基于PLC监控系统设计方案系统.pdf-资料库

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内蒙古大学硕士学位论文PLC监控系统设计姓名：李宁申请学位级别：硕士专业：计算机技术指导教师：刘铁英;冯德刚20081107

内蒙古大学工程硕七学位论文PLC监控系统设计摘要随着工业自动化的发展，PLC与计算机的通讯在工业中的应用越来越广泛。在现代工业控制中，经常会遇到需要对不同型号甚至不同品牌的PLC设备进行通讯及监控的情况，导致数据采集与管理的困难。利用PC机与PLC的通讯技术，实现PC机对PLC进行监控及管理是PLC应用过程的一个重要环节。本次设计针对独自开发PC机对多类型PLC直接进行监控的程序设计进行探索，以实验室现有的欧姆龙CPM2AHPLC及松下FPlPLC为对象，解释了PLC与计算机间通讯协议的发送和响应命令帧格式，介绍了利用VB6．0编程软件实现上位机和PLC的串行通讯监控的原理方法及相应的程序设计，编制一个能分别实现PC机对欧姆龙CPM2AH系列及松下FPl系列PLC的通讯及监控程序模块。该设计具有硬件简单，使用灵活的特点，对中小型控制系统实现通讯监控有一定的应用价值。关键词：PLC，上位机，VB，程序设计，串行通讯

PLC监控系统设计PLCMONITOlUNGSYSTEMDESIGNABSTRACTPLCandcomputercommunicationisappliedinindustrymoreandmorewidelywiththedevelopmentofindustrialautomation．Inmodernindustrialcontrol，weoftenneedtomonitor‘_randcommunicatewithdifferentmodels，evendifferentbrandsofPLCthatresultinthedifficultytocollectandmanagedata．ItisanimportantpartofPLCapplicationthatrealizesthatPCmonitorsandmanagesPLCbyusingcommunicationtechniquesbetweenPCandPLC．T11issignexplorestheprogramdesignofPCdirectlymonitoringdifferentmodelsPLC．TakingOmronCPM2AHPLCandPanasonicFP1PLCasexample，thispaperexplainsthesendingandreceivingcommandformofcommunicationprotocolsbetweenPCandcomputer,introducestheprinciplemethodandcorrespondingprogrammingbyusingVB6．0softwaretorealizeserialcommunicationbetweencomputerandPLC．ItwritesaprogramthatrealizesPCcommunicating、析thandmonitoringOmronCPM2AHseriesandPanasonicFP1PLC．nledesignhasthecharacteristicsofsimplehardwareandflexiblitytouSe．Ithasgreatreferencevaluethatrealizescommunicationcontr01inminimcontrolsystem．Keywords：PLC，PC，ProgramDesign,SerialCommunicationII

内蒙古大学工程硕士学位论文图表目录图2．1PLC组成部分………………………………………………………………………2表2．1欧姆龙CPM2AH可编程控制器的寄存器的范围……………………………．．3表2．2松下FP系列可编程控制器的寄存器的范围……………………………………4图3．1PC机与典型PLC通讯与监控程序的主界面……………………………………7图3．2欧姆龙CPM2AH系列PLC监控模块主界面…………………………………。7图3．3松下FPl系列PLC监控模块主界面……………………………………………8图4．1RS232通讯接口…………………………………………………………………10图4．2采用一个RS422转232的适配器和PC连接…………………………………10表4．1标准通讯设置……………………………………………………………………11表4．2欧姆龙通讯协议命令…………………………………………………………．．12表4．3欧姆龙PLC命令帧格式………………………………………………………．．12表4．4读oo号PLC的DM0000数据内存区命令帧………………………………。13●表4．5FCS码的计算………………………………………………………………………13表4．6欧姆龙PLC响应结束码…………………………………………………………19表4．7FPl命令码………………………………………………………………………．20图4．3发送帧格式………………………………………………………………………20图4．4正确响应帧格式…………………………………………………………………21图4．5错误响应帧格式…………………………………………………………………2l表4．8BCC码计算…………………………………………………………………．．．…。23图4．6FPl继电器、存储器和常数表…………………………………………………25图4．7属性窗口…………………………………………………………………………26表5．1欧姆龙系列PLC命令帧格式……．j……………………………………………33图5．1群写输入状态……………………………………………………………………．34图5．2发送与响应命令帧…………………………………………………………．．．…．34图5．3群写输出点状态……………………………………………………………：……35图5．4发送与响应命令帧…………………………………………………………………35图5．5发送与响应命令帧………………………………………………………………．36V

PLC监控系统设计图5．6输出点状态显示…………………………………………………………………36图5．7定时器，计数器的监控界面……．．……………………………………………．．37图5．8数据寄存器的监控界面…………………………………………………………．37表5．2读数据寄存器DM000的命令帧格式…………………………………………．38表5．3PLC正确响应读数据寄存器后反馈的命令帧…………………………………38图5．9发送与响应帧……………………………………………………………………39图5．10发送与响应帧…………………………………………………………………。40图5．11读FPl状态界面……………，．．………………j…………………………………．4l图5．13辅助继电器，定时器，计数器的监控界面…………………………………。43图5．14数据寄存器的监控界面…………………………………………………………．44VI

原创性声明本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除本文已经注明引用的内容外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得凼鏊直太堂及其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：日俎在学期间研究成果使用承诺书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：内蒙古大学有权将学位论文的全部内容或部分保留并向国家有关机构、部门送交学位论文的复印件和磁盘，允许编入有关数据库进行检索，也可以采用影印、缩印或其他复制手段保存、汇编学位论文。为保护学院和导师的知识产权，作者在学期间取得的研究成果属于内蒙古大学。作者今后使用涉及在学期间主要研究内容或研究成果，须征得内蒙古大学就读期闭导师的同意；若用于发表论文，版权单位必须署名为内蒙古大学方可投稿或公开发表。学位论文作者签名：指导教师签名：期：I奴多忍Iy，，'．、J．膏D-J．M驾么．u丝h怒名期签师教导指日

内蒙古大学工程硕士学位论文第一章绪论随着计算机技术、自动控制技术的发展及现代工业生产过程的需求，越来越多的计算机监控系统正广泛应用于各种工业生产过程。其特点是集控制和管理于一身，形成顺序生产过程的集成控制系统。另一方面，近年来，可编程控制器(PLC)的发展和应用，正逐步替代能耗高、体积庞大、可靠性差的继电器——接触器控制系统。此外，PLC不仅具有体积小、能耗多、功能强大及改变程序灵活等特点，且能在高温、振动、冲击和强电干扰的工业环境中正常运行。正因为可编程控制器具有这些优点，作为下位机或基本控制器，将在工业过程的计算机监控系统中，尤其是顺序控制系统中发挥巨大的作用。可编程控制器(PLC)在工控领域应用越来越广泛，以PC机作为上位机，以PLC作为基本控制单元的集控制和管理于一身的控制系统在现代化生产及管理中越来越显示出其优越性，因此研究PC机与不同型号的PLC的通讯及监控程序有一定的实用意义。虽然很多组态软件对PLC提供很好的支持，但组态软件价格较高，由于这种情况如何开发PLC的通讯软件，是很多工程技术人员的心愿：随着Windows98系统的推出，越来越多的微机用户转向了Windows操作系统。不过Windows应用软件的开发对于一般工程技术领域的技术人员来说并非易事，开发一个功能强、界面美观的应用软件，其编程和调试的工作量是非常大的。这就使得许多并非搞软件出身的工程技术人员对Windows编程望而却步。然而使用美国微软公司的VisualBasic程序开发语言来开发这些方面的Windows应用软件就十分方便，设计软件界面非常方便，编程工作量相对较小，只需进行主要应用功能的编程和少量界面控制的编程。本文以欧姆龙CPM2AH可编程控制器和松下FP系列可编程控制器为例，研究PC侧利用RS-232接口进行串行通讯的计算机监控系统软件的开发。在本文中详细介绍了通过利用欧姆龙CPM2AH可编程控制器的HostLink通讯协议和松下FP系列可编程控制器MEWTOCOL．COM通讯协议开发通讯及监控程序设计的过程。

PLC监控系统设计第二章欧姆龙与松下PLC的简介2．1PLC一般结构其基本组成部分大致采用了典型的计算机结构，主要包括CPU、I洲、ROM和输入、输出接口电路等，其各部分的关系如图2．1所示。其内部采用总线结构，进行数据和指令的传输。如果把PLC看作一个系统，该系统由输入变量一PL嗍出变量组成，外部的各种开关信号、模拟信号、传感器检测的各种信号均作为PLC的输入变量，这些输入信号经过PLC外部输入端子输入到内部寄存器中，再由这些输出变量对外围设备进行控制。这里可以将PLC看作一个中间处理器或变换器，。以将输入变量变换为输出变量Ⅲ。图2．1PLC组成部分Figure2．1componentofthePLC2．2内部寄存器及I／0配置内部寄存器每个区分配一定数量的寄存器单元，并按不同的区进行编号。下面将分别介绍内部寄存器的各个寄存区。I／O区的寄存器可直接和外部输入、输出端子传送信息。在PLC中这个区的寄存器有特殊编号，如输入寄存器编号为Xn，输出寄存器编号为Yn。n可以是任意十进制数，n的范围主要受CPU的r／o寻址能力限制。I／O寄存器一般是一个16位的寄存器，它的每一位对应PLC的一个外部端子。I／0寄存器的个数乘16即PLC最大可扩展的2

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