(xié)議計(jì)算機(jī)向PLC寫(xiě)數(shù)據(jù)第十六頁(yè)，共31頁(yè)。8.3PLC與上位機(jī)的通信8.3.3FX系列PLC與上位機(jī)通信程序上位機(jī)通信程序可采用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)，也可采用各種高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)。PLC與上位機(jī)進(jìn)行通信時(shí)，可以采用工控組態(tài)軟件，也可采用PLC廠家提供的通信軟件。第十七頁(yè)，共31頁(yè)。8.4常用上位監(jiān)控組態(tài)軟件介紹監(jiān)控組態(tài)軟件在計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用。現(xiàn)代計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的功能越來(lái)越強(qiáng)，除了完成基本的數(shù)據(jù)采集和控制功能外，還要完成故障診斷、數(shù)據(jù)分析、報(bào)表的形成和打印、與管理層交換數(shù)據(jù)以及為操作人員提供靈活方便的人機(jī)界面。另外，隨著生產(chǎn)規(guī)模的變化，要求計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的規(guī)模也跟著變化，同時(shí)要求計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用軟件有很強(qiáng)的開(kāi)放性和靈活性。目前，除了一些小型的應(yīng)用需要開(kāi)發(fā)者自己編寫(xiě)應(yīng)用程序，凡屬大中型的應(yīng)用，最明智的辦法應(yīng)該是選擇一個(gè)合適的組態(tài)軟件。這樣，既可以大大地縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間，也使得系統(tǒng)的可靠性有了保證。第十八頁(yè)，共31頁(yè)。8.4常用上位監(jiān)控組態(tài)軟件介紹組態(tài)：（configuration）有設(shè)置、配置等含義。在工業(yè)控制中，組態(tài)一般是指通過(guò)對(duì)軟件采用非編程的操作方式，主要有參數(shù)填寫(xiě)、圖形連接和文件生成等，使得軟件乃至整個(gè)系統(tǒng)具有各種指定的功能。開(kāi)發(fā)商事先開(kāi)發(fā)好一套具有一定通用性的軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，生產(chǎn)（或者選擇）若干種規(guī)格的硬件模塊（如I／O模塊、通信模塊、現(xiàn)場(chǎng)控制模塊），然后，再根據(jù)用戶(hù)的要求在軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，以及進(jìn)行硬件模塊的連接。這種軟件的二次開(kāi)發(fā)工作就稱(chēng)為組態(tài)。組態(tài)軟件：相應(yīng)的軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)就稱(chēng)監(jiān)控組態(tài)軟件，簡(jiǎn)稱(chēng)組態(tài)軟件。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在完成組態(tài)之前只是一些硬件和軟件的集合體，只有通過(guò)組態(tài)，才能使其成為一個(gè)具體的滿(mǎn)足生產(chǎn)過(guò)程需要的應(yīng)用系統(tǒng)。第十九頁(yè)，共31頁(yè)。8.4常用上位監(jiān)控組態(tài)軟件介紹組態(tài)軟件主要解決的問(wèn)題如何與采集、控制設(shè)備間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。使來(lái)自設(shè)備的數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)圖形畫(huà)面上的各元素關(guān)聯(lián)起來(lái)。處理數(shù)據(jù)報(bào)警及系統(tǒng)報(bào)警。存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)并支持歷史數(shù)據(jù)的查詢(xún)。各類(lèi)報(bào)表的生成和打印輸出。為使用者提供靈活、多變的組態(tài)工具，可以適應(yīng)不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求。最終生成的應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠。具有與第三方程序的接口，方便數(shù)據(jù)共享。第二十頁(yè)，共31頁(yè)。8.4常用上位監(jiān)控組態(tài)軟件介紹8.4.1KINGVIEW組態(tài)軟件KingView（即組態(tài)王）是目前國(guó)內(nèi)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、市場(chǎng)占有率相對(duì)較高的組態(tài)軟件。組態(tài)王運(yùn)行于Windows9x／NT／XP平臺(tái)。組態(tài)王的應(yīng)用領(lǐng)域幾乎囊括了大多數(shù)行業(yè)的工業(yè)控制，采用了多線程、COM組件等新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)多任務(wù)，軟件運(yùn)行可靠。組態(tài)王軟件包由工程管理器、工程瀏覽器、畫(huà)面運(yùn)行系統(tǒng)、信息窗口等4部分組成。工程瀏覽器內(nèi)嵌畫(huà)面開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，即組態(tài)王開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。第二十一頁(yè)，共31頁(yè)。8.4.1KINGVIEW組態(tài)軟件構(gòu)造應(yīng)用程序之前，您要仔細(xì)規(guī)劃您的項(xiàng)目，主要考慮三方面問(wèn)題：圖形：您希望用怎樣的圖形畫(huà)面來(lái)模擬實(shí)際的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的相應(yīng)的工控設(shè)備？用組態(tài)王系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序是以“畫(huà)面”為程序單位的，每一個(gè)“畫(huà)面”對(duì)應(yīng)于程序?qū)嶋H運(yùn)行時(shí)的一個(gè)Windows窗口。數(shù)據(jù)：怎樣用數(shù)據(jù)描述工控對(duì)象的各種屬性？也就是創(chuàng)建一個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，用此數(shù)據(jù)庫(kù)中的變量來(lái)反映工控對(duì)象的各種屬性。您的規(guī)劃中可能還要為臨時(shí)變量預(yù)留空間。動(dòng)畫(huà)：數(shù)據(jù)和圖形畫(huà)面中的圖素的連接關(guān)系是什么？也就是畫(huà)面上的圖素以怎樣的動(dòng)畫(huà)來(lái)模擬現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行，以及怎樣讓操作者輸入控制設(shè)備的指令。第二十二頁(yè)，共31頁(yè)。8.4.1KINGVIEW組態(tài)軟件組態(tài)王KingView建立應(yīng)用程序一般過(guò)程如下：建立項(xiàng)目第二十三頁(yè)，共31頁(yè)。8.4.1KINGVIEW組態(tài)軟件設(shè)計(jì)圖形界面第二十四頁(yè)，共31頁(yè)。8.4.1KINGVIEW組態(tài)軟件設(shè)備配置第二十五頁(yè)，共31頁(yè)。8.4.1KINGVIEW組態(tài)軟件構(gòu)造數(shù)據(jù)庫(kù)第二十六頁(yè)，共31頁(yè)。8.4.1KINGVIEW組態(tài)軟件動(dòng)畫(huà)連接運(yùn)行與調(diào)試第二十七頁(yè)，共31頁(yè)。8.4.2CITECT組態(tài)軟件CITECT是由總部設(shè)在澳大利亞的CiTechnologies公司開(kāi)發(fā)的。是國(guó)外著名的、應(yīng)用領(lǐng)域較廣泛的工業(yè)控制組態(tài)軟件之一。它可以下掛各種PLC、DCS以及各種工業(yè)PC機(jī)、RTU等。適用于石油、化工、冶金、輕工等大中型企業(yè)，實(shí)現(xiàn)公司級(jí)、工廠級(jí)或車(chē)間級(jí)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和生產(chǎn)過(guò)程管理。由于它具有良好的開(kāi)發(fā)環(huán)境、強(qiáng)大的PLC接口通信協(xié)議支持、實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)以及高效完整的Cicode監(jiān)控語(yǔ)言和函數(shù)集，使其在數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和過(guò)程控制等系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。第二十八頁(yè)，共31頁(yè)。8.4.2CITECT組態(tài)軟件Citect的主要性能特點(diǎn)強(qiáng)大的通信協(xié)議支持支持三維彩色圖形設(shè)計(jì)軟件趨勢(shì)圖報(bào)警功能在線生成報(bào)表功能完全冗余多