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結構，SIEMENS提供MicroWin軟件，采用的是PPI(Point to Point)協(xié)議，可以用來傳輸、調(diào)試西門子PLC程序。在現(xiàn)場應用中，當需要PLC與上位機通訊時，較多的使用自定義協(xié)議與上位機通訊。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，而且當西門子PLC的通訊口定義為自由通訊口時，西門子PLC的編程軟件無法對西門子PLC進行監(jiān)控，給西門子PLC程序調(diào)試帶來不便。

     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，如果上位機遵循PPI協(xié)議來讀寫西門子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，利用第三個串口偵聽西門子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，解析出PPI協(xié)議的數(shù)據(jù)讀寫報文。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)，實現(xiàn)上位機的人機操作功能。

軟件設計

     系統(tǒng)中測控任務由CPU226CN完成，西門子PLC采用循環(huán)掃描方式工作，當定時時間到時，執(zhí)行數(shù)據(jù)采集或PID控制任務，完成現(xiàn)場的信號控制。計算機的監(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：首先上位機發(fā)出讀寫命令，西門子PLC作出接收正確的響應，上位機接到此響應則發(fā)出確認申請命令，西門子PLC則完成正確的讀寫響應，回應給上位機數(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)報文格式大致有以下幾類：

1、讀寫申請的數(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）報文數(shù)據(jù)長度

LER:（Repeated Length）重復數(shù)據(jù)長度

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）目的服務存取點

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

DU:（Data Unit）數(shù)據(jù)單元

FCS:（Frame Check Sequence）校驗碼

ED:（End Delimiter）結束分界符（16H）

報文數(shù)據(jù)長度和重復數(shù)據(jù)長度為自DA至DU的數(shù)據(jù)長度，校驗碼為DA至DU數(shù)據(jù)的和校驗，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，校驗后正確，返回的數(shù)據(jù)格式為 E5H
3、確認讀寫命令的數(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，上位機采用WINCC編程，計算機采用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)采用主從結構，上位機遵循PPI協(xié)議格式，發(fā)出讀寫申請，西門子PLC返回相應的數(shù)據(jù)。在控制系統(tǒng)中，西門子PLC與上位計算機的通訊，采用了PPI通訊協(xié)議，上位機每0.5秒循環(huán)讀寫一次西門子PLC。西門子PLC編程時，將要讀取的檢測值、輸出值等數(shù)據(jù)，存放在西門子PLC的一個連續(xù)的變量區(qū)中，當西門子觸摸屏讀取西門子PLC的數(shù)據(jù)時，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。當修改設定值等數(shù)據(jù)時，進行寫數(shù)據(jù)的通訊操作。