西安達(dá)泰電子有限責(zé)任公司創(chuàng)建于2002年1月，是一家集開發(fā)，生產(chǎn)和銷售于一體的高新技術(shù)企業(yè)。
達(dá)泰公司專注于工業(yè)測控領(lǐng)域，堅(jiān)持模塊化的設(shè)計(jì)思想和理念，推出了一系列具有獨(dú)立知識產(chǎn)權(quán)的數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪K化產(chǎn)品。隨著“物聯(lián)網(wǎng)”啟動(dòng)，達(dá)泰公司的無線RTU產(chǎn)品為物聯(lián)網(wǎng)的迅速普及提供了硬件保障。
達(dá)泰公司設(shè)計(jì)的USB2.0接口控制模塊，對復(fù)雜的USB協(xié)議進(jìn)行了整體封裝，提供了最簡單的應(yīng)用電腦USB接口傳輸數(shù)據(jù)的途徑，其中USB20C模塊產(chǎn)品推出5年來，大量國內(nèi)外用戶應(yīng)用于其產(chǎn)品中。這種類似黑箱子的模塊為用戶縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期，節(jié)約了開發(fā)費(fèi)用，提高了產(chǎn)品性能。
達(dá)泰公司開發(fā)的USB118模塊，解決了不用電腦如何給U盤中存儲文件的問題。這樣以來，大量的儀器設(shè)備就可以將數(shù)據(jù)記錄到U盤中了。自從2006年正式發(fā)布USB118產(chǎn)品，累計(jì)超過5萬臺設(shè)備儀器中采用了USB118模塊。
達(dá)泰公司在無線數(shù)據(jù)傳輸方面開發(fā)了獨(dú)具特色的產(chǎn)品。對于3公里以內(nèi)的傳輸，采用433MHz ISM開放頻段，實(shí)現(xiàn)了無線RS232和 無線RS485的透明傳輸。DTD110系列無線RTU可以直接代替有線RS485網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，有“無線PLC”之美譽(yù)，為測控系統(tǒng)集成商節(jié)約了成本，縮短了工程進(jìn)度。
DTP系列GSM短信測控模塊（RTU,DTU），解決了遠(yuǎn)距離報(bào)警測控的難題。用手機(jī)發(fā)一條短信就可以控制千里之外的設(shè)備啟動(dòng)，這是DTP_RD+模塊的基本功能。
達(dá)泰產(chǎn)品及技術(shù)廣泛應(yīng)用在工業(yè)測控、電力能源、科研教育、地震預(yù)報(bào)與環(huán)境監(jiān)測設(shè)施等方面。在遙測遙控遙信設(shè)備(三遙)、火災(zāi)報(bào)警、測井儀器、移動(dòng)基站設(shè)備監(jiān)測；導(dǎo)彈加速度測量、飛機(jī)救生試驗(yàn)、無人飛機(jī)遙測遙控、瓦斯爆炸試驗(yàn)等項(xiàng)目中可以隨處發(fā)現(xiàn)USB系列、DTD系列和DTP系列的模塊化產(chǎn)品。

基于單片機(jī)與PLC通信的海量數(shù)據(jù)存儲

技術(shù)設(shè)計(jì)文檔

一、選型說明：

這個(gè)說明是查閱資料后編寫的，如有相關(guān)意見可以修改。

整個(gè)需求分三部分:

1.是利用現(xiàn)有的成熟的PLC技術(shù)，對各設(shè)備的監(jiān)控點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集；

2.再使用單片機(jī)技術(shù)，對PLC采集后的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，并按照一定的格式存儲在存儲設(shè)備中，存儲設(shè)備可以是U盤，存儲卡等；

3.使用讀卡設(shè)備將存儲的數(shù)據(jù)讀出，并導(dǎo)入普通PC中，對讀取數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

二、基本組成圖：

圖1總框圖

三、PLC數(shù)據(jù)采集：

采用成熟的PLC技術(shù)，不需開發(fā)，使用西門子S7-200系列。

S7-200 PLC是串行通訊方式為豐富的小型PLC，支持多種通信協(xié)議，如點(diǎn)對點(diǎn)接口協(xié)議（PPI協(xié)議）、多點(diǎn)接口協(xié)議（MPI協(xié)議）和PROFIBUS協(xié)議以及自由通信協(xié)議等。其中自由通信協(xié)議又叫用戶定義協(xié)議，利用自由端口模式，可以實(shí)現(xiàn)用戶定義的通信協(xié)議，連接多種智能設(shè)備，使用起來非常方便，在第三方工程接入中取得了巨大的成功。

四、單片機(jī)數(shù)據(jù)存儲

此部分為整個(gè)技術(shù)的重點(diǎn)之一，他要完成的主要功能為，從PLC采集數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)按預(yù)先規(guī)定格式寫入存儲設(shè)備中，存儲設(shè)備可設(shè)計(jì)成存儲卡，U盤之類的。

以下為我所查資料的一些設(shè)想，只作為參考，如可行也可以作為使用。

1、單片機(jī)與PLC通訊

單片機(jī)選用MCS51，MCS-51的串行口與MAX485芯片相接，然后與S7-200 PLC的RS-485口進(jìn)行通訊，如圖1所示：

圖1 MCS-51單片機(jī)與S7-200的硬件接線圖

在自由端口模式下，PLC的串行通信接口由用戶來控制，通過梯形圖程序以及和單片機(jī)的匯編語言進(jìn)行配合，來使用完成中斷、字符接收中斷、發(fā)送完成中斷等，通信協(xié)議由用戶完全控制。這時(shí)單片機(jī)處于主機(jī)狀態(tài)，由單片機(jī)主動(dòng)發(fā)送握手信號，PLC接到信號后被動(dòng)反饋信息即可。

a)通信協(xié)議設(shè)計(jì)

定義根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和有關(guān)參考資料，定義協(xié)議結(jié)構(gòu)和參數(shù)。

（1）通信波特率為9.6kbps，無校驗(yàn)，8個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)可編程位，1位起始位，1位停止位。

（2）定義通信協(xié)議的數(shù)據(jù)流結(jié)構(gòu)的格式為起始碼、命令碼、元件址、字節(jié)數(shù)、數(shù)據(jù)塊、BCC校驗(yàn)碼和結(jié)束碼。

●起始碼：表示單片機(jī)與PLC開始發(fā)送數(shù)據(jù)，是數(shù)據(jù)流一個(gè)字符，告訴PLC開始進(jìn)行通信了，可以用00H表示

●命令碼：表示單片機(jī)對PLC的各種操作：

40H：讀取目標(biāo)元件I、Q、V、M、SM、L、T、C等的數(shù)據(jù)或狀態(tài)；

41H：修改目標(biāo)元件I、Q、V、M、SM、L、T、C等的數(shù)據(jù)或狀態(tài)；

42H：強(qiáng)制目標(biāo)單元為ON；

43H：強(qiáng)制目標(biāo)單元為OFF；

●元件址：表示PLC內(nèi)部的元件類型以及寄存器的地址（但不能表示一個(gè)位地址）。前兩個(gè)字節(jié)表示寄存器類型，后兩個(gè)字節(jié)表示寄存器號。00 00（H）：I寄存器區(qū)01 00（H）：Q寄存器區(qū)。02 00（H）：M寄存器區(qū)08 00（H）：V寄存器區(qū)；

●字節(jié)數(shù)：從元件地址起，讀取或?qū)懭隤LC元件的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)數(shù)據(jù)塊：準(zhǔn)備讀取或者寫入PLC的數(shù)據(jù)或狀態(tài)；

●BCC校驗(yàn)碼：在傳輸過程中，指令有可能受到任何的干擾而使原來的數(shù)據(jù)信號發(fā)生扭曲，此時(shí)的指令當(dāng)然是錯(cuò)誤的，為了偵測指令在傳輸過程中發(fā)生的錯(cuò)誤，接收方必須對指令作進(jìn)一步的確認(rèn)工作，以防止錯(cuò)誤的指令被執(zhí)行，簡單的方法就是使用校驗(yàn)碼。BCC校驗(yàn)碼的方法就是將要傳送的字符串的ASCII碼以字節(jié)為單位作異或和，并將此異或和作為指令的一部分傳送出去；同樣地，接收方在接到指令后，以相同的方式對接收到的字符串作異或和，并與傳送方所送過來的值作對比，若其值相等，則代表接收到的指令是正確的，反之則是錯(cuò)誤的

●結(jié)束碼：結(jié)束字符標(biāo)志著指令的結(jié)束，在本例中被定義為FFH，不同的PLC從站可以定義不同的結(jié)束字符以接收針對該P(yáng)LC的指令。

b)通信程序的實(shí)現(xiàn)

（1）單片機(jī)端程序的實(shí)現(xiàn)。單片機(jī)在主程序中初始化，采用串行口工作方式3[2]，波特率為9.6kbps，采用單片機(jī)作為主機(jī)，向PLC進(jìn)行呼叫，定期讀取數(shù)據(jù)或者寫入數(shù)據(jù)，其程序流程圖參見圖2。

圖2單片機(jī)端通訊程序流程圖

（2）PLC端程序流程圖的實(shí)現(xiàn)。PLC端作為從機(jī)，采用梯形圖或者STL編程，主要是先設(shè)置通訊協(xié)議，然后按照協(xié)議把采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，再發(fā)送給主機(jī)單片機(jī)，其具體的程序流程圖如圖3所示。

圖3 PLC端通訊程序流程圖

2、單片機(jī)數(shù)據(jù)存儲實(shí)現(xiàn)

采用西安達(dá)泰電子的單片機(jī)讀寫U盤的模塊USB118,接線圖如圖4：

圖4 USB118接線圖

說明：采用USB118AD模塊直接連U盤。具體接口方式需查USB118AD相關(guān)資料。

五、數(shù)據(jù)軟件分析

通過U盤或其它存儲設(shè)備，將數(shù)據(jù)讀入電腦軟件中，電腦軟件根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的算法，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以數(shù)據(jù)報(bào)表，圖表等方式展現(xiàn)結(jié)果。