6ES7222-1BD22-0XA0性能參數(shù)

PLC 的I/O 響應(yīng)時間

為了增強(qiáng)PLC 的抗干擾能力，提高其可靠性，PLC的每個開關(guān)量輸入端都采用光電隔離等技術(shù)。

為了能實現(xiàn)繼電器控制線路的硬邏輯并行控制，PLC 采用了不同于一般微型計算機(jī)的運行方式（掃描技術(shù)）。

以上兩個主要原因，使得PLC 得I/O 響應(yīng)比一般微型計算機(jī)構(gòu)成的工業(yè)控制系統(tǒng)滿的多，其響應(yīng)時間至少等于一個掃描周期，一般均大于一個掃描周期甚至較長。

所謂I/O 響應(yīng)時間指從PLC 的某一輸入信號變化開始到系統(tǒng)有關(guān)輸出端信號的改變所需的時間。其較短的I/O 響應(yīng)時間與較長的I/O 響應(yīng)時間如圖所示：

較短I/O 響應(yīng)時間：



較長I/O 響應(yīng)時間：



八、PLC 的I/O 系統(tǒng)

1．I/O 尋址方式

PLC的硬件結(jié)構(gòu)主要分單元式和模塊式兩種。前者將PLC 的主要部分（包括I/O 系統(tǒng)和電源等）全部安裝在一個機(jī)箱內(nèi)。后者將PLC 的主要硬件部分分別制成模塊，然后由用戶根據(jù)需要將所選用的模塊插入PLC 機(jī)架上的槽內(nèi)，構(gòu)成一個PLC 系統(tǒng)。

不論采取哪一種硬件結(jié)構(gòu)，都必須確立用于連接工業(yè)現(xiàn)場的各個輸入/輸出點與PLC 的I/O 映象區(qū)之間的對應(yīng)關(guān)系，即給每一個輸入/輸出點以明確的確立這種對應(yīng)關(guān)系所采用得方式稱為I/O 尋址方式。

I/O尋址方式有以下三種

固定的I/O 尋址方式

這種I/O 尋址方式是由PLC 制造廠家在設(shè)計、生產(chǎn)PLC 時確定的，它的每一個輸入/輸出點都有一個明確的固定不變的地址。一般來說，單元式的PLC 采用這種I/O尋址方式。

開關(guān)設(shè)定的I/O 尋址方式

這種I/O 尋址方式是由用戶通過對機(jī)架和模塊上的開關(guān)位置的設(shè)定來確定的。

用軟件來設(shè)定的I/O 尋址方式

這種I/O 尋址方式是有用戶通過軟件來編制I/O 地址分配表來確定的。介紹了根據(jù)三菱FX系列PLC編程口通信技術(shù)的特點，設(shè)計基于VB的PC與PLC機(jī)械手遠(yuǎn)程 控制程序。通過機(jī)械手監(jiān)控系統(tǒng)軟件的具體應(yīng)用，系統(tǒng)地介紹了VB環(huán)境下的MSComm通訊控件 、PLC與上位機(jī)的編程口通信協(xié)議、系統(tǒng)控制方法設(shè)計以及軟件的實現(xiàn)過程。
關(guān)鍵詞：可編程控制器；編程口VB；通信；機(jī)械手
中圖分類號：TN919.3∶TP241 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章 編號：1007—6921(2008)18—0116—03

可編程控制器PLC由于可靠性高、適應(yīng)性好、接口功能強(qiáng)、體積小以及組態(tài)靈活等優(yōu)點，在 工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但是PLC在實際的工程應(yīng)用中一般與上位計算機(jī)組成分布 式/分級型控制系統(tǒng)來完成監(jiān)控任務(wù)，這就需要使用PLC的通訊技術(shù)。而PLC的編程口在上傳 控制程序后，一般處于閑置狀態(tài)，在機(jī)械手監(jiān)控系統(tǒng)中，三菱FX1N 40MR PLC作為下位機(jī)并 以編程口作為通信口，用來完成控制量的輸出、傳感器數(shù)據(jù)的采集等工作，上位機(jī)采用個人 計算機(jī)（PC），用來完成傳感數(shù)據(jù)分析、運動規(guī)劃，狀態(tài)顯示等功能，以實現(xiàn)對機(jī)械手的實 時監(jiān)控。

為實現(xiàn)PLC與上位計算機(jī)的數(shù)據(jù)通訊，有多種開發(fā)平臺可以使用，其中VB是一套完 全獨立的bbbbbbS開發(fā)系統(tǒng)，是可視化的、面向?qū)ο蟆⒉捎檬录?qū)動方式的**程序設(shè)計語 言。尤其是它提供了一個預(yù)定義對象——MSComm通訊控件。通過設(shè)置該對象的屬性，向?qū)ο?發(fā)送信息，以及為對象事件編寫響應(yīng)代碼，可以很方便地完成用戶應(yīng)用程序之間的串行通訊 ，對于通過編程口與串行口進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊的PLC與上位計算機(jī)組成的監(jiān)控系統(tǒng)，它提供了穩(wěn) 定、可靠的通訊。
1 機(jī)械手的系統(tǒng)控制方法

機(jī)械手是由機(jī)械本體、氣動控制系統(tǒng)、PC-PLC監(jiān)控系統(tǒng)組成，其機(jī)械結(jié)構(gòu)如圖1所示。機(jī)械 手是由基座、腰部、手臂和手爪等幾部分組成，分別完成扭轉(zhuǎn)、升降、手爪翻轉(zhuǎn)、手臂伸縮 和手爪夾持動作。而上述5種動作是由氣缸驅(qū)動實現(xiàn)的，氣動原理如圖2所示。其中扭轉(zhuǎn)氣缸 、升降氣缸、手臂伸縮氣缸是由三位五通閥來控制，而手臂翻轉(zhuǎn)、手爪夾持、氣動系統(tǒng)通斷 是由二位五通閥來控制的。對各電磁閥的控制是由PLC遠(yuǎn)程實現(xiàn)的

3 利用VB編寫通信程序

利用VB提供的定時器控件和MSComm通訊控件，可以很方便地編制面向?qū)ο蟮膽?yīng)用程序，命令 傳遞、數(shù)據(jù)交換、圖形顯示在定時器控件和通訊控件中完成。

使用MSComm通訊控件的第一步是建立與串行口的連接。通過設(shè)置CommPort ， PortOpen和Se ttings屬性來打開串行端口。
CommPort屬性：設(shè)置或返回通訊端口號。注意:每個使用的MSComm控件對應(yīng)著一個串行端口 。如果應(yīng)用程序要訪問多個串行端口，例如應(yīng)用程序需要和多個下位PLC通訊，必須使用多 個使用MSComm控件。
Settings屬性:以字符串的形式設(shè)置或返回串行通訊協(xié)議。該屬性值由4個設(shè)置值組成，有如 下的形式：“BBBB， P， D， S”， BBBB為波特率，P為奇偶校驗，D為數(shù)據(jù)位數(shù)，S為停止 位 數(shù)。在實現(xiàn)上位機(jī)和PLC的通訊中，Settings屬性值的設(shè)置應(yīng)該根據(jù)下位機(jī)PLC的D8120單元 的值來設(shè)定。Fx系列的標(biāo)準(zhǔn)通訊參數(shù)為9600，E，7，1
PortOpen屬性：設(shè)置并返回通訊端口的狀態(tài)。將PorlOpen屬性設(shè)置為True打開端口，將Port Open屬性設(shè)置為False關(guān)閉端口。注意：打開端口建立連接之前，必須先用CommPort， Sett ings屬性正確*端口號（必須是物理或邏輯存在的端口）和通訊協(xié)議，一旦打開端口后， 不可以隨便更改CommPort ， Settings屬性的設(shè)置，如果在程序運行中必須更改這兩項屬性 ，應(yīng)該先關(guān)閉端口，改變設(shè)置值之后，再重新打開端口。
端口打開后，就創(chuàng)建了空的接收和發(fā)送緩沖區(qū)，端口關(guān)閉緩沖區(qū)被清零。MSComm控件提供了 一系列的屬性來管理這些緩沖區(qū)。
1nBufferSize和OutBufferSize屬性:分配接收和發(fā)送緩沖區(qū)內(nèi)存的大小。
InBufferCount和OutBuffeiCount屬性:分別獲得接緩沖區(qū)和發(fā)送緩沖區(qū)中字節(jié)的數(shù)目。在程 序執(zhí)行過程中，將這兩個屬性的值設(shè)置為零，即可清空接收或發(fā)送緩沖區(qū)。
Rthreshold和Sthreshold屬性:設(shè)定OnComm事件發(fā)生前，接收或發(fā)送緩沖區(qū)中可以存放的字 節(jié)數(shù)。將這兩個屬性值設(shè)置為零，可以抑制相應(yīng)的OnComm事件發(fā)生。
bbbbb屬性：獲取輸入緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)，并將保存在輸人緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)刪除。
Output屬性：向發(fā)送緩沖區(qū)寫人數(shù)據(jù)。
bbbbbLen屬性：設(shè)置并返回bbbbb屬性從接收緩沖區(qū)讀取的字符數(shù)。如果把bbbbb屬性設(shè)置為 零，在使用bbbbb屬性時，MSComm控件將讀取接收緩沖區(qū)的所有內(nèi)容。
通信口初始化程序舉例如下：
Private Sub bbbb_Load() 進(jìn)行通訊端口和初始化設(shè)置。
mPort＝1
MSComm1.Settings＝“9600，e，7，1”端口設(shè)置：波特率為9600bit/s、偶校驗、7位數(shù)據(jù) 位、1位停止位。
MSComm1.bbbbbMode＝combbbbbModeText '文本字符串接收方式
MSComm1.InBufferSize＝1024 '輸入數(shù)據(jù)接收緩沖區(qū)長度
MSComm1.OutBufferSize＝512 '輸出數(shù)據(jù)緩沖區(qū)長度
MSComm1.RThreshold＝0 '每接受到字符就產(chǎn)生接受中斷
MSComm1.SThreshold＝0 '禁止發(fā)送中斷，進(jìn)行無條件發(fā)送
If MSComm1.PortOpen＝False Then
MSComm1.PortOpen＝True '打開串行通信接口COM1
End If
End Sub
4 機(jī)械手軟件的實現(xiàn)

利用計算機(jī)語言VB編寫的機(jī)械手監(jiān)控程序主要分為以下幾部分：登陸及選擇控制方式畫面、 手動控制界面和自動控制界面。

上位計算機(jī)主要完成運動命令的生成，在獲取機(jī)械手傳感器信息的基礎(chǔ)上，完成機(jī)械手動作 在計算機(jī)屏幕上的實時顯示。在機(jī)械手出現(xiàn)故障時，允許通過手動控制界面的按鈕來遠(yuǎn)程控 制機(jī)械手動作。下位機(jī)PLC完成對電磁閥的控制從而驅(qū)動氣動執(zhí)行元件。

手動控制界面主要由狀態(tài)顯示區(qū)、按鈕控制區(qū)、位置顯示區(qū)、時間顯示區(qū)以及各種交互控制 按鈕組成。如圖4（a）所示。按鈕控制區(qū)的按鈕通過用戶程序和PLC與各電磁閥的線圈相連 ，實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制氣缸動作。每個氣缸控制按鈕的多少是與電磁閥的線圈數(shù)相對應(yīng)的，如果是 三位五通閥則有三個按鈕，二位五通閥有兩個按鈕。

自動循環(huán)控制界面主要由狀態(tài)顯示區(qū)、按鈕控制區(qū)、位置顯示區(qū)、時間顯示區(qū)、報警區(qū)以及 日志報告區(qū)等。如圖4（b）所示。匣置顯示區(qū)的各狀態(tài)顯示是通過PC與PLC實時通信實現(xiàn)的 。
4.1 控制命令的發(fā)送：手動控制界面與自動循環(huán)控制界面中控制命令都是通過按鈕控制區(qū) 的按鈕發(fā)送出去的，在發(fā)送控制命令之前，必須先形成控制命令幀。通常，按鈕對PLC的控 制是對中間輔助繼電器的控制，是軟件對PLC內(nèi)部寫命令過程，該過程是通過WriteToPLC() 函數(shù)實現(xiàn)的，其程序如下：
Public Sub WriteToPLC()
    Dim DUMMY As bbbbbb
    If MSComm1.PortOpen＝False Then
        MSComm1.PortOpen＝True ''''''打開通信端口Comm1
    End If
        MSComm1.bbbbbLen＝0 '''''初始化通信端口Comm1
        MSComm1.Output＝MWRITE)nCmdCounter) '''''通信端口Comm1寫出數(shù)據(jù)包
    End Sub
控制界面中的所有的寫命令又是通過數(shù)組MWRITE()來實現(xiàn)的。其元素包括舉例如下：
MWRITE(1)＝Chr$(2)＋“1”＋“0111011”＋Chr$(3)＋“89” '''手爪夾持M136置1
MWRITE(2)＝Chr$(2)＋“1”＋“0111010”＋Chr$(3)＋“88” '''''手爪松開M136置 0
4.2 定時讀取機(jī)械手狀態(tài)信息：在狀態(tài)顯示區(qū)內(nèi)，顯示的是手爪氣缸、手臂氣缸、升降氣 缸、扭轉(zhuǎn)氣缸和手腕氣缸的電磁閥的工作狀態(tài)。當(dāng)按鈕控制區(qū)的按鈕被按下時，狀態(tài)顯示區(qū) 的狀態(tài)指示燈將被點亮，表示PLC的某個對應(yīng)的輸出端子正在工作。該信號是通過與PLC進(jìn)行 的實時數(shù)據(jù)交換得到的，是PLC的端子的實時狀態(tài)。同樣地，在位置顯示區(qū)，顯示的是機(jī)械 手運動氣缸的活塞桿位置狀態(tài)，是否到達(dá)左右極限。當(dāng)活塞桿到達(dá)極限位置，相應(yīng)的位置顯 示區(qū)的極限報將被點亮，表示PLC的某個對應(yīng)的輸入端子正在工作。該信號也是通過與P LC進(jìn)行的實時數(shù)據(jù)交換得到的，是PLC的端子的實時狀態(tài)。軟件對PLC各個元器件狀態(tài)的獲取 是通過讀命令和軟件的定時器控件Timer（）來實現(xiàn)的。讀命令是通過函數(shù)ReadFromPLC()實 現(xiàn)的。其程序為：
Public Sub ReadFromPLC()
    Dim DUMMY As bbbbbb
    ''''向計算機(jī)發(fā)送讀取命令''''''''''''
    If MSComm1.PortOpen＝False Then
    MSComm1.PortOpen＝True
    End If
   ''讀取D數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)據(jù)''''''
     MSComm1.bbbbbLen＝0
    MSComm1.Output＝ReadCmd(nCounter) '''''''從MSComm1.Output發(fā)送數(shù)組ReadCmd(20) 中的字符串
    Do
    DUMMY＝DoEvents()
    Loop Until MSComm1.InBufferCount >＝6
    ReturnData(nCounter)＝MSComm1.bbbbb

將MSComm1.bbbbb接收到的信號存放在數(shù)組ReturnData()中，然后根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)分配給 用戶界面中的各種狀態(tài)顯示。

手控界面中的所有的讀命令又是通過數(shù)組ReadCmd()來實現(xiàn)的。其元素包括舉例如下：

ReadCmd(0)＝Chr$(2)＋“0”＋“100001”＋Chr$(3)＋“55” '''讀取D0數(shù)據(jù)
5 結(jié)束語

通過機(jī)械手監(jiān)控系統(tǒng)的具體程序，系統(tǒng)地闡述了VB環(huán)境下的PC與PLC編程口通信應(yīng)用程序的 設(shè)計方法。系統(tǒng)運行表明，用PLC編程口與VB通信控件編寫的實時通訊程序可靠、穩(wěn)定，很 好地滿足了機(jī)械手實時監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用要求

潯之漫智控技術(shù)（上海）有限公司經(jīng)銷/CO-TRUST科思創(chuàng)西門子PLC；S7-200S7-300 S7-400 S7-1200 觸摸屏，變頻器，6FC，6SNS120 V10 V60 V80伺服數(shù)控備件：原裝進(jìn)口電機(jī)，電線，電纜，希望能跟您有更多的合作機(jī)會。我公司經(jīng)營西門子全新原裝PLC；S7-200S7-300 S7-400 S7-1200 觸摸屏，變頻器，6FC，6SNS120 V10 V60 V80伺服數(shù)控備件：原裝進(jìn)口電機(jī)（1LA7、1LG4、1LA9、1LE1），國產(chǎn)電機(jī)（1LG0，1LE0）大型電機(jī)（1LA8，1LA4，1PQ8）伺服電機(jī)（1PH，1PM，1FT，1FK，1FS）西門子保內(nèi)全新原裝產(chǎn)品‘質(zhì)保一年。一年內(nèi)因產(chǎn)品質(zhì)量問題免費更換新產(chǎn)品；不收取任何費。歡迎致電咨詢。