可编程控制器在微电机控制中的应用
1 引言
随着PLC在工厂自动化中的广泛应用，各PLC生产商不断推承出新，功能更加完善，性能更加优异的PLC不断涌现。以德国西门子公司为例，90年代中期，继S5系列PLC之后，就相继推出了S7系列的PLC。该系列PLC不仅具有S5系列PLC的优点，而且更加注重功能的改进和集成。对于现在应用广泛的闭环控制、模拟量处理、通信联网、脉冲输出等均提供了相应的指令及使用途径。编程软件STEP 7为用户提供了界面友好且功能强大的开发工具。本文拟就S7-200系列PLC中CPU214通过与一台SIMOVERT微型主电机驱动器通信来起动、停止电机，以及改变电机的频率，介绍其特点并给出相应的应用程序流程图或源程序。
2 硬件要求
(1) 硬件组成
一台带输入仿真器的S7-200 CPU214，一根RS 485电缆，一台微型主电机驱动器和电机;
(2) 参数设置
正确地将电机和微型主电机驱动器接好线，并且所用电机和微型主电机驱动器的参数已通过人工设定，且微型主电机驱动器必须设置在遥控方式(P910=1)，波特率:19.2kB(P92=7
)，地址1(P91=1);
(3) 接线方式
用一根带9针阳性插头的RS 485通信电缆接在S7-200 CPU214的1、3、8端上，电缆另一端是插孔，分别接到微型主电机驱动器的13、14、15端子上。
3 分析及说明
(1) S7-200自由通信口模式
S7-200 CPU214与SIMOVERT微型主电机驱动器通信是通过S7-200自由通信口模式进行的，使用USS5字协议。输入仿真器用来初始化发给电机驱动器的命令。用程序监视RUN/TERM开关，并选择相应的协议来设置自由通信口模式的控制字节(SMB30);
(2) 输入点分配
I0.0 上升沿有效 使电机以上次命令的恒定频率运转;
I0.2 上升沿有效 使电机以上次命令的频率开始变频运转;
I0.4 上升沿有效 停止电机;
I0.5 电平有效 以1或2倍率改变频率:
I0.5="0":1倍，I0.5="1":2倍;
I0.6 上升沿有效 以1或2倍频率增量增加电机频率;
I0.7 上升沿有效 以1或2倍频率增量降低电机频率;
I1.0 电平有效 控制电机旋转方向，I1.0=0:电机正转，I1.0=1:电机反转;
(3) 程序检测
首先对微型主电机驱动器的发送要计时，如果失败，允许再试发送，最多可试发送3次。然后，对来自微型主电机驱动器的接收也要计时，在退出发送接收操作之前可重试多达3次。对来自微型主电机驱动器的响应信息要进行有效性校验(STX，LEN，ADR及BCC)，任何被检测到的错误都要进行显示;
(4) 输出点分配
QB0用来显示检测到的错误信息，具体显示含义如下:
"0"表示无错误;"1"表示非法的响应(除去坏的BBC);"2"表示坏的BBC;"3"表示发送超时;"4"表示接收超时。
4 程序结构
(1) 程序结构
整个控制程序由1个主程序(MAIN)、8个子程序(SBR 0-7)及4个中断程序(INT 0-3)组成。各程序所完成的功能如下:
l MAIN 主程序:监视用于自由通信口/PPI通信切换的RUN/TERM开关，寻找输入信号上升沿作为电机运行命令。
? SBR0 设置自由通信口通信:首次扫描时设置自由通信口模式的参数。
?SBR1 RUN子程序:设定电机恒速运转。
?SBR2 RAMP子程序:设定电机变速运转。
? SBR3 增加频率倍率的子程序:增加微型主电机驱动器的输出频率。
?SBR4 降低频率倍率的子程序:降低微型主电机驱动器的输出频率。
?SBR5 STOP子程序:停止电机。
?SBR6 计算输出信息的BCC。
?SBR7 发送信息，初始化发送定时器。
? INT0 发送(XMT)中断处理程序，打开接收器。
? INT1 发送超时的中断处理程序，最多试发3次。
?INT2 接收字符的中断处理程序。
? INT3 接收超时的中断处理程序，最多试收3次。
(2) 程序流程图如图1所示。
图1 程序流程图
5 程序及注释
由于文章篇幅的限制，在此仅给出与通信有关部分的源程序。
SBR 7 //初始化XTM及XTM定时器
XMT VB99,0 //发送
ATCH 0,9 //捕捉XTM发送中断，并
//调用中断程序0
MOVB 255,SMB34 //设置XTM定时器255MS
ATCH 1,10 //捕捉XTM定时器中断，
//并调用中断1
RET
INT 0 //中断程序0，XMT发送中断处理，
//关XMT定时器
DTCH 10 //退出XMT定时器
DTCH 9 //中止XMT事件
MOVW 3，VW204 //刷新XMT重试次数
MOVW 14，VW208 //响应信息中接收的字符数
MOVW 0，VW215 //清BCC累加器
MOVD &VB114，VD211 //设置接收缓冲区指针
ATCH 2，8&n
bsp; //捕捉RCV(接收)中断，并
//调用中断程序2
ATCH 3，10 //捕捉接收定时器中断，并调
//用中断程序3
RETI
INT 1 //定时器中断0处理--发送
DTCH 9 //停止XMT(发送)
DTCH 10 //退出定时器
DECW VW204 //重试次数减1，若为0，且
LD SM1.0 //SM1.0=1，则
MOVB 3，VB210
MOVB 3，QB0 //用QB0指示发送超时
MOVW 3，VW204 //刷新发送重试计数
S M0.0，1 //使RUN、RAMP有效
CRETI //条件返回
XMT VB99，0 //重试发送
ATCH 0，9 //捕捉XMT中断，并调用
//中断程序0
MOVB 255，SMB34 //设置XMT定时器为避
//免55mS
ATCH 1，10 //捕捉定时中断，并调用
//中断程序
RETI
INT 2 //接受字符处理
MOVB SMB2，AC0 //得到接收字符
XORW AC0，VW215 //累积BCC
MOVB AC0，*VD211 //把接收到的字符送
//入缓冲区
INCD VD211 //缓冲区指针加1
DECW VW208 // 有待接收的字符总数减1
LDN SM1.0 //检验是否结束
CRETI
NOT
DTCH 10 //退出接收定时器
DTCH 8 //关接收
AB= 0，VB216 //检验已算好的BCC是否为0
NOT
MOVB 2，VB210 //坏的BCC操作码
MOVB 2，QB0
JMP 0
LDB= VB114，16#02 // STX第一个字符吗
AB= VB115，16#0C //长度=12吗？
AB= VB116，VB102 //将信息发往同一从
//设备吗？
MOVB 0，VB210 //操作正确
MOVB 0，QB0
JMP 0
LD SM0.0
MOVB 1，VB210 //信息中有不对的地方
MOVB 1，QB0
LBL 0
MOVW 3，VW206 //刷新接收可重试次数
RETI
INT 3 //定时器中断0处理-接收
随着PLC在工厂自动化中的广泛应用，各PLC生产商不断推承出新，功能更加完善，性能更加优异的PLC不断涌现。以德国西门子公司为例，90年代中期，继S5系列PLC之后，就相继推出了S7系列的PLC。该系列PLC不仅具有S5系列PLC的优点，而且更加注重功能的改进和集成。对于现在应用广泛的闭环控制、模拟量处理、通信联网、脉冲输出等均提供了相应的指令及使用途径。编程软件STEP 7为用户提供了界面友好且功能强大的开发工具。本文拟就S7-200系列PLC中CPU214通过与一台SIMOVERT微型主电机驱动器通信来起动、停止电机，以及改变电机的频率，介绍其特点并给出相应的应用程序流程图或源程序。
2 硬件要求
(1) 硬件组成
一台带输入仿真器的S7-200 CPU214，一根RS 485电缆，一台微型主电机驱动器和电机;
(2) 参数设置
正确地将电机和微型主电机驱动器接好线，并且所用电机和微型主电机驱动器的参数已通过人工设定，且微型主电机驱动器必须设置在遥控方式(P910=1)，波特率:19.2kB(P92=7
)，地址1(P91=1);
(3) 接线方式
用一根带9针阳性插头的RS 485通信电缆接在S7-200 CPU214的1、3、8端上，电缆另一端是插孔，分别接到微型主电机驱动器的13、14、15端子上。
3 分析及说明
(1) S7-200自由通信口模式
S7-200 CPU214与SIMOVERT微型主电机驱动器通信是通过S7-200自由通信口模式进行的，使用USS5字协议。输入仿真器用来初始化发给电机驱动器的命令。用程序监视RUN/TERM开关，并选择相应的协议来设置自由通信口模式的控制字节(SMB30);
(2) 输入点分配
I0.0 上升沿有效 使电机以上次命令的恒定频率运转;
I0.2 上升沿有效 使电机以上次命令的频率开始变频运转;
I0.4 上升沿有效 停止电机;
I0.5 电平有效 以1或2倍率改变频率:
I0.5="0":1倍，I0.5="1":2倍;
I0.6 上升沿有效 以1或2倍频率增量增加电机频率;
I0.7 上升沿有效 以1或2倍频率增量降低电机频率;
I1.0 电平有效 控制电机旋转方向，I1.0=0:电机正转，I1.0=1:电机反转;
(3) 程序检测
首先对微型主电机驱动器的发送要计时，如果失败，允许再试发送，最多可试发送3次。然后，对来自微型主电机驱动器的接收也要计时，在退出发送接收操作之前可重试多达3次。对来自微型主电机驱动器的响应信息要进行有效性校验(STX，LEN，ADR及BCC)，任何被检测到的错误都要进行显示;
(4) 输出点分配
QB0用来显示检测到的错误信息，具体显示含义如下:
"0"表示无错误;"1"表示非法的响应(除去坏的BBC);"2"表示坏的BBC;"3"表示发送超时;"4"表示接收超时。
4 程序结构
(1) 程序结构
整个控制程序由1个主程序(MAIN)、8个子程序(SBR 0-7)及4个中断程序(INT 0-3)组成。各程序所完成的功能如下:
l MAIN 主程序:监视用于自由通信口/PPI通信切换的RUN/TERM开关，寻找输入信号上升沿作为电机运行命令。
? SBR0 设置自由通信口通信:首次扫描时设置自由通信口模式的参数。
?SBR1 RUN子程序:设定电机恒速运转。
?SBR2 RAMP子程序:设定电机变速运转。
? SBR3 增加频率倍率的子程序:增加微型主电机驱动器的输出频率。
?SBR4 降低频率倍率的子程序:降低微型主电机驱动器的输出频率。
?SBR5 STOP子程序:停止电机。
?SBR6 计算输出信息的BCC。
?SBR7 发送信息，初始化发送定时器。
? INT0 发送(XMT)中断处理程序，打开接收器。
? INT1 发送超时的中断处理程序，最多试发3次。
?INT2 接收字符的中断处理程序。
? INT3 接收超时的中断处理程序，最多试收3次。
(2) 程序流程图如图1所示。
图1 程序流程图
5 程序及注释
由于文章篇幅的限制，在此仅给出与通信有关部分的源程序。
SBR 7 //初始化XTM及XTM定时器
XMT VB99,0 //发送
ATCH 0,9 //捕捉XTM发送中断，并
//调用中断程序0
MOVB 255,SMB34 //设置XTM定时器255MS
ATCH 1,10 //捕捉XTM定时器中断，
//并调用中断1
RET
INT 0 //中断程序0，XMT发送中断处理，
//关XMT定时器
DTCH 10 //退出XMT定时器
DTCH 9 //中止XMT事件
MOVW 3，VW204 //刷新XMT重试次数
MOVW 14，VW208 //响应信息中接收的字符数
MOVW 0，VW215 //清BCC累加器
MOVD &VB114，VD211 //设置接收缓冲区指针
ATCH 2，8&n
bsp; //捕捉RCV(接收)中断，并
//调用中断程序2
ATCH 3，10 //捕捉接收定时器中断，并调
//用中断程序3
RETI
INT 1 //定时器中断0处理--发送
DTCH 9 //停止XMT(发送)
DTCH 10 //退出定时器
DECW VW204 //重试次数减1，若为0，且
LD SM1.0 //SM1.0=1，则
MOVB 3，VB210
MOVB 3，QB0 //用QB0指示发送超时
MOVW 3，VW204 //刷新发送重试计数
S M0.0，1 //使RUN、RAMP有效
CRETI //条件返回
XMT VB99，0 //重试发送
ATCH 0，9 //捕捉XMT中断，并调用
//中断程序0
MOVB 255，SMB34 //设置XMT定时器为避
//免55mS
ATCH 1，10 //捕捉定时中断，并调用
//中断程序
RETI
INT 2 //接受字符处理
MOVB SMB2，AC0 //得到接收字符
XORW AC0，VW215 //累积BCC
MOVB AC0，*VD211 //把接收到的字符送
//入缓冲区
INCD VD211 //缓冲区指针加1
DECW VW208 // 有待接收的字符总数减1
LDN SM1.0 //检验是否结束
CRETI
NOT
DTCH 10 //退出接收定时器
DTCH 8 //关接收
AB= 0，VB216 //检验已算好的BCC是否为0
NOT
MOVB 2，VB210 //坏的BCC操作码
MOVB 2，QB0
JMP 0
LDB= VB114，16#02 // STX第一个字符吗
AB= VB115，16#0C //长度=12吗？
AB= VB116，VB102 //将信息发往同一从
//设备吗？
MOVB 0，VB210 //操作正确
MOVB 0，QB0
JMP 0
LD SM0.0
MOVB 1，VB210 //信息中有不对的地方
MOVB 1，QB0
LBL 0
MOVW 3，VW206 //刷新接收可重试次数
RETI
INT 3 //定时器中断0处理-接收
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