1 、自(zì)動智能(néng)倉儲系統簡介
智能(néng)倉儲系統是集機(jī)、電(diàn)、微機(jī)、數據庫為(wèi)一(yī)體的産品。使用智能(néng)倉儲系統的目的是能(néng)高(gāo)效率地利用存儲空間提高(gāo)保管使用率且存放(fàng)安全。可編程控制器(qì)plc以其可靠性、靈活性、适應工(gōng)廠現場控制等諸多(duō)優點在自(zì)動倉儲控制系統中得到(dào)了充分體現。plc能(néng)對上(shàng)位機(jī)傳送的數據進行分析判斷完成數據采集、邏輯運算(suàn)輸入輸出控制等功能(néng)，然後把指令發給變頻器(qì)控制電(diàn)機(jī)操作完成動作。
2 、自(zì)動智能(néng)倉儲系統組成
本例智能(néng)倉儲系統的現場人機(jī)界面采用觸摸屏，對電(diàn)機(jī)的控制采用變頻器(qì)，控制系統主控單元采用siemens s7-200　plc。智能(néng)倉儲系統中plc的輸入設備有按鈕、行程開(kāi)關、接近開(kāi)關，輸出設備有繼電(diàn)器(qì)、接觸器(qì)。因智能(néng)倉儲系統的輸入量太多(duō)，本項目采用了兩個(gè)plc數字量擴展模塊em22

3 、plc與外部設備的通(tōng)信協議
西(xī)門(mén)子s7- 200系列的plc可以在四種通(tōng)信模式下(xià)工(gōng)作：ppi模式、mpi模式、profibus - dp模式和自(zì)由口通(tōng)信模式。
ppi協議用于點對點接口, 是一(yī)個(gè)主/從(cóng)協議。ppi方式用于與西(xī)門(mén)子公司的plc編程器(qì)或其它産品通(tōng)信其通(tōng)信協議是不公開(kāi)的。
mpi協議适用于多(duō)點接口, 可以是主/主協議或主/從(cóng)協議。
profibus-dp是西(xī)門(mén)子支持的現場總線網絡。這種方式使得plc可通(tōng)過profibus的dp通(tōng)信接口接入現場總線網絡從(cóng)而擴大plc的使用範圍。
自(zì)由口(freeport)通(tōng)信模式是對用戶完全開(kāi)放(fàng)的。自(zì)由口通(tōng)信模式是由用戶程序來控制cpu的串口通(tōng)信。它是s7-200系列plc一(yī)個(gè)很有特色的功能(néng)。
本項目選用的s7200-226有兩個(gè)通(tōng)信口，一(yī)個(gè)通(tōng)過em277采用mpi協議與觸摸屏通(tōng)信，一(yī)個(gè)采用自(zì)由口通(tōng)信與變頻器(qì)通(tōng)信。在軟件(jiàn)編寫時，采用使用ppi協議pc/ppi電(diàn)纜與pc通(tōng)信。
3.1 使用ppi協議的plc編程電(diàn)纜
本例智能(néng)倉儲系統的plc程序在pc(個(gè)人計算(suàn)機(jī))上(shàng)使用西(xī)門(mén)子的step7-micro/win32軟件(jiàn)編寫，step7-micro/win32是用于s7-200系列plc的開(kāi)發工(gōng)具，它使用pc機(jī)上(shàng)的com口通(tōng)過一(yī)條pc/ppi編程電(diàn)纜連到(dào)plc的編程口上(shàng)。雖然pc機(jī)的标準串口為(wèi)rs232，但西(xī)門(mén)子公司提供的pc/ppi電(diàn)纜帶有rs232/rs485電(diàn)平轉換器(qì)因此在不增加任何硬件(jiàn)的情況下(xià)可以很方便地将plc和pc機(jī)互聯。運行軟件(jiàn)step7-micro/win32的pc(個(gè)人計算(suàn)機(jī))可以認為(wèi)是一(yī)個(gè)ppi主站。
3.1.1 pc/ppi電(diàn)纜的連接
将pc/ppi電(diàn)纜有“pc”的rs-232端連接到(dào)計算(suàn)機(jī)的rs-232通(tōng)信接口，标有“ppi”的rs-485端連接到(dào)cpu模塊的通(tōng)信口，擰緊兩邊螺絲即可。
pc/ppi電(diàn)纜上(shàng)的dip開(kāi)關選擇的波特率應與編程軟件(jiàn)中設置的波特率一(yī)緻。初學者可選通(tōng)信速率的默認值9600bps。4号開(kāi)關為(wèi)1，選擇10位模式，4号開(kāi)關為(wèi)0是11位模式，5号開(kāi)關為(wèi)0，選擇rs-232口設置為(wèi)數據通(tōng)信設備(dce)模式，5号開(kāi)關為(wèi)1，選擇rs-232口設置為(wèi)數據終端設備(dte)模式。未用調制解調器(qì)時4号開(kāi)關和5号開(kāi)關均應設為(wèi)0。
3.1.2 pc/ppi電(diàn)纜通(tōng)信設置
step7--micro/win 32的指令樹中單擊“通(tōng)信”圖标，或從(cóng)菜單中選擇“檢視→通(tōng)信”選項，将出現通(tōng)信設置對話框，“→”表示菜單的上(shàng)下(xià)層關系。在對話框中雙擊pc/ppi電(diàn)纜的圖标，将出現pc/pg接口屬性的對話框。單擊其中的“屬性(properties)”按扭，出現pc/ppi電(diàn)纜屬性對話框。初學者可以使用默認的通(tōng)信參數，在pc/ppi性能(néng)設置窗(chuāng)口中按“default(默認)”按扭可獲得默認的參數。
3.2 plc與變頻器(qì)間的自(zì)由口通(tōng)信模式
在工(gōng)業(yè)控制中，交流電(diàn)機(jī)的拖動越來越多(duō)的由變頻器(qì)完成，傳統的變頻拖動控制采用開(kāi)關量和模拟量信号對變頻器(qì)進行控制，信号易受幹擾，出現通(tōng)信錯(cuò)誤。本項目采用plc對變頻器(qì)控制，減小(xiǎo)了系統布線，避免現場可能(néng)的各種電(diàn)磁幹擾對控制設備的影響，有效地提高(gāo)了系統的抗幹擾能(néng)力。
在本項目中，plc與變頻器(qì)間的通(tōng)信采用基于uss的自(zì)由口通(tōng)信模式。
3.2.1通(tōng)信口初始化
在進行通(tōng)信之前, 必須先對通(tōng)信口初始化。s7-200系列plc主要是通(tōng)過對相(xiàng)關的特殊寄存器(qì)smb30(smb130)及其它特殊寄存器(qì)進行設置來實現的,
可通(tōng)過smb30(通(tōng)訊口0)允許自(zì)由口模式，但隻有在cpu處于run模式時自(zì)由口模式才能(néng)允許。當cpu處于stop模式時，自(zì)由口通(tōng)訊停止，通(tōng)訊口轉換成正常的ppi協議操作。
3.2.2 uss協議
step 7-micro/win32提供了uss指令庫，uss指令庫可以對變頻器(qì)進行串行通(tōng)訊控制，uss指令庫使用s7-200 cpu的自(zì)由口通(tōng)訊模式編程實現。
uss協議的通(tōng)信字符格式為(wèi)一(yī)位起始位、一(yī)位停止位、一(yī)位偶校驗位和八位數據位。數據報(bào)文最大長(cháng)度位256個(gè)字節，包括3字節的頭部、1字節的校驗碼和主數據塊，數據塊按照(zhào)字的方式組織，高(gāo)字節在前。主站與從(cóng)站間的報(bào)文格式為(wèi)：
stx lge adr 1 2 … … n bcc
stx：起始字符，總是02h;
lge：報(bào)文長(cháng)度，n+2;
adr：從(cóng)站地址及報(bào)文類型;
bcc：bcc 校驗符。
在adr和bcc之間的數據字節稱為(wèi)uss的淨數據。主站和從(cóng)站交換的數據都包括在每條報(bào)文的淨數據區域内。淨數據區由pkw區和pzd區組成。
pkw pzd
pke ind pwe1 … … pwen pzd1 … … pzdn
pkw：此區域用于讀(dú)寫參數值、參數定義或參數描述文本并可修改和報(bào)告參數的改變。其中：pke：參數标記，用來控制傳動裝置的參數讀(dú)寫。位0~10為(wèi)參數号位，12~15為(wèi)參數讀(dú)寫控制。
ind：參數索引，是16位的區域，通(tōng)用傳動裝置應設為(wèi)0。
pwe：參數值。pzd為(wèi)過程控制數據域，根據發送/接收報(bào)文格式的有所不同。
stw為(wèi)控制字。
zsw為(wèi)狀态字。
sw為(wèi)設置點。
iw為(wèi)實際值。
pzd 報(bào)文格式
pzd1 pzd2 pzd3 pzd4
stw sw1 sw3 sw2 主站到(dào)從(cóng)站
zsw iw1 iw3 iw2 從(cóng)站到(dào)主站
3.3 plc與觸摸屏間的mpi通(tōng)信模式
3.3.1觸摸屏
觸摸屏的采用降低(dī)了人機(jī)溝通(tōng)的障礙。人機(jī)界面(hmi)是操作人員(yuán)與機(jī)器(qì)設備之間雙向溝通(tōng)的橋梁，是用戶可以自(zì)由地組合文字、按鈕、圖形、數字等來處理、監控、管理或應付随時可能(néng)變化信息的多(duō)功能(néng)顯示屏幕。使用人機(jī)界面，不必太多(duō)控制按鈕便可實現手動、自(zì)動等多(duō)種功能(néng)，增進了人員(yuán)與設備的信息交流，數據的修改，故障報(bào)警的識别變得易如反掌。
3.3.2觸摸屏與plc間的mpi通(tōng)訊
本例工(gōng)程中屏與s7-200 plc通(tōng)過mpi口通(tōng)訊，屏的編程軟件(jiàn)是winncc flexible 2008。plc與觸摸屏間通(tōng)過em277模塊轉接。
em277模塊是專門(mén)用于profibus-dp協議通(tōng)信的智能(néng)擴展模塊。em277機(jī)殼上(shàng)有一(yī)個(gè)rs-485接口，通(tōng)過接口可将s7-200系列cpu連接至網絡，它支持profibus-dp和mpi從(cóng)站協議，本工(gōng)程采用mpi從(cóng)站協議。em277模塊上(shàng)的地址選擇開(kāi)關可進行地址設置，地址範圍為(wèi)：0～99。em277能(néng)讀(dú)寫s7-200 cpu中定義的變量數據塊。這樣，使觸摸屏能(néng)與plc交換任何類型的數據。
4 、結束語
在自(zì)動倉儲系統中，plc發揮了極其重要的作用。本文重點介紹了自(zì)動倉儲系統中s7-200plc、觸摸屏和變頻器(qì)之間的通(tōng)信方案。經過2台樣機(jī)試驗，證明采用該方案的智能(néng)倉儲系統通(tōng)信的數據準确，系統功能(néng)穩定。