CPU226CN西門子plc的PPI協(xié)議開發(fā)案例

    CPU226CN的編程口物理層為RS-485結(jié)構(gòu)，SIEMENS提供MicroWin軟件，采用的是PPI(Point to Point)協(xié)議，可以用來(lái)傳輸、調(diào)試西門子PLC程序。在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中，當(dāng)需要PLC與上位機(jī)通訊時(shí)，較多的使用自定義協(xié)議與上位機(jī)通訊。在這種通訊方式中，需要編程者首先定義自己的自由通訊格式，在西門子PLC中編寫代碼，利用中斷方式控制通訊端口的數(shù)據(jù)收發(fā)。采用這種方式，西門子PLC編程調(diào)試較為煩瑣，占用西門子PLC的軟件中斷和代碼資源，而且當(dāng)西門子PLC的通訊口定義為自由通訊口時(shí)，西門子PLC的編程軟件無(wú)法對(duì)西門子PLC進(jìn)行監(jiān)控，給西門子PLC程序調(diào)試帶來(lái)不便。

     S7-200西門子PLC的編程通訊接口，內(nèi)部固化的通訊協(xié)議為PPI協(xié)議，如果上位機(jī)遵循PPI協(xié)議來(lái)讀寫西門子PLC，就可以省略編寫西門子PLC的通訊代碼。如何獲得PPI協(xié)議？可以在西門子PLC的編程軟件讀寫西門子PLC數(shù)據(jù)時(shí)，利用第三個(gè)串口偵聽西門子PLC的通訊數(shù)據(jù)，或者利用軟件方法，截取已經(jīng)打開且正在通訊的端口的數(shù)據(jù)，然后歸納總結(jié)，解析出PPI協(xié)議的數(shù)據(jù)讀寫報(bào)文。這樣，西門子觸摸屏遵循PPI協(xié)議，就可以便利的讀寫西門子PLC內(nèi)部的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)的人機(jī)操作功能。

軟件設(shè)計(jì)

     系統(tǒng)中測(cè)控任務(wù)由CPU226CN完成，西門子PLC采用循環(huán)掃描方式工作，當(dāng)定時(shí)時(shí)間到時(shí)，執(zhí)行數(shù)據(jù)采集或PID控制任務(wù)，完成現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)控制。計(jì)算機(jī)的監(jiān)控軟件采用VB編制，利用MSComm控件完成串口數(shù)據(jù)通訊，通訊遵循的協(xié)議為PPI協(xié)議。

 PPI協(xié)議

      西門子的PPI（Point to Point）通訊協(xié)議采用主從式的通訊方式，一次讀寫操作的步驟包括：首先上位機(jī)發(fā)出讀寫命令，西門子PLC作出接收正確的響應(yīng)，上位機(jī)接到此響應(yīng)則發(fā)出確認(rèn)申請(qǐng)命令，西門子PLC則完成正確的讀寫響應(yīng)，回應(yīng)給上位機(jī)數(shù)據(jù)。這樣收發(fā)兩次數(shù)據(jù)，完成一次數(shù)據(jù)的讀寫[5]。

其通訊數(shù)據(jù)報(bào)文格式大致有以下幾類：

1、讀寫申請(qǐng)的數(shù)據(jù)格式如下：

SD LE LER SD DA SA FC DASP SSAP DU FCS ED

SD:(Start Delimiter)開始定界符(68H)

LE:（Length）報(bào)文數(shù)據(jù)長(zhǎng)度

LER:（Repeated Length）重復(fù)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度

SD: (Start Delimiter)開始定界符(68H)

SA:（Source Address）源地址，指該地址的指針，為地址值乘以8

DA:（Destination Address）目標(biāo)地址，指該地址的指針，為地址值乘以8

FC:（Function Code）功能碼

DSAP:（Destination Service Access Point）目的服務(wù)存取點(diǎn)

SSAP:（Source Service Access Point）源服務(wù)存取點(diǎn)

DU:（Data Unit）數(shù)據(jù)單元

FCS:（Frame Check Sequence）校驗(yàn)碼

ED:（End Delimiter）結(jié)束分界符（16H）

報(bào)文數(shù)據(jù)長(zhǎng)度和重復(fù)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為自DA至DU的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，校驗(yàn)碼為DA至DU數(shù)據(jù)的和校驗(yàn)，只取其中的末字節(jié)值。

在讀寫西門子PLC的變量數(shù)據(jù)中，讀數(shù)據(jù)的功能碼為 6CH，寫數(shù)據(jù)的功能碼為 7CH。

2、西門子PLC接收到讀寫命令，校驗(yàn)后正確，返回的數(shù)據(jù)格式為 E5H
3、確認(rèn)讀寫命令的數(shù)據(jù)格式為：

SD SA DA FC FCS ED 

其中SD為起始符，為10H

SA為數(shù)據(jù)源地址

DA為目的地址

FC為功能碼，取5CH

FCS為SA+DA+FC的和的末字節(jié)

ED為結(jié)束符，取16H

PPI協(xié)議的軟件編制

 在采用西門子觸摸屏與西門子PLC通訊時(shí)，上位機(jī)采用WINCC編程，計(jì)算機(jī)采用PPI電纜或普通的485串口卡與西門子PLC的編程口連接，通訊系統(tǒng)采用主從結(jié)構(gòu)，上位機(jī)遵循PPI協(xié)議格式，發(fā)出讀寫申請(qǐng)，西門子PLC返回相應(yīng)的數(shù)據(jù)。在控制系統(tǒng)中，西門子PLC與上位計(jì)算機(jī)的通訊，采用了PPI通訊協(xié)議，上位機(jī)每0.5秒循環(huán)讀寫一次西門子PLC。西門子PLC編程時(shí)，將要讀取的檢測(cè)值、輸出值等數(shù)據(jù)，存放在西門子PLC的一個(gè)連續(xù)的變量區(qū)中，當(dāng)西門子觸摸屏讀取西門子PLC的數(shù)據(jù)時(shí)，就可以一次讀出這組連續(xù)的數(shù)據(jù)，減少數(shù)據(jù)的分次頻繁讀取。當(dāng)修改設(shè)定值等數(shù)據(jù)時(shí)，進(jìn)行寫數(shù)據(jù)的通訊操作。