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 PLC和觸摸屏的通信

計算機與計算機或計算機與終端之間的數據傳送可以采用串行通信和并行通信2種方式。S7-200系列PLC的通信分3種工作方式： PPI通信方式、自由口通信方式和Profibus-DP通信方式， 本系統采用的是自由口通信方式。

2.1 PLC 的自由口通信

當S7-200系列PLC使用自由口通信時， 數據傳輸協議*由用戶程序決定， 所有的通信任務都要由用戶編程完成。通過自由口方式， S7-200可以與串行打印機、條碼閱讀器、觸摸屏進行通信， 其波特率范圍為1 200~ 115 200 bit / s（可調整）。自由口通信的核心是XMT（發送）和RCV （接收）這2條指令以及相應的特殊寄存器控制。本系統的自由口通信使用的是自由口0,S7-200 CPU使用SMB30定義自由口0的工作模式。通過特殊寄存器SMB30, 可以對校驗的選擇、每個字符的數據位、自由口的波特率和協議選擇進行設置。S7-200 CPU 上的自由口接口為RS-485, 觸摸屏的接口為RS??232, 設計時需要制做一個RS-485 /RS-232的通信線。而S7-200 CPU的通信口RS-485為半雙工通信口，發送和接收指令不能同時處于激活狀態， 此時，可以通過控制特殊寄存器SMB87來控制RCV （接收） , 當在時間內PLC沒有收到信息時， RCV指令將停止接收。

2. 2 觸摸屏的數據傳送方式

迪文觸摸屏的串口數據幀結構由幀頭、指令、數據以及幀尾結束符這4 個數據塊組成。幀頭固定為0XAA, 而指令參考迪文指令集， 數據多為249 B, 幀尾結束符固定為0XCC、0X33、0XC3、0X3C.其中， 0X代表16進制數。迪文觸摸屏所有指令或數據都是16進制（HEX）格式， 對于字型（ 2字節）數據， 字節傳送順序采用高字節先傳送（MSB）的方式。傳送方向為下行（Tx）時， PLC 發送數據給觸摸屏， 數據從觸摸屏串行接口的"Din引腳"輸入； 傳送方向為上行（Rx）時，觸摸屏發送數據給PLC, 數據從觸摸屏串行接口的"Dout引腳"輸出。觸摸屏與PLC 串口數據交換交換過程如圖2所示。

圖2 數據交換過程示意圖

3 典型的PLC程序

3. 1 模擬量的采集及發送

在模擬量輸入及其轉換成實際值的過程中（以溫度為例），溫度傳感器采集到的模擬信號通過PLC模擬量輸入模塊變成數字信號傳到PLC 的存儲器， 再根據傳感器的量程等實際情況把數字信號換算成實際的溫度值（模擬量比例換算是指由于A /D、D /A 轉換之間的對應關系， S7-200 CPU內部用數值表示外部的模擬量信號， 兩者之間有一定的數學關系， 即模擬量/數值量的換算關系）。

系統從模擬量模塊中地址為AIW10的通道輸入模擬量。為了增強輸入模擬量的穩定性， 模擬量采集程序采用求多次采樣值的平均值方法； 而為了減少CPU 的掃描時間， 程序中的除法采用移位除法（用采樣次數的2的次方表示， 如128次為2的8次方）。

3.2 觸摸屏的觸控功能

當觸摸屏上的按鈕被按下時， 觸摸屏會給PLC發送按鈕位置坐標（觸摸屏中表示位置坐標的數據塊為"AA 73按鈕的坐標CC 33 C3 3C"）， PLC收到數據后判斷按鈕的位置坐標是否正確，如果正確，則執行顯示曲線、顯示實時參數、控制執行機構等指令。

3. 3 通信的相關程序

PLC 的編程方法因程序設計人員的思維習慣不同而有很大差異， 常用的編程方法有梯形圖編程和語句表編程2種。梯形圖接近繼電器控制的表達形式， 語句表則類似于計算機匯編語言， 這2種編程方式均實時反映出繼電器控制的思想。本文采用語句表的編程方法編寫了觸摸屏和PLC通信及觸摸屏觸控（觸摸屏給PLC發送指令， 通過PLC控制執行機構）的程序。