DELPHI開發環境下PC機應用軟件與PLC的數據通

• 2018-09-08

摘要 本文主要介紹了在DELPHI和Microsoft Access數據庫開發環境下，PC機應用軟件與西門子S7-300 系列PLC的數據通信的實現方法。并把此方法應用于復雜控制系統的調試及PC機管理系統與PLC控制系統的信息交換中。

關鍵字 DELPHI，PRODAVE，數據通信，可編程序控制器，MPI

ABSTRACT This paper introduces data communication method between PC applications ,which take DELPHI and Microsoft Access as their programming language, and SIMENTIC S7-300 PLC (programmable Logic Controller). And the method is applied to debugging of complicated system and data traffic between management system and PLC system.

KEY WORDS PRODAVE; PLC; Data communication; MPI; DELPHI

引言

西門子工控產品在我國有較高的市場占有率，它的通信及網絡產品有著引導世界工控技術潮流的作用，研究西門子工控產品及通信技術的實際應用問題有著廣泛普遍的重要意義。本文通過對某市級煙草公司的卷煙配送分揀系統的研究,探討了在Windows環境下，用Delphi開發的數據庫應用軟件與西門子S7-300之間通信的實現問題。該卷煙配送分揀系統計算機部分結構如圖1所示。

該系統管理計算機接收信息中心局域網發送來的各條送貨線路當天的訪銷信息數據，在此基礎上管理計算機建立起以送貨線路為單位的配方數據庫，將配方數據分批次連續地下傳給PLC。PLC 根據下傳的配方數據對系統控制使其連續分揀和收集，同時系統工作狀態及工作數據通過PROFIBUS 現場總線在兩個觸摸屏TP27-10得到動態顯示，最后在收集工位自動得到一箱對應一個銷售網點的用戶配料。為了提高調系統試效率,我們在DELPHI和Microsoft Access數據庫平臺上編寫了用于PLC控制程序的調試軟件。

從上看出該系統能否研制成功必須要解決的問題是：西門子S7-300系列PLC通訊協議不公開，管理計算機和調試計算機上第三方軟件編制的程序如何實現PC機與西門子S7-300系列PLC信息交換？通過技術調研和實際調試，我們成功實現了在VB、DELPHI程序開發平臺上開發的管理程序及調試程序與S7-300系列PLC通信，順利完成了系統研制任務。限于篇幅，本文以調試軟件的通信實現方法來討論第三方應用軟件與西門子S7-300 PLC的通信問題。

2調試軟件設計

根據PLC控制程序的調試要求，該調試軟件使用DELPHI的數據庫技術把事先設計的60個配方數據寫入數據庫，根據調試需要也可通過人機界面對數據庫中的數據進行任意修改，當執行“下傳數據”命令時把數據庫中的數據字段進行一定數據處理后通過調用PRODAVE S7軟件包寫入PLC中對應的DB（DATA BLOCKS）塊，其中一條記錄對應一個DB塊，每條記錄的一個字段對應該DB塊中的一個字。該調試軟件也可按一定順序讀PLC中各DB塊中的字，并把讀取的數據經過處理后寫入數據庫，以供調試人員檢查寫入數據的正確性。PC機與PLC CPU318-2DP MPI口之間的數據通信是通過PC/MPI適配器硬件連接實現的。

3數據通信

3.1 通信軟件

實現PC機與PLC之間的數據通信是一個棘手的問題。西門子公司的PRODAVE S7軟件包的動態鏈接庫（DLL）提供了大量的基于Windows NT，Windows95/98，Windows3.11或MS-DOS的函數，這樣就使用戶解決PLC與PC之間的數據交換和數據處理問題變為可能。

3.2 通信函數

在DELPHI的Object Pascal語言中，要訪問動態鏈接庫DLL（Dynamic Link Library）中的例程有兩種方式。一種是靜態引入方式；另一種是動態引入方式。

本軟件使用靜態引入方式，即在單元的Interface部分用External指示字列出要從DLL中引入的例程。如果要引入的例程比較多，就可以用一個專門的單元來集中聲明要引入的例程。

PLC控制程序調試軟件用到的PRODAVE函數主要有：

(1)load_tool PC機與PLC系統初始化鏈接；

(2)unload_tool 斷開PC機與PLC系統鏈接；

(3)db_read 從PLC的DB塊中讀數據字；

(4)db_write 向PLC的DB塊中寫數據字。

3.3 通信程序的實現

在該調試軟件中用一個專門的單元集中聲明要引入的PRODAVE S7動態鏈接庫的例程，然后在程序中在引用這個單元，即把引入單元“prodave”加到程序的Uses子句。該引入單元的代碼如下：

unit prodave;

interface

type

Tadr_table_type=record

adr:byte; segmentid:byte;

slotno:byte; rackno:byte;

end;

function load_tool(no:Byte;name:PChar;adr_table_type:PChar):Integer;stdcall;external "w95_s7.dll";

function unload_tool:Integer;stdcall;external "w95_s7.dll";

function db_read(blockno:integer;no:integer;amount:pointer;buffer:pointer):integer;stdcall;external "w95_s7.dll";

function db_write(blockno:integer;no:integer;amount:pointer;buffer:pointer):integer;stdcall;external "w95_s7.dll";

……

implementation

end.

在調試軟件的主程序中調用該引入單元前，須將軟件包prodave.pas文件加到工程中。這樣才能在主程序中調用w95_s7.dll中的函數，具體程序調用實現如下：

implementation

uses prodave;

{$R *.DFM}

……

begin

plc_adr_table[0> := 2; {address} plc_adr_table[1> := 0; {segment id}

plc_adr_table[2> := 2; {slotno} plc_adr_table[3> := 0; {rackno} plc_adr_table[4> := 0;

res := Load_tool(1,"S7ONLINE",@plc_adr_table); //初始化鏈接

函數load_tool的作用在于初始化適配器，初始化參數的地址以及激活選定的界面。程序在讀寫PLC數據前應該用該函數初始化PC機與PLC的連接。

此函數傳送以下3個參數：

no：此參數設置可激活連接的數量，連接個數可以達到16個。此例中，no=1；

device：用戶驅動設備名稱，如MPI驅動器的設備名為“S7ONLINE”；

plc_adr_table：連接部分的地址列表指針。

如果沒有錯誤，此函數返回0，否則返回錯誤信息的相應十六進制代碼。下面給出數據下載程序：

begin

error:=false;

table1.first; //定位到配方表的首記錄

for i:=2 to 61 do //把60個配方數據寫到DB2-DB61

begin

for j:=1 to 42 do //把42個庫位的自動配煙數的值高低字節調換位置存入buffer數組

begin

c0:=table1.fields.fields[j>.asinteger;

clow:=c0 shl 8;

chigh:=c0 shr 8;

cdate:=clow xor chigh;

buffer[j-1>:=cdate;

end;

anzahl:=42;

dbno:=i; //DB塊

dwno:=1; //第1個數據字，即DW2

res := db_write(dbno,dwno,@anzahl,@buffer);

函數db_write()的作用是從PC機的數組變量“buffer”中給PLC的第“dbno”個數據塊中從“dwno”個數據字開始寫“anzahl” 個數據字。如果數據塊不存在，將返回錯誤信息的代碼。如果要寫的數據字數目的長度超過了數據塊的長度，要寫的數據字的長度將得到更正，同時此函數還返回303H的錯誤信息。

需要特別注意的是：數據在緩沖區存放的順序是從高字節到低字節。而Object Pascal語言中,變量類型為word的變量，它的數據存放順序是從低字節到高字節。因而，在對所讀取的數據進行操作時或給PLC數據塊中寫數據字時要進行相應的處理。

結束程序之前，必須調用適配器函數unload_tool斷開PC機與PLC的連接。否則，將引起PC機死機，或者系統紊亂。

由于數據上傳與數據下載的實現方法相近，限于篇幅，數據上傳實現的方法本文不予介紹，請讀者參考數據下載實現方法部分。

4結束語

運用DELPHI開發環境編寫的PLC控制程序調試軟件，具有界面友好、人機交互功能方便、數據庫功能強大靈活的優點，具有一定的通用性和實用性。而且通過調用PRODAVE S7軟件包的動態鏈接庫實現PC機對PLC CPU318-2DP數據的讀寫操作，不但數據傳輸數率快，而且數據傳輸正確率高。在對PLC控制系統的調試過程中，可以大大縮短調試周期，提高工作效率。此通信技術的實現對西門子工控產品的應用及PROFIBUS現場總線的推廣應用有著廣泛普遍的重要意義。

參 考 文 獻

1 SIEMENS.Toolbox for Data Link PGs/PCs to SIMATTIC S7

2 SIEMENS.SIMATIC S7 Configuring Hardware and Communication Connections STEP 7 V5.0 Manual.

3 毛棱，孟祥文，王淑芬等.DELPHI 5數據庫開發技術. 北京：機械工業出版社.2000.

附錄：作者情況:

第一作者：姜建芳

職稱：高級工程師

單位：南京理工大學自動化系

聯系地址：南京理工大學1002教研室