基于PROFIBUS—DP的串口設(shè)備群的集成方案與實(shí)現(xiàn)

3．2串口從站設(shè)備通信方案及程序框圖

本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用多臺(tái)S7—200 PLC來模擬串口設(shè)備群，整個(gè)系統(tǒng)是有應(yīng)答的收發(fā)通信。當(dāng)然也可以采用其他串口設(shè)備，如果采用單純發(fā)送設(shè)備(如條碼掃描器)或單純接收設(shè)備(如顯示屏)，其實(shí)現(xiàn)方法是一樣的，只是編程更加簡(jiǎn)單而已。

圖2 DP主站通訊程序流程圖

對(duì)S7．200 PLC，我們使用其自由口通信方式，用XMT指令發(fā)送數(shù)據(jù)，用RCV指令接收數(shù)據(jù)。因?yàn)橛卸嗯_(tái)PLC串接在網(wǎng)絡(luò)中，每臺(tái)PLC需要接收到有用的數(shù)據(jù)是不同的，所以需要根據(jù)主站所發(fā)送的地址來判斷是發(fā)給哪一個(gè)從站的數(shù)據(jù)，從而該從站進(jìn)行接收，并向主站發(fā)送數(shù)據(jù)。又因?yàn)橥ㄐ潘俣容^快，所以對(duì)地址的判斷需要放到接收完成中斷程序中。其程序框圖如圖3所示。

圖3中中斷O為接收完成中斷，中斷1為時(shí)基中斷，中斷2為發(fā)送完成中斷。時(shí)基中斷的時(shí)間為10ms。

3．3程序設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

在系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中，首先需要注意的是主站自動(dòng)發(fā)送間隔時(shí)間的選擇。對(duì)主站來說，如果接收數(shù)據(jù)過長，接收數(shù)據(jù)時(shí)間大于發(fā)送時(shí)間間隔，那么接收將被發(fā)送打斷，而不能完整地接收數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)在主站中所配置輸入緩沖單元的數(shù)系統(tǒng)所選傳輸速率，算出傳送所需最長報(bào)文數(shù)據(jù)所需要的時(shí)間，將主站定時(shí)器時(shí)間設(shè)定為大于傳送最長報(bào)文的時(shí)間(也可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)置)，才不至于出現(xiàn)主站發(fā)送打斷主站接收的情況，實(shí)現(xiàn)良好的通信效果。

圖3 串口設(shè)備從站通信程序框圖

其次需要注意的是串口設(shè)備從站收發(fā)之間需要有一個(gè)切換時(shí)間。當(dāng)串口設(shè)備收到主站發(fā)送的控制命令后，不能立即向主站發(fā)送數(shù)據(jù)，需要延遲一小段時(shí)間，也就是說需使數(shù)據(jù)線處于一小段空閑時(shí)間后，再向主站發(fā)送數(shù)據(jù)，這樣才能保證傳輸?shù)目煽啃?。通過實(shí)驗(yàn)表明，如果不設(shè)置串口設(shè)備從站收發(fā)切換時(shí)間，在通信中容易造成數(shù)據(jù)丟失，不能實(shí)現(xiàn)良好的循環(huán)通信。在本系統(tǒng)中采用的是時(shí)間中斷方式，定時(shí)時(shí)間為10ms，即串口設(shè)備收發(fā)切換時(shí)間為10ms。

4 結(jié)束語

本系統(tǒng)采用S7—300 PLC作為PROFIBUS主站，使用多臺(tái)S7-200 PLC模擬串口設(shè)備群，配置了6個(gè)字節(jié)緩沖輸入和緩沖輸出，實(shí)驗(yàn)室調(diào)試結(jié)果表明：DP主站能夠按時(shí)間每隔1s輪流對(duì)各個(gè)串口設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)，串口設(shè)備從站能夠在接收到主站發(fā)給自己的數(shù)據(jù)后，及時(shí)地將數(shù)據(jù)從緩沖區(qū)取出，存放到相應(yīng)的存儲(chǔ)單元，停留10ms后從站將自己的數(shù)據(jù)報(bào)告給主站，根據(jù)緩沖區(qū)的配置每次可傳送6個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，主站接收到從站報(bào)告的數(shù)據(jù)后，按不同的從站地址存儲(chǔ)到其相應(yīng)的存儲(chǔ)單元，然后對(duì)下一個(gè)從站進(jìn)行訪問，依此循環(huán)通信。本系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行通信情況良好。

本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)提供的組網(wǎng)方法，以其良好的通信狀況，低廉的成本，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的智能化管理，具有很高的先進(jìn)性，還可以節(jié)約大量的硬件成本。那些存在較多串口設(shè)備，在不更換設(shè)備的情況下需進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)改造的企業(yè)，可借鑒本例的設(shè)計(jì)。