基于SNP協(xié)議的LabVIEW與PLC的通訊實現

沈夢夢 姜英 王亦誠

摘要

利用LabVIEW中的VISA技術，實現了SNP協(xié)議下LabVIEW與GE90系列PLC的串口通訊。實際應用結果表明，該系統(tǒng)具有良好的實時性和可靠性。

【關鍵詞】SNP協(xié)議 PLC LabVIEW 串口通訊

LabVIEW是一種圖形化的編程語言和開發(fā)環(huán)境，是美國國家儀器公司開發(fā)的虛擬儀器開發(fā)平臺軟件。其圖形化編程語言環(huán)境，簡單直觀，極大節(jié)省程序開發(fā)時間，可以完成各種編程任務。

PLC在自動化監(jiān)控系統(tǒng)中主要用于數據采集、控制和調節(jié)，對控制系統(tǒng)有舉足輕重的作用，而如何實現PLC與上位PC機之間的數據通訊也至關重要。

本文詳細介紹GE 90系列PLC與上位機通過SNP （Series 90 Protocol）串口協(xié)議通訊的具體實現過程，實際運行結果表明，此方法穩(wěn)定可靠，節(jié)約成本，經濟性強，有較強的應用價值。

1SNPt議

1.1 SNP通訊方式

SNP使用RS485（RS422為增強型）接口的半雙工通訊模式，為了支持多種應用，SNP提供多種不同的波特率、奇偶校驗、停止位。在數據連接上可以通過點對點（point-to-point）模式設置單個PLC，也可以通過多點下傳（ multi-drop）模式設置多個PLC。

由于上位機通常配備RS232串口，所以在上位機與PLC之間的通訊連接上需增加一個RS-232/RS-485 （RS422）轉換器。配備RS485 （RS422）通訊接口的上位機可以直接通過一根數據線連接至PLC電源模塊上，無需任何轉換設備。允許多個90系列PLC連接至一個上位機，只需要配備一個多串口轉換設備。

1.2 SNP消息幀

SNP數據消息包含三個部分：頭部、尾部、頭部和尾部之間的數據。

頭部由兩個字節(jié)組成，第1個字節(jié)均為lbh（十六進制），第2個字節(jié)及其代表的真實意義為：41h建立連接消息;52h建立連接響應消息;4Dh郵箱消息;54h文本緩沖消息;54h文本緩沖消息;42h塊傳輸消息;43h連接數據消息;55h更新實時連接消息;49h查詢消息。

尾部由六個字節(jié)組成，第1個字節(jié)均為17h，第2個字節(jié)定義下一個消息類型，第3、4個字節(jié)定義下一個消息長度，第5個字節(jié)代表狀態(tài)位，第6個字節(jié)定義BBC校驗碼。

頭部和尾部之間的數據內容依賴于被頭部定義的消息類型。

l.3 SNP數據報服務請求

數據報服務請求允許用戶通過服務請求獲得一組或多組PLC的參數數據。PLC中一個區(qū)域的內存數據定義為一個數據報連接區(qū)，在通訊之前，數據報連接區(qū)需要被建立和定義。PLC中數據報連接區(qū)由幾個部分構成：固定12個字節(jié)長度的頭部、監(jiān)測參數格式列表（每組監(jiān)測的參數格式由4個字節(jié)組成）、數據區(qū)域。每個數據報最大可以定義256種數據格式，每組參數格式包含三個部分：數據類型、偏移量、長度。

在一個完整的串口通訊協(xié)議周期中包含下面四種PLC數據報服務請求：

（1）建立連接數據報請求;

（2）寫入數據報請求;

（3）更新數據報請求;

（4）取消數據報請求。

當上位機需要使用數據報連接時，需要按照上述前三個數據報請求順序讀取PLC中數據，當不再需要讀取數據時取消數據報請求。上述四個數據報請求基本上包含以下過程：上位機發(fā)送請求初始化、PLC發(fā)送確認、PLC發(fā)送響應完成確認、上位機發(fā)送請求數據、PLC發(fā)送數據、上位機發(fā)送確認。

一個典型的建立連接數據報初始化請求幀如表1所示。

2程序實現

（1）即設定上位機的串口COM1與PLC通訊，波特率設為19200bits/s，數據位為8位，停止位1位，奇偶校驗設置為偶校驗。

（2）幀校驗，采用BCC異或校驗方式，將要發(fā)送的數據進行異或后加在發(fā)送數據的尾端。

（3）讀寫端口，將命令通過串口COM1發(fā)送給PLC，并接受來自PLC的響應信息，將所得數據進行解包，并進行顯示、計算、分析、存儲等后續(xù)處理。圖l為LabVIEW讀串口的實現程序。

3結束語

本文在LabVIEW軟件開發(fā)平臺上，利用VISA技術，成功開發(fā)基于SNP協(xié)議的串口通訊模塊，可以方便地實現上位PC機與下位機PLC的主從式串行通訊。該模塊可以不加任何修改用于其它虛擬儀器的開發(fā)，操作簡單方便，運行可靠，該模塊已經成功應用于某型號發(fā)動機過程控制系統(tǒng)，運行良好可靠。

參考文獻

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[2]袁雪，陳斌，魯中巍，管國強.基于LabVIEW的Modbus串口通訊協(xié)議的實現[J].現代儀器，2008，22 （02）： 31-33.