专利名称：Plc逻辑控制器串行通讯数据的读取、配置方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种逻辑控制器串行通讯数据处理技术，具体的说是一种PLC逻辑控制器串行通讯数据的读取、配置方法及装置。
背景技术：
PLC是自动控制领域经常使用的控制设备，PLC具有稳定性好、I/O端口种类全、执行周期内自动扫描端口等优点。串口功能模块不同于一般的I/O端口，其执行过程独立于 PLC的扫描周期，数据处理过程具有特殊性，在使用上有一定难度。PLC逻辑控制器有很多种协议，CanOpen便是其中的一种。CanOpen协议具有从站数目多(最多110个)、通讯速率快(可达IMBps)、通讯稳定性好等优点，被广泛应用于集成度高、控制复杂的自动控制领域。CanOpen为一个主站多个从站的构架方式，主站一般是工控机携带的主站卡，运行用户自行设计的控制程序；PLC可以作为CanOpen从站。一般的I/O端口数据都可以从主站直接读取，对于用户来说数据是透明的，相当于直接通过主站采集数据，但是PLC从站的串口模块的数据很难从主站直接读取，主要原因是串口模块外接的串行通讯设备种类不同，造成数据的长度、格式等参数不同；再者，串行通讯设备完整的一帧数据通常很长，如十几个或几十甚至上百个字节，PLC无法在一个扫描周期内全部读取，即使能够一次读取，在 CanOpen主站也找不到与其相匹配的数据类型。对于使用者来说，如何在CanOpen的主从构架下，从作为从站的PLC的串口模块中将数据在主站中合理配置并传送至主站就成了一个难题，这也正是本发明要解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术中存在的PLC作为CanOpen从站且携带串口通讯模块时，串口模块如何从外部设备或终端采集到数据以及数据如何传输至CanOpen主站这一技术难题，本发明提供一种能够处理PLC串口模块数据采集的PLC逻辑控制器串口模块数据的读取、配置方法及装置。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是本发明PLC逻辑控制器串行通讯数据的读取、配置方法包括以下步骤将RS232串口模块的RTS和CTS短接，将其通讯握手等待信号禁止；将RS485串口模块的TxD和RxD短接作为RS485通讯的data+信号；将RS485串口模块的-TxD和-RxD短接，作为RS485通讯的data-；通过双定时器耦合的方法周期性不间断触发PLC与串行通讯设备的数据交换，使 PLC与串行通讯设备连续不间断通讯；将串口数据整理并存放在PLC内部输出变量区域，在CanOpen主站中进行配置并读取；每次读取一组数据后，将PLC串行数据缓冲区索引及数据都清零，使每次均从缓冲区的索引零开始读取数据。将串口数据整理并存放在％ QW256开始的内部输出变量区域。所述通过双定时器耦合的方法周期性不间断触发PLC与串行通讯设备的数据交换中，周期值小于20ms。本发明PLC逻辑控制器串行通讯数据的读取、配置装置包括PLC逻辑控制器、 RS232串口模块以及RS485串口模块，其中，RS232串口模块以及RS485串口模块与PLC逻辑控制器的数据接口相连，RS232串口模块中的RTS和CTS管脚短接，RS485串口模块的TxD 和RxD管脚短接；RS485串口模块的-TxD和-RxD管脚短接。本发明具有以下有益效果及优点1、通过对PLC所携带的RS232模块和RS485模块接线的改进，解决了和目前市场上使用广泛的无握手等待信号类型的串行通讯设备的硬件连接问题。2.通过本发明的装置及方法，将接PLC通过RS232和RS485模块接收到串口通讯数据进行拆分，分成多个能表示完整物理意义的数据，匹配在QW256开始的数据区，由于进行了拆分，数据字节变短，使CanOpen主站可以找到与之大小匹配的数据类型，使数据的上传成为可能；3.串行通讯往往需要实时性，固通过本发明的双定时器方法使PLC不间断的和外部连接设备或终端交换数据，保证了通讯的实时性。
图1为本发明装置中PLC逻辑控制器和串口功能模块组合连接图；图2为本发明装置中RS232串口功能模块与外部设备连接图；图3为本发明装置中RS485串口功能模块与外部设备连接图；图4为本发明实施例电气连接图；图5为本发明装置与姿态传感器的连接图；图6为本发明装置与漏水传感器的连接图。
具体实施例方式本发明PLC逻辑控制器串口模块数据的读取、配置方法包括以下步骤将RS232串口模块的RTS和CTS短接，将其通讯握手等待信号禁止；将RS485串口模块的TxD和RxD短接作为RS485通讯的data+信号；将RS485串口模块的(_TxD)和(-RxD)短接，作为RS485通讯的data-；通过双定时器耦合的方法周期性不间断触发PLC与串行通讯设备的数据交换，使 PLC与串行通讯设备连续不间断通讯；将串口数据整理并存放在％ QW256开始的缓冲区，作为PLC输出变量，在CanOpen 主站中进行配置并读取；每次读取一组数据后，将PLC串行数据缓冲区索引及数据都清零，使每次均从缓冲区的索引零开始读取数据，避免了对索引的繁琐处理。图1所示为PLC逻辑控制器和串口功能模块的连接及接线处理，其中RS232串口模块的RTS和CTS短接，RS485串口模块的TxD与RxD短接，-TxD与-RxD短接。RS232串口模块与RS485串口模块与外部设备的连接如图2、3所示，其中，RS232模块的TxD与外部设备的RxD连接，RS232模块的RxD与外部设备的TxD连接，二者的Common连接到一起；RS485 模块的RxD端与外部设备的data+连接，RS485模块的-RxD端与外部设备的data-连接。串行通讯设备往往要求不间断的进行数据交换，使得系统在连续的时间段内不停的获得串口数据信息，本发明通讯使用两个PLC内置的定时器解决这个问题。两个定时器为上升沿触发类型，第一个定时器的使能输入信号为第二个定时器的输出信号，第二个定时器的使能输入信号为第一个定时器的输出信号，且第一个定时器的输入信号进行取反操作，这样，连个定时器可以相互耦合的不停的循环触发，直到PLC断电结束工作为止。这样， PLC和串行通讯设备的数据交换是连续不间断的。PLC为串行通讯模块分配了数据缓冲区，该缓冲区有两个参数，分别是索引 (Index)和数据(data)，索引最大为255，PLC采取了索引跟随数据个数不停增长，当索引为最大值255时，将索引置零，重新计数的方式。这种方式给完整一组数据的截取带来了困难。本发明采取了读取一组数据后将索引和数据全部清零的方式，如果只将索引清零，新的一组数据依然排在前一组数据之后，将数据(data)也同时清零，这样，可以保证每次读取数据都存放在索引零开始的数据缓冲区，给数据的后续处理带来了很大的方便。由于串行通讯设备的数据往往过长，CanOpen主站的数据类型没有与其长度相匹配的数据类型，这给CanOpen读取串行通讯设备的数据带来了困难。本发明先将串行通讯设备的数据拆分处理成2个字节数据，存放在QW256开始的数据区内，这个区域内在 CanOpen主站中可以找到与其相匹配的数据类型。这样，串行通讯设备的数据就可以在 CanOpen主站读取了。本实施例以万可的750-837作为CanOpen从站和PLC逻辑控制器，其后连接RS232 串口功能模块750-650和RS485串口功能模块750-653。如图4所示，将750-650的RTS和CTS短接，将750-653的TxD与RxD短接，将 750-653 的-TxD 与-RxD 短接。750-837内部有定时器，可以作为本发明所述双定时器耦合触发数据通讯功能使用。设置TP型定时器tpl和tp2，将tpl的输入信号mi设为tp2的输出信号Q2，将tp2 的输入信号IN2设为tpl的输出信号Q1，并将输入进行取反操作，即mi = NOT Q2，IN2 = N0TQ1，通过以上方法，可以实现tpl和tp2两个定时器的循环触发，不间断的进行读取数据操作。在PLC内部，将其串行数据缓冲区的的索引Index和data在每次读取数据之后均置零，即hdex = 0 ；通过FOR循环语句从0循环到Index-I将数据data
—直到数据 dataUndex-I]均置零，即PLC语句FOR i = 0 TO Index-I DOdata[i] = 0 ；END_F0R ；上述语句实现每次读取数据将缓冲去清零，下一组新的数据到来时从缓冲区零开始处理即可，免去了繁琐的寻找新的一组数据的其实位置(以索引表示)的繁琐操纵，给数据处理带来很大的方便。RS232串行通讯设备为姿态传感器，其与PLC串口模块的连接如图5所示；RS485串行通讯设备为漏水检测器，其与PLC串口模块的连接如图6所示。将姿态传感器的数据拆分成2组数据，分别为方向角、纵倾角、横滚角，配置在PLC 的QW256、QW257、QW258数据区，将漏水传感器的设备1漏水电阻值、设备2漏水电阻值、设备3漏水电阻值配置在PLC的QW259、Q\^60、QW261数据区。配置的方法为在PLC内部设变量，变量名自拟，如outdataO，通过语句outdataOAT% QW256将变量outdataO配置在内存区域QW256，这样，outdataO便可在CanOpen主站上进行读取。其余变量的配置方法相同。本实施例中的姿态传感器的一组数据共M个字节，分别表示了方向角、纵倾角、 横滚角三个物理意义的数据，数据长度远远超过了 CanOpen主站所有数据类型的最大长度。通过本发明的装置及方法，将M个字节拆分，提取用户需要的三个角度数据并匹配在 QW256开始的数据区，是数据的上传成为可能。姿态传感器需要不停的显示物体的当前姿态，固通过本发明的双定时器方法是PLC不间断的和姿态传感器交换数据，是使用者可以实时的掌握物体的姿态。
权利要求
1.一种PLC逻辑控制器串行通讯数据的读取、配置方法，其特征在于包括以下步骤 将RS232串口模块的RTS和CTS短接，将其通讯握手等待信号禁止；将RS485串口模块的TxD和RxD短接作为RS485通讯的data+信号； 将RS485串口模块的-TxD和-RxD短接，作为RS485通讯的data-； 通过双定时器耦合的方法周期性不间断触发PLC与串行通讯设备的数据交换，使PLC 与串行通讯设备连续不间断通讯；将串口数据整理并存放在PLC内部输出变量区域，在CanOpen主站中进行配置并读取；每次读取一组数据后，将PLC串行数据缓冲区索引及数据都清零，使每次均从缓冲区的索引零开始读取数据。
2.按权利要求1所述的PLC逻辑控制器串口模块数据的读取、配置方法，其特征在于 将串口数据整理并存放在％ QW256开始的内部输出变量区域。
3.按权利要求1所述的PLC逻辑控制器串口模块数据的读取、配置方法，其特征在于 所述通过双定时器耦合的方法周期性不间断触发PLC与串行通讯设备的数据交换中，周期值小于20ms。
4.一种PLC逻辑控制器串行通讯数据的读取、配置装置，其特征在于包括PLC逻辑控制器、RS232串口模块以及RS485串口模块，其中，RS232串口模块以及RS485串口模块与 PLC逻辑控制器的数据接口相连，RS232串口模块中的RTS和CTS管脚短接，RS485串口模块的TxD和RxD管脚短接；RS485串口模块的-TxD和-RxD管脚短接。
全文摘要
本发明涉及一种PLC逻辑控制器串行通讯数据的读取、配置方法及装置，方法为将RS232串口模块的RTS和CTS短接；将RS485串口模块的TxD和RxD短接；将RS485串口模块的-TxD和-RxD短接；通过双定时器耦合的方法周期性不间断触发PLC与串行通讯设备的数据交换，使PLC与串行通讯设备连续不间断通讯；将串口数据整理并存放在PLC内部输出变量区域，在CanOpen主站中进行配置并读取；每次读取一组数据后，将PLC串行数据缓冲区索引及数据都清零，使每次均从缓冲区的索引零开始读取数据。本发明解决了和目前市场上使用广泛的无握手等待信号类型的串行通讯设备的硬件连接问题。保证了通讯的实时性。
文档编号G05B19/05GK102486639SQ20101057391
公开日2012年6月6日 申请日期2010年12月4日 优先权日2010年12月4日
发明者孙凯, 李智刚, 秦宝成 申请人:中国科学院沈阳自动化研究所