利用西門子S7-200自由通訊接口實現(xiàn)與條碼掃描槍的通訊

許 靜，朱曉民，程 金，李文娟，張 希

（北京機械工業(yè)自動化研究所，北京 100120）

0 引言

小型可編程控制器，一般結構小巧、多功能、價格低廉，本身集成CPU、I/O點、電源并且還提供了簡潔、開放的通訊功能。性價比、通訊和實時性等方面的優(yōu)點，使它成為制定較復雜自動化系統(tǒng)解決方案的理想之選。本文介紹的系統(tǒng)應用在奇瑞汽車廠缸蓋裝配線線上掃描條碼識別機型。

1 系統(tǒng)功能

系統(tǒng)要求根據(jù)條碼錄用數(shù)據(jù)判斷出產(chǎn)品裝配工件的型號，從而執(zhí)行該型號工件裝配的相應程序段。條碼信息可在人機界面上直接顯示，使操作者一目了然。并且可以翻閱查看歷史工件的相關信息。

2 系統(tǒng)配置

控制單元采用西門子的CPU226。CPU226集成兩個串口，port0端口作為連接人機界面和CPU的接口，另一端口port1用于連接條碼掃描槍，集成的I/O點用于控制裝配的執(zhí)行機構。由于條碼掃描槍為232接口，而自由通訊口為485口，所以還需一個232-485轉(zhuǎn)換模塊，系統(tǒng)中選用了一根西門子編程電纜線。但是一般串口掃描儀大多用于與計算機相連，線的插頭通常為孔狀，而可編的接口也為孔狀，因此需用一根兩頭針狀的交叉式連接轉(zhuǎn)接線（2，3交叉，5直通）否者通訊出現(xiàn)錯誤。

3 自由通訊接口介紹

S7-226有兩個接口port0口，port1口，它們可以是PPI接口，也可以是自由通訊接口?？梢酝ㄟ^程序來自由設定它們的通訊形式。

3.1 可利用的用于通訊的殊寄存器

1）控制字寄存器SM130： port1口的通訊模式協(xié)議通過SMB130設置，SMB130各位的含義如下圖所示。本系統(tǒng)中設置SMB130為00001001即自由口協(xié)議，波特率為9600，數(shù)據(jù)長度8位，無校驗。

圖1 寄存器SM130

2）通訊接收字符緩沖器SMB2：SMB2是一個暫態(tài)寄存器，用于存放在自由通訊方式下接收到的當前字符，在下一步應從這里取走其中內(nèi)容，通過編程控制將接收到的字符一個一個由SMB2移入接收緩存區(qū)。

3）通訊校驗結果標志位SM3.0：PLC按SM130規(guī)定的奇偶校驗方式對所接收到的數(shù)據(jù)作校驗。如果校驗有錯，PLC自動將SM3.0置1，SM3.0表示奇偶校驗正確。根據(jù)這個標志，決定對當前信息的取舍，在出錯的情況下，將此錯誤位發(fā)給條碼，請求重發(fā)。

4）工作方式標志位SM0.7：S7-200系列PLC只有處于運行（RUN）方式時才能進行自由口模式通訊，而在停止（STOP）方式時只能已PPI模式通訊。當PLC處于RUN方式是SM0.7=1，否則SM0.7=0,通過SM0.7的狀態(tài)來確認自由口通訊的狀態(tài)。

3.2 通訊中斷方式實現(xiàn)接收數(shù)據(jù)

S7-200PLC的通訊port0口具有三個中斷事件：接收字符8號中斷，發(fā)送結束9號中斷，接收信息23號中斷。在用戶程序中可用ENI指令開放全局中斷，用DISI指令禁止所有中斷；在全局中斷開放的前提下，單個中斷可用ATCH、DTCH指令獨立的開放和禁止。通訊port1口具有24，25，26號三個中斷事件。本系統(tǒng)中調(diào)用24號中斷接收字符，程序如圖2所示。

4 軟件設計

1）SM0.1第一掃描周期接通，給port1口初始化。SMB130：00001001即波特率為9600，自由口協(xié)議。系統(tǒng)中SMB187=11110000。

3）SMB188=‘b’檢測條碼掃描槍的開始碼為‘b’后開始記錄數(shù)據(jù)。條碼槍設置開始識別符為“b”。

4）SMB189=‘e’檢測條碼掃描槍結束符為‘e’為信息字符的結束。條碼槍設置結束識別符為“e”。

5）SMB190為檢測空閑時間5ms。在空閑時間結束后接收的新的字符為新信息的開始。

圖3 接口定義

6）SMB194為接收字符的最大數(shù)。

7）接收完成事件連接到中斷。

8）允許用戶中斷。

9）端口1的接收信箱緩沖區(qū)指向VB200。

在中斷程序中調(diào)用9）語句，執(zhí)行中斷時，即將條碼輸送到VB200開始的寄存器中。

在人機界面上定義一個字符形式輸出域，域變量為VB200，20個字符顯示。那么每當掃描一次條碼后人機界面上就可顯示本次條碼的值，方便、清晰。

本例中還可查詢上一次錄用的值。指令如圖4所示。

圖4 指令

當Q0.1的下降延到達時把本次的條碼由VB200寄存器區(qū)存儲到VB300開始的寄存器區(qū)，在此之前把VB300寄存器區(qū)的內(nèi)容已傳給VB400寄存器區(qū)存儲。VB300為本次數(shù)據(jù)，而VB400為上一次數(shù)據(jù)。簡單的做了一個數(shù)據(jù)存儲。

那么在人機界面上定義兩個字符形式輸出域，域變量分別為VB300和VB400，即可查閱到本次條碼和上次條碼。同理還做多一些數(shù)據(jù)的存儲。

5 結論

本文介紹了利用SIEMENS S7-226 PLC集成的自由通訊接口與條碼掃描槍通訊的實例，闡述了自由接口通訊的相關知識。系統(tǒng)在奇瑞汽車廠缸蓋裝配線上運行多年，PLC與條碼掃描槍間通訊安全可靠。整個系統(tǒng)成本低廉，體現(xiàn)了小型可編的優(yōu)越性，為低成本實現(xiàn)通訊提供了一種解決方法。