Windows CE設(shè)備與PLC串行通信的實(shí)現(xiàn)

2.2 雙方通信程序的設(shè)計(jì)

根據(jù)對(duì)數(shù)控切紙機(jī)控制系統(tǒng)的機(jī)械、電氣、開(kāi)關(guān)量等控制要求，上下位機(jī)之間要就多種不同的數(shù)據(jù)、指令進(jìn)行交互。并且這些數(shù)據(jù)、指令的數(shù)據(jù)位的長(zhǎng)度不同。舉其中的機(jī)器狀態(tài)、機(jī)器參數(shù)、控制命令三種常見(jiàn)的指令為例。機(jī)器狀態(tài)要求下位機(jī)不間斷發(fā)送的機(jī)器的實(shí)時(shí)狀態(tài)，一般包含數(shù)據(jù)量不大。機(jī)器參數(shù)往往是在開(kāi)機(jī)發(fā)送或者重新設(shè)置了機(jī)器的參數(shù)時(shí)發(fā)送，機(jī)器參數(shù)的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)較多，但發(fā)送的次數(shù)較少。控制命令，只有操作者通過(guò)控制面板上的操作時(shí)才會(huì)發(fā)送，它發(fā)送的內(nèi)容也不多，發(fā)送頻率也較低。但由于使用Fx2n PLC的RS數(shù)據(jù)通信時(shí)，在每次進(jìn)行通信時(shí)，必須知道本次要接收內(nèi)容的個(gè)數(shù)。如果把不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)采用定長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的發(fā)送方式，程序設(shè)計(jì)起來(lái)較為簡(jiǎn)單，但是其中包含了大量的無(wú)用數(shù)據(jù)，發(fā)送的效率較低。所以在進(jìn)行PLC通信時(shí)，定義了下面的通信的協(xié)議形式：

其中協(xié)議中具體含義如下表所示：

表2 通信協(xié)議的格式

這樣，通過(guò)在本次通信中加入下次通信的個(gè)數(shù)，在PLC端可以通過(guò)程序判定確定下次發(fā)送內(nèi)容的個(gè)數(shù)，進(jìn)行處理。這樣可以提高發(fā)送的效率，保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性。具體的發(fā)送流程如下圖所示。

圖3 通信流程圖

2.3 對(duì)數(shù)據(jù)接收緩沖區(qū)的處理

通過(guò)研究Windows CE提供的驅(qū)動(dòng)程序代碼可以看出，驅(qū)動(dòng)程序通過(guò)維護(hù)內(nèi)部的軟件緩沖區(qū)來(lái)保障當(dāng)應(yīng)用程序不能及時(shí)響應(yīng)數(shù)據(jù)到來(lái)時(shí)，數(shù)據(jù)會(huì)先保存在驅(qū)動(dòng)程序的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中，而不會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象。但是對(duì)于實(shí)時(shí)響應(yīng)要求很高系統(tǒng)來(lái)說(shuō)就是有害的。這樣最新到來(lái)的數(shù)據(jù)不能被應(yīng)用程序及時(shí)處理，而被堆放到了緩沖區(qū)的后部等待前面的數(shù)據(jù)處理完成后才能被處理，降低系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。為了減少驅(qū)動(dòng)程序數(shù)據(jù)緩沖區(qū)對(duì)系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的影響，可以通過(guò)在串行通信的程序中加入對(duì)串行API函數(shù) PurgeComm的調(diào)用來(lái)及時(shí)清除緩沖區(qū)的內(nèi)容，以保證新到的數(shù)據(jù)及時(shí)被應(yīng)用程序處理，提高通信的實(shí)時(shí)性。

3 總結(jié)

本文詳細(xì)分析了在Windows CE下進(jìn)行串行通信的特點(diǎn)，并設(shè)計(jì)了Windows CE與PLC進(jìn)行串行通信的程序流程和通信格式。實(shí)現(xiàn)了通過(guò)串行通信連接的由Fx2n PLC與PC104模塊組成的上下位機(jī)控制系統(tǒng)，整套系統(tǒng)已經(jīng)成功的應(yīng)用到了高檔數(shù)控切紙機(jī)的電氣和運(yùn)動(dòng)控制。產(chǎn)品經(jīng)過(guò)了用戶(hù)的長(zhǎng)期檢驗(yàn)和國(guó)家的技術(shù)鑒定，合作企業(yè)三年內(nèi)已經(jīng)取得近600多萬(wàn)元的經(jīng)濟(jì)效益。充分證明了整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的可行性和可靠性。并且可以通過(guò)借助Windows CE的可移植性和強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能以及PLC通用性等特點(diǎn)，把這種通過(guò)串行通信連接構(gòu)成的上下位機(jī)結(jié)構(gòu)方式應(yīng)用推廣到其它類(lèi)似的機(jī)電一體化產(chǎn)品中的控制系統(tǒng)應(yīng)用之中。

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