面向对象的串行通信技术的研究

　　1 引言

　　plc即可编程控制器，是一种数字运算操作的电子系统，专门为工业环境下应用而设计，它既可以完成各种各样的控制功能，又可以与工控机或其他plc(相同 类型或不同类型)组成通信网络进行通信。但是由于市场上有很多种类型的plc，对于不同型号的plc来说，如果采用传统的程序设计方法(即结构化程序设 计)，笔者在做程序设计时就必须根据其型号做出相应的修改，有时甚至会面目全非，为了使应用软件能有良好的可重用性，可以采用面向对象的程序设计方法设计应用软件。本文是以“面向对象的程序设计”的思想为指导，以vb为基础实现上位计算机与可编程控制器(plc)之间的通信功能。

　　2 面向对象的程序设计方法及问题的描述

　　面向对象的程序设计方法是把系统中所有资源，如数据、模块以及系统都看成对象，每个对象把一个数据类型和一组过程封装在一起，使得这组过程了解对这一数据类型的处理，并在定义对象时可以规定外界在其上的运行权限。

　　本工作采集的数据可以分为两类，一类是模拟量，包括各段线路上的三相电压值、电流值以及有功、无功、功率因数等;另外一类即开关量，包括断路器的分合闸状 态、油机工作状态等。模拟量是由智能仪表采集然后通过plc传到工控机中，开关量直接通过现场设备继电器动作反映到plc中，然后送入工控机中。工控机对这些数据进行分析，分类记入数据库、实时显示在显示屏上并提供数据查询。这样由局部状态(即数据)和操作集(即对这些数据所进行的分析、记录和显示)就组 成了一个实体，这个实体就是本次工作的对象。

　　3 系统构成

　　本次数据采集系统由智能仪表、可编程控制器和工控机三部分组成，其系统框图如图1所示。在本系统中，plc处于相对特殊的位置:对于上位工控机来说他是从 机，对于智能仪表来说它又是主机，为了解决这一争用串口的矛盾，我们选择了s7-226，这种类型的plc有两个串口，我们设置其中一个串口和上位工控机通信，另一串口与智能仪表交换数据。plc与上位机串行通信接口采用rs-485，通信方式为半双工，不能同时接收和发送数据。当plc运行时就可以存于 plc缓冲区中的数据送入上位机的串口，上位机接收这些数据后显示并通过数据库控件adodc的绑定，把数据记录到数据库，从而完成数据的采集。

　　图1 系统框图

　　4 plc与上位机通信程序设计

　　s7-200的通信功能强大，有多种通信方式可供用户选择，包括单主站方式、多主站方式、使用调制解调器的远程通信方式等。本工程选择step7- micro/win32支持的通信硬件pc/ppi电缆，它所支持的波特率有9.6kbps和19.2kbps，协议为ppi协议，即点对点通信协议。 ppi是主/从协议，计算机网络上的s7-200cpu均为从站。通信端口采用rs-485 信号标准的连接口，pc/ppi电缆把 s7-200与计算机连接起来。通过使用接收中断、发送中断和字符中断等指令，自由端口通信可以控制s7-200cpu通信口的操作模式。