PLC通訊在紡紗質(zhì)量在線檢測中的應(yīng)用

分類：技術(shù)教程日期：2009-05-11 00:00:00 來源：廠商

　　0．引言

　　1969年美國數(shù)字設(shè)備公司根據(jù)美國通用汽車公司的要求，研制出世界上第一臺可編程序控制器。最初只能用于邏輯運算，故稱為可編程邏輯控制器，簡稱為PLC（ProgrammableLogicController），隨著計算機技術(shù)和電子技術(shù)的飛速發(fā)展，其功能遠遠超出順序控制和邏輯控制的范疇，不僅實現(xiàn)了數(shù)據(jù)運算和處理能力，而且體積小，功能強，可靠性高，編程直觀，適應(yīng)性好，接口方便，性價比高。

　　近年來，隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)技術(shù)的提高，以及計算機技術(shù)、信息技術(shù)和通訊技術(shù)的相互滲透，紗線的不勻直接導(dǎo)致布面的不平整，這就說明在紗線生產(chǎn)環(huán)節(jié)極為重要。紗線不勻是影響其品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。傳統(tǒng)的紗線檢測方式都是在實驗室離線進行的，通過對紗線的抽樣，要求一定的溫濕度前提下，相對于紗線的在線檢測反映出離線檢測的滯后性和隨機性。RS-232C串行通訊實現(xiàn)比較容易，常被用于自動控制、數(shù)據(jù)采集、智能儀表等上位機與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)通訊。本文設(shè)計了VB與歐姆龍PLC-CJ1M（CPU21）之間的數(shù)據(jù)通信，在線獲得紗線的檢測數(shù)據(jù)，如CV值、紗線瞬時直徑、平均直徑、粗節(jié)最大值、細節(jié)最小值等等，及時反映紗線的不勻，使操作人員及時做出相應(yīng)調(diào)整。

　　1.上位機與PLC之間通訊實現(xiàn)

　　歐姆龍PLC—CJ1M（CPU21）有兩個串行通訊口，一是通過歐姆龍專用串口通訊線CS1W-CN226，其網(wǎng)絡(luò)類型設(shè)置為Toolbus，同時將DIP4串行通訊設(shè)狀態(tài)置為ON;一是通過歐姆龍九針串口通訊線XM2Z-200S-CV，其網(wǎng)絡(luò)類型設(shè)置為SYSMACWAY，其它為默認設(shè)置，包括端口為COM1，波特率為9600。圖1所示為上位機通過RS-232C端口連接到PLC的示意圖，也可以稱作1:1連接。

圖1RS-232C端口的1:1連接

　　圖2所示為上位機與PLC之間通訊實現(xiàn)過程。

圖2上位機與PLC之間通訊實現(xiàn)過程

　　2.VB與PLC之間通訊協(xié)議和程序?qū)崿F(xiàn)

　　2.1鏈接系統(tǒng)的通訊協(xié)議

　　在紗線數(shù)據(jù)通訊中，只需要在上位機系統(tǒng)中編寫上位機通訊程序，無需在PLC中編寫任何程序，PLCCPU會根據(jù)上位機發(fā)來的命令幀自動生成響應(yīng)幀返回給上位機。命令幀和響應(yīng)幀之間包含需要通訊的數(shù)據(jù)，只有保證正確實現(xiàn)命令幀和響應(yīng)幀之間的應(yīng)答，才能實現(xiàn)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)交換。命令和應(yīng)答有兩種方式，一種是從上位機發(fā)命令到PLC，另一種方式允許PLC發(fā)命令給上位機，我們采用淺一種方式。

　　從上位機發(fā)送命令時的命令幀和響應(yīng)幀如圖3。

圖3命令幀和響應(yīng)幀格式

　　命令幀中：

　　@——命令開始標(biāo)志，所有命令都以“@”開始;

　　節(jié)點號——與上位機連接的PLC，在1:1連接中默認值為00;

　　標(biāo)題碼——設(shè)置兩字節(jié)的命令代碼，如RD代表讀PLC的DM區(qū)數(shù)據(jù);

　　正文——設(shè)置命令參數(shù)

　　FCS——設(shè)置兩字符的幀檢查順序碼，用于校驗，是用兩位ASCII碼表示的8位數(shù)據(jù)，是從“@”開始到正文結(jié)束的所有字符的ASCII碼按位異或運算的結(jié)果;

　　結(jié)束符——表示命令的結(jié)束，用“＊”和回車符“CHR$（13）”標(biāo)明。

　　應(yīng)答幀中：

　　@、節(jié)點號、標(biāo)題碼、FCS和結(jié)束符同命令幀中的含義。

　　異常號——返回命令的執(zhí)行狀態(tài)，，是否有錯誤發(fā)生。

　　2.2通訊端口初始化

　　在上位機與PLC實現(xiàn)通訊之前，必須先在上位機VB中設(shè)置通訊控件MSComm1的相應(yīng)屬性，通訊口初始化程序一般放在窗體加載程序中。

　　PrivateSubForm_Load（）

　　MSComm1.CommPort=1‘設(shè)置Com1通訊口

　　MSComm1.Settings=“9600,e,7,2”‘波特率9600，e偶校驗，7位數(shù)據(jù)位，2位停止位

　　MSComm1.PortOpen=True‘打開通訊端口

　　MSComm1.InBufferCoun t=0‘清空接收緩沖區(qū)

　　EndSub

　　其它設(shè)置均取通訊控件MSComm1的默認值。

　　2.3幀格式代碼

　　采用基于Windows操作系統(tǒng)功能強大的面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言——VisualBasic，編寫了上位機程序，建立了上位機與PLC之間良好的通訊協(xié)議。以讀內(nèi)存DM區(qū)為例：

　　上位機命令幀：

　　"@"+"00"+"FA"+"1"+"00000000"+"0101"+"82"+開始地址+讀取個數(shù)+FCS+結(jié)束符

　　PLC應(yīng)答幀：

　　"@"+"00"+"FA"+"1"+"00000000"+"0101"+"82"+"0000"+讀取數(shù)據(jù)+FCS+結(jié)束符

　　其中：

　　FA——表示FINS命令

　　0101——表示連續(xù)讀內(nèi)存區(qū)

　　82——表示讀內(nèi)存DM區(qū)

　　2.4校驗算法實現(xiàn)

　　為了保證通訊數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤的傳輸，歐姆龍PLC對通訊數(shù)據(jù)以按位異或算法進行校驗。代碼如下，僅供參考。

　　OptionExplicit

　　FunctionFCS（ByValtemp1AsString）AsString

　　Dimslen1,i,xorresult1AsInteger‘定義變量

　　Dimtempfcs1AsString

　　xorresult1=0

　　slen1=Len（temp1）‘求輸入字符串的長度

　　Fori=1Toslen1

　　xorresult1=xorresult1XorAsc（Mid（temp1,i,1））‘從首字符到尾字符獲取ASCII碼，按位異或

　　Nexti

　　Tempfcs1=Hex$（xorresult1）‘轉(zhuǎn)換為16進制

　　IfLen（tempfcs1）=1Then

　　FCS="0"&tempfcs1

　　Else

　　FCS=tempfcs1

　　EndIf

　　EndFunction

　　3.結(jié)束語

　　本文作者創(chuàng)新點主要通過RS-232C串口通訊，采用面向?qū)ο蟮目梢暬幊坦ぞ摺猇isualBasic建立上位機與歐姆龍PLC-CJ1M（CPU21）之間的數(shù)據(jù)通訊，獲取紗線在線檢測數(shù)據(jù)，現(xiàn)場實測表明能夠快速準(zhǔn)確在線測量紗線的CV值、瞬時直徑、平均直徑、粗節(jié)最大值、細節(jié)最小值等等，實時反映紗線的不勻率，對提高棉紡企業(yè)紗線質(zhì)量具有重要的意義。

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紗線檢測;串行通...