ＰＣ機與ＰＬＣ的串行通信研究

艾國會

[摘要]介紹利用微軟公司推出的Visual Basic 6.0中MSCOMM.OCX控件進行串行通信的方法。以ＶＢ為開發(fā)工具實現(xiàn)了ＰＣ機與ＦＸ系列ＰＬＣ的串行通信。介紹VB進行串口通信的基本方式和三菱可編程控制器之間的通信的程序設(shè)計，主要介紹利用MSCOMM.OCX進行串行通信的設(shè)計方法。

[關(guān)鍵詞]PC機 PLC 串行通信 Visual Basic 6.0

中圖分類號：TP3文獻標識碼：A文章編號：1671－7597（2009）0420010－02

一、引言

在工業(yè)生產(chǎn)中，人們常常面臨著數(shù)據(jù)采集與管理。可編程控制器，以其可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單、使用方便、控制程序可變、體積小、功能強等特點，廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集與控制。生產(chǎn)過程中，要監(jiān)視PLC內(nèi)部的數(shù)據(jù)與運行狀況，選用市場上的人機界面或組態(tài)軟件，雖然功能豐富，但大都價格昂貴，本文介紹了利用微軟公司推出的Visual Basic 6.0中MSCOMM.OCX控件進行串行通信的方法。操作簡便，價格低廉。

二、PC與PLC實現(xiàn)通信的方法

為了實現(xiàn)PC與PLC的通信，用戶應(yīng)當做如下工作：

1．判別PC上配置的通信口是否與要連入的PLC匹配，若不匹配，則增加通信模板。

2．要清楚PLC的通信協(xié)議，按照協(xié)議的規(guī)定及幀格式編寫PC的通信程序。PLC中配有通信機制，一般不需用戶編程。若PLC廠家有PLC與PC的專用通信軟件出售，則此項任務(wù)較容易完成。

3．選擇適當?shù)牟僮飨到y(tǒng)提供的軟件平臺，利用與PLC交換的數(shù)據(jù)編制用戶要求的畫面。

4．若要遠程傳送，可通過Modem接入電話網(wǎng)。若要PC具有編程功能，應(yīng)配置編程軟件。

三、PC機與PLC實現(xiàn)通信的條件

帶異步通信適配器的PC機與PLC只有滿足如下條件，才能互聯(lián)通信：

1．帶有異步通信接口的PLC才能與帶異步通信適配器的PC機互聯(lián)。還要求雙方采用的總線標準一致，否則要通過“總線標準變換單元”變換之后才能互聯(lián)。

2．雙方的初始化，使波特率、數(shù)據(jù)位數(shù)、停止位數(shù)、奇偶校驗都相同。

3．要對PLC的通信協(xié)議分析清楚，嚴格地按照協(xié)議的規(guī)定及幀格式編寫PC機的通信程序。PLC中配有通信機制，一般不需用戶編程。

四、PC機與FX系列PLC的串行通信的實現(xiàn)

串行通信是計算機與其他機器之間進行通信的一種常用方法。通過SC09編程電纜或FX232AW模塊，可將微型計算機的串行通信口RS232和PLC的編程口連接起來，這樣微型計算機就可對PLC的RAM區(qū)數(shù)據(jù)進行讀、寫操作。由PLC本身具有的特性，可對PLC進行以下4種類型的操作：

（1）位元件或字元件狀態(tài)讀操作（CMD0）；

（2）位元件或字元件狀態(tài)寫操作（CMD1）；

（3）位元件強制ON操作（CMD7）；

（4）位元件強制OFF操作（CMD8）。

另外，在進行上述4類操作前，首先要對端口進行初始化操作，即設(shè)定通信協(xié)議（包括設(shè)置通信波特率、數(shù)據(jù)位數(shù)、數(shù)據(jù)停止位及奇偶校驗）。

（一）硬件連接

一臺PC機可與一臺或最多16臺FX系列PLC通信，PC與PLC之間不能直接連接。如圖a、b為點對點結(jié)構(gòu)的連接，圖a中是通過FX-232AW單元進行RS-232C/RS-422轉(zhuǎn)換與PLC編程口連接，圖b中通過在PLC內(nèi)部安裝的通信功能擴展板FX-232-BD與PC連接；如圖c所示為多點結(jié)構(gòu)的連接，F(xiàn)X-485-BD為安裝在PLC內(nèi)部的通信功能擴展板，F(xiàn)X-485PC-IF為RS-232C和RS-485的轉(zhuǎn)換接口。除此之外當然還可以通過其它通信模塊進行連接，不再一一贅述。下面以PC與PLC之間點對點通信為例。

PC機與FX系列PLC不能直接連接，要經(jīng)過FX-232AW單元進行RS232C／RS-422的變換，下圖表示了它們之間的連接關(guān)系：

（二）FX系列PLC的通信

在PC機中必須依據(jù)互聯(lián)的PLC的通信協(xié)議來編寫通信程序，F(xiàn)X系列PLC的通信協(xié)議。

1．數(shù)據(jù)格式。FX系列PLC采用異步格式，由１位起始位、７位數(shù)據(jù)位、１位偶校驗位及1位停止位組成，波特率為9600bps，字符為ASCII碼。格式如下：

2．通信命令。FX系列PLC有４個通信命令，它們是讀命令、寫命令、強制通命令、強制斷命令，如下表所示。表中Ｘ輸入繼電器；Ｙ輸出繼電器；Ｍ輔助繼電器；Ｓ狀態(tài)元件；Ｔ定時器；Ｃ計數(shù)器；Ｄ數(shù)據(jù)寄存器。

3．通信控制字符。FX系列PLC采用面向字符的傳輸規(guī)程，用到５個通信控制字符，如下表所示。

注：當PLC對計算機發(fā)來的ENQ不理解時，用NAK回答。

4．報文格式。計算機向PLC發(fā)送的報文格式如下：

其中，STX為開始標志：02H；ETX為結(jié)束標志：03H；CMD為命令的ASCⅡ碼；SUMH、SUML為按字節(jié)求累加和，溢出不計。由于每字節(jié)十六進制數(shù)變?yōu)閮勺止?jié)的ASCⅡ碼，故校驗和為SUMH與SUML。

數(shù)據(jù)段格式與含義如下：

注：寫命令的數(shù)據(jù)段有數(shù)據(jù)，讀命令數(shù)據(jù)段則無數(shù)據(jù)。

PLC向PC發(fā)的應(yīng)答報文格式如下：

注：對讀命令的應(yīng)答報文數(shù)據(jù)段為要讀取的數(shù)據(jù)，一個數(shù)據(jù)占兩字節(jié)，分上位下位：

數(shù)據(jù)段：對寫命令的應(yīng)答報文無數(shù)據(jù)段，而用ACK及NAK作應(yīng)答內(nèi)容。

5．傳輸規(guī)程

PC與FX系列PLC間采用應(yīng)答方式通信，傳輸出錯，則組織重發(fā)。

PLC根據(jù)PC的命令，在每個循環(huán)掃描結(jié)束處的END語句后組織自動應(yīng)答，無需用戶在PLC一方編寫程序。

（三）PLC的設(shè)置

計算機與PLC通訊的目的是實現(xiàn)計算機對PLC運行狀態(tài)、數(shù)據(jù)區(qū)的監(jiān)控、PLC的管理并可用計算機編程。一般來說，在通訊過程中PLC是被動的，每一次通訊都由計算機發(fā)起與終止，但也可以由PLC發(fā)起。通訊前需用外部輸入設(shè)備在系統(tǒng)數(shù)據(jù)寄存器D8120中進行通訊條件設(shè)定。

五、結(jié)束語

生產(chǎn)自控系統(tǒng)的設(shè)計要解決好三部分的問題：PC上人機操作界面的編制，PC與PLC的通信程序編寫，PLC生產(chǎn)控制程序的編寫。對于串行通信的單機自控系統(tǒng)，因為具有操作界面和生產(chǎn)工藝流程簡單的特點，所以利用Visual Basic設(shè)計操作界面和利用PLC編程語言設(shè)計生產(chǎn)控制程序都比較方便，但對如何編寫通信程序就比較陌生，也沒有許多相關(guān)資料可學習。本文介紹的方法簡單、實用，供各位參考。利用通信控件MSComm的OnComm事件和CommEvent屬性還可以設(shè)計出功能更完善的通信程序。

參考文獻：

[1]三菱公司，F(xiàn)X2N可編程控制器編程手冊.

[2]邱公偉，可編程控制器網(wǎng)絡(luò)通信及應(yīng)用，清華大學出版社.

[3]三菱公司，F(xiàn)X系列通訊手冊.

[4]Visual Basic6.0從入門到精通，電子工業(yè)出版社.

[5]夏幸明，可編程控制器及應(yīng)用，北京理工大學出版社.