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绘芯人机界面与单片机通讯
单片机与绘芯人机界面通信有两个方案：一是用modbus—rtu协议，二是自由通讯协议；
本实例采用武汉绘芯科技有限公司的人机界面作为参考，因为公司提供一系列的技术支持和公布单片机源代码，开发工程方便有效。

公司网站：http://www.ebnar.com
方案比较：
方案一  modbus—rtu协议：
     优点：工业标准通讯协议，具有通用性，，传输数据量大
     缺点：需要时间去了解协议的格式和以及按照规定编写通讯程序（我们提供MODBUS-RTU源代码，客户直接移植就可以，不必费心）
方案二   自由协议：
     优点：数据格式客户自己定义，灵活多变，定制性强，可以模拟任何已知报文的通讯协议
     缺点：传输数据量不大，通用性不强，移植不方便
客户可以根据以上两种通讯协议的优缺点来选择理想的方案；
实现方法：
方案一：
1.       工程属性选用MODBUS-RTU协议；
2.       先了解MODBUS-RTU协议，基本的01 03 05 06 16 的功能码需要了解，其他可以不去深究；提供相关的资料
3.       使用我们提供的MODBUS-RTU协议（C语言）开发源代码，把主要的01 03 05 06 16 函数移植到单片机通讯上，大大节省了开发时间；

方案二：
1.       工程属性选用FreeProtocol协议；
2.       
3.       打开控制令编辑器（设定—>宏指令—>宏指令编辑器）或者直接按F8；
4.       新增宏指令，在宏指令里面使用到Output（）、Input（）、SetWordData()、GetWordData()这四个函数；注：可以参考附一
5.       Output（）函数，把设定好的字符串发送到相应的串口输出；Input（）函数，从设定好的串口读取需要的字符串；
6.       采集显示：
SetWordData()函数，把Input（）函数接收回来的数据，发送给HIM用户自定义寄存器里，然后在显示控件里填上已经有数据的HIM寄存器，即可显示单片机采集上来的数据；
7.       改写发送：
在显示控件了把需要改写的数据绑定HIM寄存器，使用GetWordData()获得修改后的数据，通过output（）发送把数据发送到单片机；
    
附一:

Output();
【描述】
第一个参数channel表示通道，如果通道为com1，则channel=1；如果通道为com2，则channel=2，数据类型为int。
第二个参数pString表示从通道输出的字符串的地址，数据类型为unsigned char *。
第三个参数count表示字符串中的字符个数，数据类型为int。
第四个参数result表示Output函数运行后返回的结果，如果result大于0，则表示读写有效，数据类型为int。
注意：此函数只能用在freeprotocol(自由协议通道)中。
【用法】
Output(channel,pString,count,result);
【举例】
char srt[9];
int result;
Output(1,str[0],9,result);
Input（）；
【描述】
第一个参数channel表示通道，如果通道为com1，则channel=1；如果通道为com2，则channel=2，数据类型为int。
第二个参数pString表示写入通道的字符串的地址，数据类型为unsigned char *。
第三个参数count表示字符串中的字符个数，数据类型为int。
第四个参数result表示Output函数运行后返回的结果，如果result大于0，则表示读写有效，数据类型为int。
注意：此函数只能用在freeprotocol(自由协议通道)中。
【用法】
Input(channel,pString,count,result);
【举例】
char srt[9];
int result;
Input(1,str[0],9,result);
GetWordData（）；
【描述】
函数功能：从通道中读取Word数据。
第一个参数channel表示通道，数据类型为unsigned char。
第二个参数slaveID表示从机号，数据类型为unsigned char。
第三个参数address表示系统通道地址，数据类型为unsigned short。
第四个参数count表示要读出的字的个数，数据类型为unsigned short。
第五个参数表示命令号，数据类型为unsigned char。
第六个参数pValue用来保存从系统通道读出的count个字，数据类型为unsigned short *。
【用法】
GetWordData(channel,slaveID,address,count,cmd,pValue);
【举例】
unsigned short wordData[10];
GetWordData(0, 1,8000, 10, 0,wordData);
从系统通道 8000地址中读取10个数据到wordData
SetWordData（）；
【描述】
函数功能：从通道中写入一个Word数据。
第一个参数channel表示通道，数据类型为unsigned char。
第二个参数slaveID表示从机号，数据类型为unsigned char。
第三个参数address表示系统通道地址，数据类型为unsigned short。
第四个参数cmd表示命令号，数据类型为unsigned char。
第五个参数pValue用来保存写入系统通道的字，数据类型为unsigned short。
【用法】
SetWordData(channel,slaveID,address,cmd,source);
【举例】
unsigned short wordData = 1;
SetWordData(0, 1,1000,0,wordData);
把wordData中的Word数据写到系统通道 1000地址处
附录二：
使用自由协议来模拟modbus-RTU
//COM1:freeprotocol
//COM2:modbus-RTU
/*自由协议通道采集数据存放在系统通道，在界面显示
   modbus通道采集到的数据，处理后，发送到自由协议的设备上*/
unsigned char command[32];
unsigned char response[32];
unsigned char temp1,temp2;
unsigned short address, checksum;
unsigned short read_no, return_value1, return_value2,return_value3,read_data[2], i;
unsigned short com2_data;
/****************以上是新建需要使用的变量***********/
Fill(command, 0, 32);// initialize command[0]~command[31] to 0
Fill(response, 0, 32);  //把command 和response 初始化
command[0] = 0x1;// 设置发送字符窜的第一个数据  station number
command[1] = 0x3;// 设置发送字符窜的第二个数据 read holding registers (function code is 0x3)
address = 0;// starting address (4x_1) is 0
HiByte(address, command[2]);//设置发送字符窜的第三个数据
LoByte(address, command[3]);//设置发送字符窜的第四个数据
read_no = 2;// the total words of reading is 2 words
HiByte(read_no, command[4]);//设置发送字符窜的第五个数据
LoByte(read_no, command[5]);//设置发送字符窜的第六个数据
CRC(command, 6,checksum);// calculate 16-bit CRC
LoByte(checksum, command[6]); //设置发送字符窜的第七个数据
HiByte(checksum, command[7]); //设置发送字符窜的第八个数据
Output(1,command,8, return_value1); //把设置好的8个数据，从通讯口1发送出去，具体参数设置参考Output（）使用
Input(1,response,9,return_value2); //从通讯口1等待接收9个字符数据，并且放在response[0]~response[8],具体参数设置参考Intput（）使用
CRC(response, 7,checksum); //对采集上来的9个数据中前7个进行了CRC-16校验，校验结果存放在checksum
LoByte(checksum, temp1);  //把checksum的低8位放在temp1
HiByte(checksum, temp2);  //把checksum的高8位放在temp1
if(temp1==response[7]&&temp2==response[8])    //CRC校验码进行对比判别时候接收正确
{ 
                                                                           //CRC检验正确后，把采集来的数据中指定需要的数据放在read_data[]
read_data[0] = response[4] + (response[3] << 8);   
read_data[1] = response[6] + (response[5] << 8);
SetWordData(0 ,1 ,0 ,2,0 , read_data); // 通过SetWordData（）函数，把read_data送到系统寄存器中，具体使用需要参考SetWordData（）函数使用
}
GetWordData( 2, 1, 2, 2, 3, &com2_data);   // 通讯口2，使用的是modbus-RTU协议，
command[0] = 0x1;// station number
command[1] = 0x6;// wirte holding registers (function code is 0x6)
address=10;
checksum=0;
HiByte(address, command[2]);
LoByte(address, command[3]);
HiByte(com2_data, command[4]);
LoByte(com2_data, command[5]);
CRC(command, 6,checksum);// calculate 16-bit CRC
LoByte(checksum, command[6]);
HiByte(checksum, command[7]);
Output(1,command,8, return_value3);  //发出定义好8个字符串

PLC程序家族的故事

  1．程序家族有哪些成员？
    PLC的控制程序一般由主程序、子程序和中断程序组成。西门子的S7-300/400将子程序分为功能（Function，或称为函数）和功能块（Function Block）。
    在每一个扫描循环周期，CPU都要调用一次主程序，用户程序必须有一个并且只能有一个主程序。小型控制系统可以只有主程序。
    中断程序用于快速响应中断事件。在中断事件发生时，CPU将停止执行当时正在处理的程序或任务，去执行用户编写的中断程序。执行完中断程序后，继续执行被暂停执行的程序或任务。
    2．哪些情况需要使用子程序？
    当系统规模很大、控制要求复杂时，如果将全部控制任务放在主程序中，主程序将会非常复杂，既难以调试，也难以阅读。使用子程序可以将程序分成容易管理的小块，使程序结构简单清晰，易于调试、查错和维护。
    子程序也可以用于需要多次反复执行相同任务的地方，只需要编写一次子程序，别的程序在需要的时候多次调用它，而无需重写该程序。
    3．怎样调用子程序？
    主程序可以调用子程序，子程序也可以嵌套调用别的子程序。嵌套调用的层数是有限制的，例如S7-200的最大嵌套深度为8级。
    执行完子程序后，返回调用它的程序中的调用指令的下一条指令。
    4．每个扫描周期都会执行子程序吗? 
    子程序的调用可以是有条件的，在被调用期间，每个扫描周期都要执行一次被调用的子程序。调用条件不满足时不会执行子程序中的指令，因此使用子程序可以减少扫描循环时间。
    5．停止调用子程序后，子程序中的线圈处于什么状态？
    停止调用子程序后，不再执行子程序中的指令。子程序中线圈对应的编程元件如果没有受到别的程序的控制，将保持子程序最后一次执行后的状态不变。即使控制这些线圈的触点的状态变化，该线圈对应的元件的状态也不会变化，因为这时根本就没有执行子程序中的指令。
    6．怎样实现子程序的无条件调用？
    有的PLC的子程序调用指令不能直接接到左侧的垂直“电源”线上，需要通过触点电路来控制是否调用子程序，即子程序的调用是有条件的。可以用一直为ON的特殊位元件（例如S7-200的SM0.0或FX系列的M8000）的常开触点来实现子程序的无条件调用。

      不同品牌的PLC的子程序大致可以分为两种，一种子程序没有输入、输出参数和局部变量，另一种则有。
       1．什么是全局变量和局部变量？
        以西门子的S7-200为例，输入I、输出Q、变量存储器V、内部存储器位M、定时器T、计数器C等属于全局变量，可以在符号表中为全局变量定义符号名。
       程序组织单元(Program Organizational Unit)简称为POU，包括主程序、子程序和中断程序。每个POU均有自己的64字节局部变量，局部变量用L(Local)来表示，局部变量只能在它所在的POU中使用。与此相反，全局变量可以在各POU中使用。
       2．局部变量有哪些类型？
       子程序可以使用下列局部变量：
       1) TEMP (临时变量)是暂时保存在局部数据区中的变量。只有在执行该POU时，定义的临时变量才被使用，POU执行完后，不再保存临时变量的数值。主程序和中断程序的局部变量表中只有TEMP变量。
       2) IN(输入参数)由调用它的POU提供的传入子程序的输入参数。
       3) OUT(输出参数)是子程序的执行结果，它被返回给调用它的POU。
       4) IN_OUT(输入_输出参数)的初始值由调用它的POU传送给子程序，并用同一变量将子程序的执行结果返回给调用它的POU。
       主程序和中断程序的局部变量表中只有临时变量TEMP。
       3．子程序的输入、输出参数有什么作用？
       具有输入、输出参数和局部变量的子程序易于实现结构化编程，对于长期生产同类设备或生产线的厂家尤为有用。编程人员为设备的各部件或工艺功能编写了大量的通用的子程序。即使不知道子程序的内部代码，只要知道子程序的功能和输入、输出参数的意义，就可以用它们快速“组装”出满足不同的用户要求的控制程序。就好像可以用数字集成电路芯片组成复杂的数字电路一样。
       如果子程序没有输入、输出参数，这种子程序没有明确的软件接口，使用起来很不方便。
       4．局部变量有什么优点？
       1) 子程序如果没有局部变量，它和调用它的程序之间只能通过全局变量来交换数据，子程序内部也只能使用全局变量。将它移植到别的项目时，需要对各POU使用的全局变量作统一安排，以保证不会出现地址冲突。当程序很复杂，子程序很多时，这种地址分配是很花时间的。
       如果子程序有局部变量，并且在子程序中只使用局部变量，不使用全局变量，因为与其他POU没有地址冲突，不作任何改动，就可以将子程序移植到别的项目中去。
       为了减少移植子程序的工作量，在子程序中应尽量避免使用全局变量和全局符号。
       2) 如果使用局部变量表中的临时变量（TEMP），同一片物理存储器可以在不同的程序中重复使用。

    下面以S7-200为例，介绍子程序的编程和调用的过程。
    1．创建子程序
    生成项目时，自动生成一个子程序。打开程序编辑器，执行“编辑”菜单中的命令“插入”→“子程序”，将自动生成和打开新的子程序。
    2．生成局部变量
    名为“模拟量计算”的子程序如下图所示，在该子程序的局部变量表中，定义了3个输入（IN）参数，一个输出（OUT）参数，和名为“暂存1”的临时（TEMP）变量。局部变量表最左边的一列是自动分配的每个变量在局部存储器（L）中的地址。

 

    3．编写子程序的梯形图
    局部变量表的下面是程序区（见上图），输入参数“转换值”是来自模拟量输入模块的与模拟量成正比的转换值，输出参数“模拟值”是计算出的对应的模拟量（例如压力、温度等）的工程值。子程序中变量名称前的“#”表示该变量是局部变量，它是编程软件自动添加的，输入局部变量时不用输入“#”号。特殊存储器位SM0.0的常开触点总是闭合。
    4．子程序的调用
    可以在主程序、其他子程序或中断程序中调用子程序，调用子程序时将执行子程序中的指令，直至子程序结束，然后返回调用它的程序中该子程序调用指令的下一条指令之处。
    创建子程序后，在上图左边指令树最下面的“调用子程序”文件夹中自动生成刚创建的子程序“模拟量计算”对应的图标。
    在梯形图程序中插入子程序调用指令时，首先打开主程序，显示出需要调用子程序的网络。打开指令树最下面的“调用子程序”文件夹，用鼠标左键按住需要调用的子程序图标，将它“拖”到程序编辑器中需要的位置。放开左键，子程序块便被放置在该位置。

    子程序方框中左边的“转换值”等是在子程序“模拟量计算”的变量声明表中定义的输入参数，右边的“模拟值”是输出参数。它们被称为子程序的形式参数，简称为形参，形参在子程序内部的程序中使用。调用子程序时，需要为每个形参指定实际的参数（简称为实参），例如为形参“转换值”指定的实参为模拟量输入字AIW2（见上图）。
    子程序调用指令中的实参的有效操作数为存储器地址、常量、全局符号和调用指令所在的POU中的局部变量，不能指定被调用子程序中的局部变量。
    CPU调用子程序时，输入参数被复制到子程序的局部存储器，子程序执行完后，从局部存储器复制输出参数到指定的输出参数地址。

Area of application

Design

S7-200PLC中断指令介绍

 中断指令有4条，包括开、关中断指令，中断连接、分离指令。指令格式如表1所示。

1. 开、关中断指令

开中断（ENI）指令全局性允许所有中断事件。关中断（DISI）指令全局性禁止所有中断事件，中断事件的每次出现均被排队等候，直至使用全局开中断指令重新启用中断。

PLC转换到RUN（运行）模式时，中断开始时被禁用，可以通过执行开中断指令，允许所有中断事件。执行关中断指令会禁止处理中断，但是现用中断事件将继续排队等候。

2. 中断连接、分离指令

中断连接指令（ATCH）指令将中断事件（EVNT）与中断程序号码（INT）相连接，并启用中断事件。

分离中断（DTCH）指令取消某中断事件（EVNT）与所有中断程序之间的连接，并禁用该中断事件。

注意：一个中断事件只能连接一个中断程序，但多个中断事件可以调用一个中断程序。

表1 中断指令格式

LAD
STL	ENI	DISI	ATCH INT，EVNT	DTCH  EVNT
操作数及数据类型	无	无	INT：常量  0-127 EVNT：常量，CPU 224:  0-23; 27-33 INT/EVNT数据类型：字节	EVNT：常量，   CPU 224: 0-23; 27-33 数据类型：字节

S7-200 CPU22X 系列PLC I/O 点数扩展和编址

  S7-200 CPU22X 系列的每种主机所提供的本机I/O点的I/O地址是固定的，进行扩展时，可以在CPU右边连接多个扩展模块。如图所示，每个扩展模块的组态地址编号取决于各模块的类型和该模块在I/O链中所处的位置。输入与输出模块的地址不会冲突，模拟量控制模块地址也不会影响数字量。

    编址方法是同样类型输入或输出点的模块在链中按所处的位置而递增，这种递增是按字节进行的，如果CPU或模块在为物理I/0点分配地址时未用完一个字节，那些未用的位也不能分配给I/O链中的后续模块。

    例如，某一控制系统选用CPU224，系统所需的输入／输出点数为：数字量输入24点、数字量输出20点、模拟量输入6点和模拟量输出2点。

本系统可有多种不同模块的选取组合，并且各模块在I/O链中的位置排列方式也可能有多种，图2所示为其中的一种模块连接形式。表1所示为其对应的各模块的编址情况。

    表1  各模块的编址

● 同类型输入或输出的模块按顺序进行编制。 
● 数字量模块总是保留以8位（1个字节）递增的过程映象寄存器空间。如果模块没有给保留字节中每一位提供相应的物理点，那些未用位不能分配给I/O链中的后续模块。对于输入模块，这些保留字节中未使用的位会在每个输入刷新周期中被清零。
● 模拟量I/O点总是以两点递增的方式来分配空间。如果模块没有给每个点分配相应的物理点，则这些I/O点会消失并且不能够分配给I/O链中的后续模块。

西门子再次进行人事调整 任命新CFO
2013年9月23日，德国西门子股份公司再次进行人事调整，RalfThomas被任命为CFO(首席财务官)，且从即日起生效。与此同时，KlausHelmrich被任命为西门子股份公司劳工董事，并将继续担任CTO(首席技术官)一职。[4] 
推动西部经济建设 西门子扎根成都
2013年9月26日，西门子公司决定将全球领先的工业自动化研发、生产基地落户成都，建立西门子在中国最大的数字化工厂。之所以选择在成都建厂，一方面是因为成都作为西部地区的核心重镇，一直以来是西门子的重要市场；另一方面，也基于对成都投资环境的高度认可，成都在政府支持、人才资源、物流交通、基础设施等方面所具备的优势也是吸引西门子扎根成都的重要原因。[5] 
下财年将裁员1.5万人 德国占三分之一
2013年9月30日，西门子宣布将在未来一年内裁员1.5万人，其中有三分之一来自德国。西门子发言人表示，该项裁员计划也是公司的60亿欧元(约合81亿美元)成本削减计划的一部分。[6] 
西门子首开节能效益分享商业模式助龙钢节能改造
2013年4月，西门子与陕西龙钢项目的最终合同签订。西门子通过节能效益分享商业模式，与龙钢以6年为期，每年从烧结风机节省的电费中按比例进行节能收益分成，用以偿还西门子的设备成本。6年期满，设备归龙钢所有，且西门子退出分成，烧结机产生的后续收益归龙钢所有。[7] 
西门子与内蒙乌兰水泥、南方国际租赁有限公司签署战略合作协议
2006年6月2日，西门子（中国）有限公司、内蒙乌兰水泥集团和南方国际租赁有限公司在北京举行签字仪式，就内蒙古乌兰水泥集团节能项目签订《乌兰水泥、西门子、南方租赁一体化节能项目框架合作协议书》、《南方租赁和西门子关于节能项目战略合作协议书》、《乌兰水泥与南方租赁关于节能项目的租赁合同》以及《南方租赁与上海西门子工业自动化工程有限公司买卖合同》等一系列战略协议书。该协议的签订对促进我国节能服务产业的发展具有重要意义。[8] 
退出家电业
2014年09月25日，德国西门子公司宣布，将以30亿欧元向博世集团出售其持有的合资企业——博世西门子家用电器集团（博西家电）50%的股份，该交易有望2015年上半年完成。届时，西门子将彻底退出家电领域，从而专注于工业、能源、医疗等核心业务。[9] 

人机界面设计应该考虑以下原则。
1、以用户为中心的基本设计原则
在系统的设计过程中，设计人员要抓住用户的特征，发现用户的需求。在系统整个开发过程中要不断征求用户的意见，向用户咨询。系统的 设计决策要结合用户的工作和应用环境，必须理解用户对系统的要求。最好的方法就是让真实的用户参与开发，这样开发人员就能正确地了解 用户的需求和目标，系统就会更加成功。
2、顺序原则
即按照处理事件顺序、访问查看顺序（如由整体到单项，由大到小，由上层到下层等）与控制工艺流程等设计监控管理和人机对话主界面及 其二级界面。
3、功能原则
即按照对象应用环境及场合具体使用功能要求，各种子系统控制类型、不同管理对象的同一界面并行处理要求和多项对话交互的同时性要求 等，设计分功能区分多级菜单、分层提示信息和多项对话栏并举的窗口等的人机交互界面，从而使用户易于分辨和掌握交互界面的使用规律和 特点，提高其友好性和易操作性。
4、一致性原则
包括色彩的一致，操作区域一致，文字的一致。即一方面界面颜色、形状、字体与国家、国际或行业通用标准相一致。另一方面界面颜色、 形状、字体自成一体，不同设备及其相同设计状态的颜色应保持一致。界面细节美工设计的一致性使运行人员看界面时感到舒适，从而不分散 他的注意力。对于新运行人员，或紧急情况下处理问题的运行人员来说，一致性还能减少他们的操作失误。
5、频率原则
即按照管理对象的对话交互频率高低设计人机界面的层次顺序和对话窗口莱单的显示位置等，提高监控和访问对话频率。
6、重要性原则
即按照管理对象在控制系统中的重要性和全局性水平，设计人机界面的主次菜单和对话窗口的位置和突显性，从而有助于管理人员把握好控 制系统的主次，实施好控制决策的顺序，实现最优调度和管理。
7、面向对象原则
即按照操作人员的身份特征和工作性质，设计与之相适应和友好的人机界面。根据其工作需要，宜以弹出式窗口显示提示、引导和帮助信息 ，从而提高用户的交互水平和效率。
人机交互界面，无论是面向现场控制器还是面向上位监控管理，两者是有密切内在联系的，他们监控和管理的现场设各对象是相同的，因此 许多现场设备参数在他们之间是共享和相互传递的。人机界面的标准化设计应是未来的发展方向，因为它确实体现了易憧、简单、实用的基木 原则，充分表达了以人为本的设计理念。各种工控组态软件和编程工具为制作精美的人机交互界面提供了强大的支持手段，系统越大越复杂越 能体现其优越性。

供应西门子中央处理单元6ES7312-1AE14-0AB0

可编程控制器梯形图设计规则

1．触点的安排 

梯形图的触点应画在水平线上，不能画在垂直分支上。 

2．串、并联的处理 

在有几个串联回路相并联时，应将触点最多的那个串联回路放在梯形图最上面。在有几个并联回路相串联时，应将触点最多的并联回路放在梯形图的最左面。 

3．线圈的安排 

不能将触点画在线圈右边，只能在触点的右边接线圈。 

4．不准双线圈输出 

    如果在同一程序中同一元件的线圈使用两次或多次，则称为双线圈输出。这时前面的输出无效，只有最后一次才有效，所以不应出现双线圈输出。

5．重新编排电路

 如果电路结构比较复杂，可重复使用一些触点画出它的等效电路，然后再进行编程就比较容易。

 6．编程顺序

     对复杂的程序可先将程序分成几个简单的程序段，每一段从最左边触点开始，由上之下向右进行编程，再把程序逐段连接起来。