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发表人:siemensfan 发表时间:2007-4-24 18:49:00  

 

 本栏论题: S7-200 PLC之PPI协议   [4241]

    S7-200 PLC之PPI协议
       通过硬件和软件侦听的方法,分析PLC内部固有的PPI通讯协议,然后上位机采用VB编程,遵循PPI通讯协议,读写PLC数据,实现人机操作任务。这种通讯方法,与一般的自由通讯协议相比,省略了PLC的通讯程序编写,只需编写上位机的通讯程序资源
      
      S7-226的编程口物理层为RS-485结构,SIEMENS提供MicroWin软件,采用的是PPI(Point to Point)协议,可以用来传输、调试PLC程序。在现场应用中,当需要PLC与上位机通讯时,较多的使用自定义协议与上位机通讯。在这种通讯方式中,需要编程者首先定义自己的自由通讯格式,在PLC中编写代码,利用中断方式控制通讯端口的数据收发[4]。采用这种方式,PLC编程调试较为烦琐,占用PLC的软件中断和代码资源,而且当PLC的通讯口定义为自由通讯口时,PLC的编程软件无法对PLC进行监控,给PLC程序调试带来不便。
      SIEMENS S7-200PLC的编程通讯接口,内部固化的通讯协议为PPI协议,如果上位机遵循PPI协议来读写PLC,就可以省略编写PLC的通讯代码。如何获得PPI协议?可以在PLC的编程软件读写PLC数据时,利用第三个串口侦听PLC的通讯数据,或者利用软件方法,截取已经打开且正在通讯的端口的数据,然后归纳总结,解析出PPI协议的数据读写报文。这样,上位机遵循PPI协议,就可以便利的读写PLC内部的数据,实现上位机的人机操作功能。
      软件设计
       系统中测控任务由SIEMENS S7-226PLC完成,PLC采用循环扫描方式工作,当定时时间到时,执行数据采集或PID控制任务,完成现场的信号控制。计算机的监控软件采用VB编制,利用MSComm控件完成串口数据通讯,通讯遵循的协议为PPI协议[2]。
       PPI协议
      西门子的PPI(Point to Point)通讯协议采用主从式的通讯方式,一次读写操作的步骤包括:首先上位机发出读写命令,PLC作出接收正确的响应,上位机接到此响应则发出确认申请命令,PLC则完成正确的读写响应,回应给上位机数据。这样收发两次数据,完成一次数据的读写[5]。
      其通讯数据报文格式大致有以下几类:
      1、读写申请的数据格式如下:
      SD LE LER SD DA SA FC DASP SSAP DU FCS ED
      SD:(Start Delimiter)开始定界符(68H)
      LE:(Length)报文数据长度
      LER:(Repeated Length)重复数据长度
      SD: (Start Delimiter)开始定界符(68H)
      SA:(Source Address)源地址,指该地址的指针,为地址值乘以8
      DA:(Destination Address)目标地址,指该地址的指针,为地址值乘以8
      FC:(Function Code)功能码
      DSAP:(Destination Service Access Point)目的服务存取点
      SSAP:(Source Service Access Point)源服务存取点
      DU:(Data Unit)数据单元
      FCS:(Frame Check Sequence)校验码
      ED:(End Delimiter)结束分界符(16H)
      报文数据长度和重复数据长度为自DA至DU的数据长度,校验码为DA至DU数据的和校验,只取其中的末字节值。
      在读写PLC的变量数据中,读数据的功能码为 6CH,写数据的功能码为 7CH。
      2、PLC接收到读写命令,校验后正确,返回的数据格式为 E5H
      3、确认读写命令的数据格式为:
      SD SA DA FC FCS ED
      其中SD为起始符,为10H
      SA为数据源地址
      DA为目的地址
      FC为功能码,取5CH
      FCS为SA+DA+FC的和的末字节
      ED为结束符,取16H
      PPI协议的软件编制
       在采用上位机与PLC通讯时,上位机采用VB编程,计算机采用PPI电缆或普通的485串口卡与PLC的编程口连接,通讯系统采用主从结构,上位机遵循PPI协议格式,发出读写申请,PLC返回相应的数据。程序实现如下:
       1、串口初始化程序:
       MSComm1.CommPort = 1
       MSComm1.Settings = "9600,e,8,1"
       MSComm1.InputLen = 0
       MSComm1.RThreshold = 1
      MSComm1.InputMode = comInputModeBinary
      PPI协议定义串口为以二进制形式收发数据,这样报文的通讯效率比ASCII码高。
      2、串口读取数据程序,以读取VB100数据单元为例:
      Dim Str_Read(0 To 32) ‘定义发送的数据为字节为元素的数组。
      Str_ Read (32) = &H16 ‘相应的数组元素赋值,按照以下格式:
      Str_ Read (29) = (100*8) \ 256 ‘地址为指针值,先取高位地址指针
      Str_ Read (30) = (100*8) Mod 256 ‘取低位地址指针
      Str_ Read (24) = 1 ‘读取的数据长度(Byte的个数)
      For I=4 to 30
       Temp_FCS = Temp_FCS + Str_Read(i)
      Next I
      Str_Read(31)= Temp_FCS Mod 256 ‘计算FCS校验码,其它数组元素赋值省略。
      68 1B 1B 68 2 0 6C 32 1 0 0 0 0 0 E 0 0 4 1 12 A 10 2 0 1 0 1 84 0 3 20 8B 16
      PLC返回数据 E5 后,确认读取命令,发送以下数据:
      10 2 0 5C 5E 16
      然后上位机VB程序接受到以下数据:
      68 16 16 68 0 2 8 32 3 0 0 0 0 0 2 0 5 0 0 4 1 FF 4 0 8 22 78 16
      首先识别目标地址和源地址,确认是这次申请的返回数据,然后经过校验检查,正确后解析出第26号数据(&H22)即为VB100字节的数据。
       3、串口写入数据程序,以写VB100数据单元为例:
      Dim Str_Write(0 To 37) ‘定义发送的数据为字节为元素的数组。
      Str_Write (37) = &H16 ‘相应的数组元素赋值,按照以下格式
      Str_Write (35) = &H10 ‘要写入的数据值
      68 20 20 68 2 0 7C 32 1 0 0 0 0 0 E 0 5 5 1 12 A 10 2 0 1 0 1 84 0 3 20 0 4 0 8 C B9 16
      PLC返回数据 E5 后,确认写入命令,发送以下数据:
      10 2 0 5C 5E 16
      然后上位机VB程序接受到以下数据:
      68 12 12 68 0 2 8 32 3 0 0 0 0 0 2 0 1 0 0 5 1 FF 47 16
      这是PLC正确接收并写入信息的返回数据。
      4、串口接收程序:
      在数据接收程序中,利用VB中MSComm控件,一次接收缓冲区中的全部数据,存放到数组形式的暂存单元中,然后分析每个元素的值,得到读写的数据。
      Dim RCV_Array() As Byte
      Dim Dis_Array As String
      Dim RCV_Len As Long
      RCV_Array = MSComm1.Input ‘取出串口接收缓冲器的数据。
      RCV_Len = UBound(RCV_Array)
      ReDim Temp(0 To UBound(RCV_Array))
      For i = 0 To RCV_Len
      Dis_Array = Dis_Array & Hex(RCV_Array (i)) & " "
      Next i
      Text1.Text = Dis_Array ‘接收到的数据送显示。
       在程序的读写过程中,一次最大可以读写222个字节,目前给出的数据读写为整数格式。
      数据类型 Str_ Read(27)
      S 04H
      SM 05H
      I 81H
      Q 82H
      M 83H
      V 84H
      以上程序,是以读写PLC的V变量区为例,利用PPI协议还可以读写S7-200PLC中的各种类型数据,包括I、Q、SM、M、V、T、C、S等数据类型,能够直接读出以上变量中的位、字节、字、双字等,其中读位变量时,是读取该位所在的字节值,然后上位机自动识别出该位的值。按照读写的数据类型,其中Str_ Read(27)的值各不同:
       在控制系统中,PLC与上位计算机的通讯,采用了PPI通讯协议,上位机每0.5秒循环读写一次PLC。PLC编程时,将要读取的检测值、输出值等数据,存放在PLC的一个连续的变量区中[3],当上位机读取PLC的数据时,就可以一次读出这组连续的数据,减少数据的分次频繁读取。当修改设定值等数据时,进行写数据的通讯操作。此系统已经可靠运行两年,达到了要求的控制效果,实现了稳定的通讯连接。
   

以下是关于《S7-200 PLC之PPI协议 》论题的回复(共6篇)

回复人:lizhongwei 

 回复时间:2007-9-26 20:53:00

支持(503) | 反对(521)

 

    非常急时,太谢谢了不得!

回复人:hbgs2001 

 回复时间:2010-2-4 10:11:00

支持(439) | 反对(507)

 

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回复人:qwe134qwe 

 回复时间:2010-10-3 10:46:00

支持(446) | 反对(445)

 

    好非常好

回复人:shixulin 

 回复时间:2011-9-15 14:16:00

支持(434) | 反对(401)

 

    学习下

回复人:ludechao 

 回复时间:2013-9-27 17:11:00

支持(263) | 反对(246)

 

    不用这么麻烦吧

回复人:ymc19920610 

 回复时间:2019-3-21 11:32:00

支持(71) | 反对(90)

 

    学习了

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