PPI协议的监控研究

论文摘要

在工业测控领域内,可编程序控制器（PLC）发展极为迅速,应用面极广,以微处理器为核心,集微机技术、自动化技术、通信技术于一体的通用工业控制装置。它具有功能齐全、使用方便、维护容易、通用性强、可靠性好、性能价格比高等特点。已在工业控制的领域得到了极为广泛的应用,成为实现工业自动化的一种强有力工具。触摸屏作为一种人机界面友好、组态编程便捷灵活的人机交互设备,正好弥补了PLC在人机交互方面的不足,它能发挥出PLC更多的潜能,使得整个测控系统更加便于工况监视和操作,本文给出简要的设计要点。在工业测控方案中,S7-200 PLC主要应用于小型的工程项目以及一些个人的应用。西门子S7-200 PLC之间或者PLC与PC之间通信有很多种方式:自由口方式,PPI方式,MPI方式,Profibus方式。使用自由口方式进行编程时,在上位机和PLC中都要编写数据通信程序;使用PPI协议进行通信时,PLC可以不用编程,而且可读写所有数据区,快捷方便,同时可以在PLC运行时在线监视PLC中的数据。但是,西门子公司并没有公布PPI协议,用户如果想使用PPI协议监控,必须购买其监控产品或第三方厂家的组态软件,这样给用户自主开发带来一定困难,特别是自行开发的现场设备就不能通过PPI协议接入PLC;其它通讯方式编程也存在编程复杂,需要购买软件和授权等局限性,导致其成本极大的提高而限制其使用。本文通过用PPI协议组建的上位机监控系统的实现。做了以下几方面的工作:（1）用触摸屏代替上位机实现控制功能。（2）对PLC工业控制系统的基本结构、PLC基本控制理论和架构、PLC工业控制系统的基本方法以及个人计算机与S7-200 PLC的通信方法进行研究,达到指导和实现把个人计算机建设成为PLC工业控制系统的超级终端的目的。（3）研究用VB作为编程工具编写PLC工业控制系统超级终端的通讯控制软件的核心方法,达到编制通用PLC工业控制通讯软件的目的。（4）本文以散装水泥装车监控系统的开发为例,对原来装车系统的结构、工作原理及控制系统进行研究,了解所需监视的参数和其实际意义、监控所要达到的目的、以及构建监控的硬件系统。（5）完成了S7-200PLC与上位计算机的通信设计,并编写PLC的用户协议,用VB编写计算机通信程序以及监控程序和人机界面设计。结果表明,基于PPI协议的PLC上位机监控系统的实现方案,可以完全满足现有工业控制的需求和性价比的优化,并最终在实际工程实践中得到了应用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 选题的意义
• 1.3 主要研究内容
• 1.4 本文的组织结构
• 第2章 PLC控制系统理论
• 2.1 PLC的历史及发展
• 2.2 组态软件的现状和发展
• 2.3 工控方案中触摸屏种类
• 2.4 触摸屏监控方案的设计及应用
• 第3章 PPI协议解析
• 3.1 分析方法
• 3.2 PPI协议具体分析
• 3.3 小结
• 第4章 PPI协议分析测试及监控研究
• 4.1 PLC选型及电气系统设计
• 4.2 系统的整体框架图
• 4.3 监控的主要方法及内容
• 4.4 利用PPI协议对S7-200 PLC的操作
• 4.5 常见问题及其解决方法
• 4.6 抗干扰措施及检错
• 4.7 小结
• 第5章 系统实验及测试
• 5.1 测试设计
• 5.2 硬件测试
• 5.3 软件测试
• 5.4 通信口数据交互测试
• 5.5 系统可靠性测试
• 5.6 小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 研究工作的前景与展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 在读期间发表的论文及参与的科研项目