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dataidz123
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樓主  發表于: 2013-05-03 17:42
圖片:
基于單片機與PLC通信的海量數據存儲
技術設計文檔
一、 選型說明:
這個說明是查閱資料后編寫的,如有相關意見可以修改。
整個需求分三部分:
1. 是利用現有的成熟的PLC技術,對各設備的監控點數據進行采集;
2. 再使用單片機技術,對PLC采集后的數據進行讀取,并按照一定的格式存儲在存儲設備中,存儲設備可以是U盤,存儲卡等;
3. 使用讀卡設備將存儲的數據讀出,并導入普通PC中,對讀取數據進行分析。
二、 基本組成圖:

圖1 總框圖
三、 PLC數據采集:
采用成熟的PLC技術,不需開發,使用西門子S7-200系列。
S7-200 PLC是串行通訊方式最為豐富的小型PLC,支持多種通信協議,如點對點接口協議(PPI協議)、多點接口協議(MPI協議)和PROFIBUS協議以及自由通信協議等。其中自由通信協議又叫用戶定義協議,利用自由端口模式,可以實現用戶定義的通信協議,連接多種智能設備,使用起來非常方便,在第三方工程接入中取得了巨大的成功。
四、 單片機數據存儲
此部分為整個技術的重點之一,他要完成的主要功能為,從PLC采集數據,并將數據按預先規定格式寫入存儲設備中,存儲設備可設計成存儲卡,U盤之類的。
以下為我所查資料的一些設想,只作為參考,如可行也可以作為使用。
1、 單片機與PLC通訊
單片機選用MCS51,MCS-51的串行口與MAX485芯片相接,然后與S7-200 PLC的RS-485口進行通訊,如圖1所示:

圖1 MCS-51單片機與S7-200的硬件接線圖
在自由端口模式下,PLC的串行通信接口由用戶來控制,通過梯形圖程序以及和單片機的匯編語言進行配合,來使用完成中斷、字符接收中斷、發送完成中斷等,通信協議由用戶完全控制。這時單片機處于主機狀態,由單片機主動發送握手信號,PLC接到信號后被動反饋信息即可。
a) 通信協議設計
定義根據經驗和有關參考資料,定義協議結構和參數。
(1)通信波特率為9.6kbps,無校驗,8個數據位,1個可編程位,1位起始位,1位停止位。
(2)定義通信協議的數據流結構的格式為起始碼、命令碼、元件首址、字節數、數據塊、BCC校驗碼和結束碼。
● 起始碼:表示單片機與PLC開始發送數據,是數據流第一個字符,告訴PLC開始進行通信了,可以用00H表示
● 命令碼:表示單片機對PLC的各種操作:
    40H:讀取目標元件 I、Q、V、M、SM、L、T、C等的數據或狀態;
    41H:修改目標元件 I、Q、V、M、SM、L、T、C等的數據或狀態;
    42H:強制目標單元為ON;
    43H:強制目標單元為OFF;
● 元件首址:表示PLC內部的元件類型以及寄存器的地址(但不能表示一個位地址)。前兩個字節表示寄存器類型,后兩個字節表示寄存器號。00 00(H):I寄存器區 01 00(H):Q寄存器區。02 00(H):M寄存器區 08 00(H):V寄存器區;
● 字節數:從元件首地址起,讀取或寫入PLC元件的數據個數數據塊:準備讀取或者寫入PLC的數據或狀態;
● BCC校驗碼:在傳輸過程中,指令有可能受到任何的干擾而使原來的數據信號發生扭曲,此時的指令當然是錯誤的,為了偵測指令在傳輸過程中發生的錯誤,接收方必須對指令作進一步的確認工作,以防止錯誤的指令被執行,最簡單的方法就是使用校驗碼。BCC校驗碼的方法就是將要傳送的字符串的ASCII碼以字節為單位作異或和,并將此異或和作為指令的一部分傳送出去;同樣地,接收方在接到指令后,以相同的方式對接收到的字符串作異或和,并與傳送方所送過來的值作對比,若其值相等,則代表接收到的指令是正確的,反之則是錯誤的
● 結束碼:結束字符標志著指令的結束,在本例中被定義為FFH,不同的PLC從站可以定義不同的結束字符以接收針對該PLC的指令。
b) 通信程序的實現
(1)單片機端程序的實現。單片機在主程序中初始化,采用串行口工作方式3[2],波特率為9.6kbps,采用單片機作為主機,向PLC進行呼叫,定期讀取數據或者寫入數據,其程序流程圖參見圖2。

圖2 單片機端通訊程序流程圖
(2)PLC端程序流程圖的實現。PLC端作為從機,采用梯形圖或者STL編程,主要是先設置通訊協議,然后按照協議把采集到的數據進行處理,再發送給主機單片機,其具體的程序流程圖如圖3所示。

圖3 PLC端通訊程序流程圖
2、 單片機數據存儲實現
采用西安達泰電子的單片機讀寫U盤的模塊 USB118AD,接線圖如圖4:
 

chenpingyg
機械是柱石,電氣是靈魂.
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1樓  發表于: 2013-05-04 13:57
不錯呀,
自己的事情自己做.

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