陕西西门子S7-1200PLC模块代理经销商

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能对C函数进行编辑和编译，并且能在梯形图中对这些C函数功能块进行调用。在C中有大量现成的功能函数，梯形图中避免了对这类高级语言更便于实现的算法的重复编程，只要在需要的地方进行调用即可，不仅大大提高了编程效率，还增强了程序的保密性。下面以信捷XC3系列PLC与V5系列变频器之间的自由格式通信中的C函数调用为例进行说明。

    1．功能要求

    (1)设计信捷XC3系列PLC与V5-20P7变频器之间的自由格式通信程序。

    (2)设计如图6.32所示的变频器人机界面，程序能通过触摸屏在线读变频器的母线电压和写变频器的工作频率。

    (3)通过C程序调用对自由格式通信程序中的读、写指令进行CRC校验。

    图6. 32    自由格式通信中触摸屏人-机界面

    2．PLC与触摸屏选型及存储分配

    选择信捷XC3-48RT-E型PLC，XC3系列PLC的RS-485通信口和RS-232的通信口2是同一个通信口，既支持Modbus协议，也支持自由通信协议。

    图6. 32中有两个数据输入框，其存储分配与属性分别如表6.5所示。根据图6.32所示的画面选择信捷7英寸256色真彩触摸屏TP760-T。

    表6.5    图6.32人-机界面中数据输入框的存储分配与属性

    3．梯形图程序设计

    变频器自由格式通信采用状态编程，其状态梯形图如图6. 33所示，读者可以结合注释来阅读。下面对程序设计中的算法和相关知识作如下说明。

    (1)自由格式通信协议与相关指令

    自由格式通信是以数据块形式进行的数据传送，每块大可传送128字节，每块可设置一个起始符和终止符，也可以不设置。XC3系列PLC与V5变频器之间的通信接口为RS-485，异步串行，半双工传输，通信之前要使双方的通信参数设置*。

    ①PLC方通信参数的设置

    通信口2可以进行自由格式通信，其通信参数要通过XCPPro重新设置。在联机情况下，用菜单命令“PLC操作”|“运行PLC”，使PLC处在运行状态。再用菜单命令“PLC操作”|“自由监控”，打开如图6. 34所示的“自由监控”对话框。

    图6. 34    用自由监控设置通信参数

    在“自由监控”对话框中，通过“添加”按钮，加入要监控的特殊数据寄存器（闪存），并通过双击输入相应的监控值。其中，FD8220必须输入为255，表示自由格式通信模式；FD8221输入为8710，表示通信数据格式为8位数据位、1位停止位、偶校验、波特率19200bps; FD8226输入为0，表示自由格式通信中的字符格式为无起始符和终止符、8位缓冲形式通信（寄存器的高8位是无效的，只利用低8位传送数据）。

    注意，闪存特殊数据寄存器在修改数据后，需要重新上电才有效。

    更方便的设置自由格式通信参数的方法是单击工程窗中的PLC配置中的“串口”，在出现的“PLC1串口设置”对话框中用上述自由格式通信参数来进行设置。

    ②变频器方通信参数设置

    变频器V5-20P7方通信参数设置如表6.6所示。

    表6.6    变频器V5-20P7方通信参数设置

    设置是通过触按其面板按键来完成的，以设置P0. 01=4来说明。变频器上电后，触按MENU键，面板上4位LED显示器显示“-P0-”；触按ENTER键，显示变为P0. 00，触按“↑”键，显示变为P0. 01;触按ENTER键，显示出厂设定值0，4次触按“↑”键，直到显示4，后触按ENTER键确认本次设置。参照此方法把其余功能码都设置好。表中，P3. 09 =054设置的数据格式也是8位数据位、1位停止位、偶校验、波特率19200bps，与FD8221=8710设置的通信数据格式*。若要使设置的频率超过50Hz，则还要对表6.6中P0. 06～P0.19进行设置，设置频率不能超过500Hz。

    ③数据发送与接收指令

    数据发送指令示例梯形图如图6. 35所示。其中，[S1·]和[S2·]分别为发送数据的首址和字符个数，取值为数据寄存器或常数K；n为通信口地址，取值为K2～K3。在图6. 35中，当M8012产生上升沿时，就将D0～D7中的8个字符通过通信口2发送出去。

    数据接收指令示例梯形图如图6. 36所示。其中，[S1·]和[S2·]分别为接收数据的首址和字符个数，取值为数据寄存器或常数K；n为通信口地址，取值为K2～K3。在图6. 36中，当M8012产生上升沿时，就将7个字符通过通信口2接收到D3000～D3006寄存器中。

    图6. 35    发送指令示例

    图6.36    接收指令示例

    ④V5变频器通信命令码

    表6.7所示为3条V5变频器通信命令码，在编程中必须将这3条命令以16进制机器码的形式来表示。

    表6.7    V5变频器通信所用命令

    读母线电压（地址为2105 H）询问与响应命令码格式分别如图6.37(a)与(b)所示。写频率为11.11Hz（地址为2001H）询问与回应命令码格式是一样的，如图6.38所示。

    图6. 37    读母线电压询问与响应命令码格式

    图6. 38    写频率为11. 11Hz询问与回应命令码格式

    (2)C函数功能块的编写和调用指令

    ①C函数功能块

    从图6. 37和图6.38可见，V5变频器的读、写命令码都要进行CRC校验，分别是通过调用读母线电压函数和写频率函数来完成的。以读母线电压函数为例来说明，实际上它是标准的CRC-16的校验源程序，其算法的N-S流程图如图6. 39所示。首先设置CRC寄存器(reg_ crc)的初值为Oxffff。i循环把读机器码W[0]～W[5]逐个与CRC寄存器进行异或，并把结果存入CRC寄存器。j循环把读机器码逐位右移，并检查移出的低位的值，若为1，还要将CRC寄存器与多项式码0a001相异或，结果均送回CRC寄存器。处理完后将按“低对低，高对高”的对应关系，把CRCH存入W[7]中，CRCL存入W[6]中。

    按此算法可以得到读母线电压函数如下。

    要得到写频率函数void W_CRC(WORD W，BIT B)，只要把写频率命令码替换读母线电压函数中的读命令码，即用“for（i=0，W[0] =1，W[1]=6，W[2]=020，W[3]=001；i<6；i++）”替换读函数中的对应for语句的说明部分就可以了。这两个C函数分别存放在R_CRC. FCB和W_CRC. FCB文件中。

    ②导入C函数功能块

    打开XCPPro软件，右击“工程”窗口中“函数功能块”，弹出如图6. 40所示的快捷菜单，选择“从硬盘上导入函数功能块文件”，在出现的“打开文件”对话框中把R_CRC.FCB和W_CRC. FCB两文件都加进去。成功的标志是函数功能块目录下出现了R_CRC和W_CRC两个文件目录，如图6. 40所示。如果在出现图6. 40所示快捷菜单时，选择了“添加新函数功能块”，就要自行编辑C函数了。编辑好后，要单击“编译”按钮，如果错误列表信息窗提示出错，则要重新修改程序，再次进行编译，直至编译通过。

    ③调用C函数指令

    调用C函数指令示例梯形图如图6. 41所示。其中，R_CRC就是被调用的C函数功能块名称，是由用户导入或新建的；[S1·]对应C函数内字W的起始地扯，只能为寄存器D；[S2·]对应C函数内位B的起始地址，只能为内部线圈M。在图6. 41中，当M8000上电接通时，将调用C函数R_CRC，并通过D0和M0与C进行双向的数据传递。注意与C语言中函数调用的区别，在C中函数参数传递是由实参单向传递给形参的。

    图6. 41    调用C函数指令示例

    (3)状态表与程序的执行过程

    自由格式通信状态表如表6.8所示。按照图6. 33自由格式通信梯形图，上电后M8000接通，系统调用R_CRC和W_CRC函数，分别获得校验码。如图6.37(a)所示读母线电压的机器码存放在从D0开始的8个寄存器中，如图6.38所示写频率的机器码存放在从D1000开始的8个寄存器中。上电初始脉冲M8002接通，置状态S0 =1，系统进入S0状态。

    ①S0状态：当100ms时钟脉冲M8012的上升沿来时，将D0～D7中的读母线电压机器码通过通信口2发送给V5变频器。T200延时100ms后，置状态S1=1。

    表6.8    自由格式通信状态表

    ②S1状态：当M8012的上升沿来时，接收如图6.37(b)所示V5对读母线电压的回应信息机器码，并存放在D3000开始的7个寄存器中。将D3003和D3004低8位的数据合并，送D2002触摸屏母线显示框显示。T201延时100ms后，置状态S2 =1。

    ③S2状态：由触摸屏输入D4000的频率值，经过拆字后，D4000中的高、低8位数据分别送入D1004、D1005的低8位中。当M8012的上升沿来时，将D1000～D1007中的写频率机器码通过通信口2发送给V5。注意到D1004和D1005中的数据内容正是串口设置变频器的频率值。T202延时100ms后，重置状态S0 =1，如此循环重复。

    4．接线图与在线调试

    (1)系统各部件接线

    信捷XC3-48RT-E型PLC与V5-20P7变频器之间的自由格式通信接线如图6.42所示。

    图6.42    信捷变频器自由格式通信接线图

    XC3上有A和B两个RS-485通信端子，用双绞线分别与V5的“485+”和“485-”端子连接起来。用DVP通信电缆将PLC的通信口1与触摸屏的PLC口连接起来，触摸屏用PLC上的24V电源供电，PLC与变频器都是220V市电供电。

    (2)在线调试

    下面简要说明在线调试步骤。

    ①按照实训1和实训3介绍的方法绘制好图6. 32所示人机界面，并下载到触摸屏中。

    ②按照实训1介绍的方法，用XCPPro软件设计好图6.33自由格式通信梯形图（包括导入R_CRC和W_CRC两个C函数），并下载到PLC中。

    ③按照图6. 34和表6.6所示设置好PLC方和变频器方通信参数。

    ④按照上面所述，给系统各部件接好线。

    ⑤给系统上电，在触摸屏上出现图6. 32所示的人机界面，注意观察触摸屏上能实时显示变频器的母线电压。在触摸屏的频率输入框中输入频率值11. 11Hz，应能观察到变频器也随之显示11. 11Hz的频率值。

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