1 引言
PLC和单片机各有所长。PLC可靠性高,功能强大,控制程序可变,抗干扰能力强,并且具有较强的负载驱动能力,适合于各种恶劣的现场环境,可用作机械设备的主控器件。西门子公司S7-200系列可编程逻辑控制器,可以满足多种多样的自动化控制需要。但是PLC控制器本身并不带键盘、显示器等人机交互设备,不能实现对控制参数的在线调整及系统运动状态的显示。单片机体积小,价格低,使用灵活,适用于家用电器、办公设备、仪器仪表及传感器内部的核心器件,功能强大。为满足工业智能化生产的要求,在实际应用中,往往需要把PLC和单片机结合起来共同组成控制系统,发挥出各自的功能优势[1] 。
本文主要论述了智能锡焊机中S7-200系列PLC的自由口串行通信,以及运用串行通信技术实现单片机和PLC之间的自由口通信。其中硬件以PLC为主机,单片机为从机,AT89C51单片机输出信号通过RS-485总线与PLC进行通信,并简单介绍了通信协议。
2 硬件组成
锡焊机中S7-200(本机为CPU226)系列PLC与AT89C51单片机通信的框图如图1所示。由于单片机串行口输出的是TTL 电平,而PLC自由口输出的是RS -485信号,所以在系统硬件设计中使用MAX485芯片进行电平转换,将TTL电平转换为RS-485电平,以提高系统的稳定性。单片机的串行通信线RXD和TXD通过图l电路转换为RS-485信号和PLC通信。AT89C51采用中断方式对接收的PLC数据进行查询,将模拟量转换成数字量,经滤波后送发送缓冲区的数据段并送显示缓冲区显示,进行实时监控。
3 S7-200系列PLC的自由口通信
S7-200系列的PLC可以在四种通信模式下工作:PPI模式、MPI模式、PROFIBUS-DP模式和自由口通信模式。其中,PPI和MPI是西门子专门开发的通信协议。PPI协议用于点对点接口,是一个主/从协议。MPI协议适用于多点接口,可以是主/主协议或主/从协议。PROFIBUS-DP是西门子支持的现场总线网络。而大多数用户则是选用对用户完全开放的基于RS-485物理规范的自由口通信模式。在自由口通信模式下,通信协议是由用户定义的。用户可以用梯形图程序调用接收中断、发送中断、发送指令(XMT)、接收指令(RCV)来控制通信操作[2]。
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