1 引言
由于plc結構緊湊、可靠性高、靈活性強，因而廣泛應用于各種自動化系統(tǒng)。現(xiàn)在普遍采用觸摸屏加plc的方法來監(jiān)控設備，但觸摸屏視角窄、不適應惡劣環(huán)境，且plc的數(shù)據存儲能力相當有限、不易實現(xiàn)大規(guī)模網絡互聯(lián)。有鑒于此，我們采用優(yōu)秀的可視化軟件visual basic，由計算機加plc組建監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)既克服了由觸摸屏加plc組建的監(jiān)控系統(tǒng)的不足，又可完成對設備的實時監(jiān)控。
2 串行通訊協(xié)議
計算機與plc通訊時，一般由計算機發(fā)命令給plc，啟動通信，plc收到命令后自動發(fā)回應答。下面給出了命令幀、應答幀以及幀檢查的結構。
fcs（frame checksum）表示報頭開始到報文結束間所有數(shù)據執(zhí)行邏輯加操作所得的結果。
它由兩位ascii碼字符組成，每次plc接收到計算機發(fā)送過來的一幀數(shù)據，即計算其校驗和，結果記為fcs2，將fcs2與幀中所包含的fcs1比較，可檢查該幀是否有數(shù)據錯誤。如果有數(shù)據錯誤，plc立即發(fā)送錯誤信息給計算機，利用這一機制，有效防止了數(shù)據傳輸錯誤。
3 串行通信口初始化
3.1 計算機串行通信口初始化
vb的mscomm控件通過串行端口傳送和接收數(shù)據。因此，可通過對visual basic的mscomm控件的相關屬性的設置來對串口進行初始化。
mscomm控件的主要屬性如表1
計算機串口初始化程序段如下：
with mscomm1
.portopen = false
.commport = 1 file://設置通信端口號為1
.settings=“9600，n，8，1” file://波特率為9600，不作
file://字符校驗，8位數(shù)據位，1位停止位
.portopen=true file://打開通信端口
.inputmode=cominputmodebinary file://以字節(jié)方式接收數(shù)據
end with
3.2 plc串行通信口初始化
西門子s7-200可以采用用戶定義通信協(xié)議（自由口）模式實現(xiàn)計算機與plc、plc與plc的通信。自由口通信是通過用戶程序控制s7-200 cpu串行通信口的操作模式。利用自由口模式可實現(xiàn)用戶定義通信協(xié)議連接多種智能設備。s7-200 cpu自由口的控制字節(jié)描述如表2。
plc串口初始化程序如下：
ld sm0.1 file://首次掃描閉合
movb 16#09，smb30 file://初始化自由口，9600波特率，
file://8位數(shù)據，無校驗
movb 16#e0，smb87 file://初始化接收控制信息，檢測信
file://息結束符、空閑線信息條件
movb 16#24，smb88 file://信息字符開始
movb 16#2a，smb89 file://信息字符結束
movb +5，smw90 file://設置空閑線超時時間
movb 200，smb94 file://設置最大允許接收字符數(shù)
atch int_0，23 file://設置接收完成中斷
atch int_1，9 file://設置發(fā)送完成中斷
eni file://設置用戶中斷允許
4 實時數(shù)據傳輸處理
因為各種原因，使得系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生了變化，因此，監(jiān)控系統(tǒng)必須具備實時性要求，也就是說，只要設備狀態(tài)一改變，監(jiān)控系統(tǒng)就將信息采集并傳送到計算機，以便監(jiān)控人員及時了解現(xiàn)場，對現(xiàn)場情況作出判斷、進行相應的操作。實時性包括計算機與plc實時通信以及plc實時監(jiān)控所聯(lián)設備狀態(tài)兩方面內容。
4.1 計算機實時數(shù)據處理
該部分由vb的timer控件完成。通過引發(fā)timer事件（timer事件是vb模擬實時計時器的事件），timer控件可以定時執(zhí)行規(guī)定的操作，使得plc所連接的設備狀態(tài)信息及時傳送到計算機。
timer控件主要屬性如表3，該部分的程序框圖如圖1所示。
4.2 plc實時數(shù)據處理
由于s7-200系列plc在自由口模式下，通信協(xié)議完全由梯形圖程序控制。s7-200cpu連續(xù)掃描用戶程序、執(zhí)行用戶任務。plc在程序執(zhí)行過程中，基于穩(wěn)定、快速、靈活等方面考慮，cpu每個掃描周期都通過輸入輸出映像寄存器來執(zhí)行實際輸入輸出操作，即讀實際輸入點值到映像寄存器、寫映像寄存器值到實際輸出點。由于在中斷中不能順利進行數(shù)據讀寫操作，因此，可通過編程，利用plc循環(huán)掃描執(zhí)行程序的特點，使得在程序掃描期間實現(xiàn)數(shù)據存儲區(qū)與輸入輸出映像寄存器區(qū)交換數(shù)據，也就是說，計算機只要通過與數(shù)據存儲區(qū)實時完成通信就可達到實時監(jiān)控實際輸入輸出點的效果。
該部分的程序段如下：
主程序部分：
ld sm0.1 file://首次掃描閉合
call subr_0 file://調用子程序0
movb 1，vb0 file://vb0.0置1
ld vb0.0 file://設置數(shù)據存儲區(qū)與映像區(qū)交換數(shù)據條件
call subr_1 file://調用子程序1
┇
end file://主程序結束
子程序1部分程序如下：
ld sm0.0 file://始終閉合
movd vd101，id0 file://數(shù)據存儲區(qū)寫數(shù)據到數(shù)字量輸入
file://映像區(qū)
movd id0，vd101 file://讀數(shù)字量輸入映像區(qū)數(shù)據到數(shù)據
file://存儲區(qū)
movd vd201，qd0 file://數(shù)據存儲區(qū)寫數(shù)據到數(shù)字量輸
file://出映像區(qū)
movd qd0，vd201 file://讀數(shù)字量輸出映像區(qū)數(shù)據到數(shù)
file://據存儲區(qū)
movw aiw0，vw301 file://讀模擬量輸入映像區(qū)到數(shù)據存
file://儲區(qū)
movw vw401，aqw0 file://數(shù)據存儲區(qū)寫數(shù)據到模擬量輸
file://出映像區(qū)
┇
cret file://子程序返回
發(fā)送、接收部分：
rcv vb500，0 file://從端口0接收數(shù)據存于vb500單元
file://起始的連續(xù)單元
xmt vb55，0 file://將vb55單元后的指定數(shù)據從端口0
file://連續(xù)發(fā)出
5 結束語
從以上敘述，可以看到，由計算機與plc組建實時監(jiān)控系統(tǒng)關鍵在于解決計算機與plc實時通信、plc對設備狀態(tài)實時監(jiān)控問題。計算機與plc組建的實時監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)成本低、實時性好、操作簡便、通用性強，利用計算機易組網功能，既可以做到工廠內部網絡互聯(lián)、信息共享，又可通過調制解調器連接因特網，使異地信息共享、遠程監(jiān)控變?yōu)楝F(xiàn)實。實際工程中，該系統(tǒng)在惡劣的工業(yè)環(huán)境下工作穩(wěn)定、可靠，具有一定的應用推廣價值。