PC機與PLC串行通信的實現(三菱FX) PLC論文

ＳｅｒｉａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｐｕｔｅｒａｎｄＰＬＣ

(北京航空航天大學) 李 耿 宗光華

Li,Geng Zhong,Guanghua

摘要：本文對ＦＸ系列ＰＬＣ的通信協議進行了詳細的介紹，并以ＶＢ為開發工具實現了ＰＣ機與ＦＸ系列ＰＬＣ的串行通信。

關鍵詞：ＰＬＣ ;串行通信;ＶＢ６．０

Ａｂｓｔｒａｃｔ;ＴｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｔｏｃｏｌｏｆＦＸｓｅｒｉｅｓＰＬＣａｎｄａｃｈｉｅｖｅｓｓｅｒｉａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎＰＣａｎｄＦＸｓｅｒｉａｌＰＬＣ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ; ＰＬＣ;ＳｅｒｉａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ;ＶＢ６．０

１前言

ＰＬＣ以卓越的可靠性和方便的可編程性廣泛應用于工業控制領域。實現ＰＣ機與ＰＬＣ通信的目的是為了向用戶提供諸如工藝流程圖顯示、動態數據畫面顯示、報表顯示、窗口技術等多種功能，為ＰＬＣ提供良好的人機界面。本文詳細介紹了ＦＸ系列ＰＬＣ的通信協議，并在Ｗｉｎｄｏｗｓ環境下，使用ＶＢ６．０開發通信程序，實現了ＰＣ機與ＦＸ系列ＰＬＣ之間的串行通信。

２ＰＣ機與ＰＬＣ實現通信的條件

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。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。

（２）雙方的初始化，使波特率、數據位數、停止位數、奇偶校驗都相同。

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

３ ＰＣ機及與ＦＸ系列ＰＬＣ的串行通訊

３．１硬件連接

ＰＣ機與ＦＸ系列ＰＬＣ不能直接連接，要經過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系：

３．２ＦＸ系列ＰＬＣ的通信協議

在ＰＣ機中必須依據互聯的ＰＬＣ的通信協議來編寫通信程序，因此先介紹ＦＸ系列ＰＬＣ的通信協議。

（１）數據格式

ＦＸ系列ＰＬＣ采用異步格式，由１位起始位、７位數據位、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—狀態元件；Ｔ—定時器；Ｃ—計數器；Ｄ—數據寄存器。

（３）通信控制字符

ＦＸ系列ＰＬＣ采用面向字符的傳輸規程，用到５個通信控制字符，如下表所示。

*當ＰＬＣ對ＰＣ機發來的ＥＮＱ不理解時，用ＮＡＫ回答。

（４）報文格式

ＰＣ機向ＰＬＣ發送的報文格式如下：

其中ＳＴＸ為開始標志：０２Ｈ；ＥＴＸ為結束標志：０３Ｈ；ＣＭＤ為命令的ＡＳＣＩＩ碼；ＳＵＭＨ，ＳＵＭＬ為從ＣＭＤ到ＥＴＸ按字節求累加和，溢出不計。由于每字節十六進制數變為兩字節ＡＳＣＩＩ代碼，故校驗和為ＳＵＭＨ與ＳＵＭＬ。

數據段格式與含義如下：

*寫命令的數據段有數據，讀命令的數據段則無數據。

讀／寫字節數為０１Ｈ～４０Ｈ（１～６４）個。

ＰＬＣ向ＰＣ機發送的應答報文格式如下：

*對讀命令的應答報文數據段為要讀取的數據，一個數據占兩個字節，分上位下位：

對寫命令的應答報文無數據段，而用ＡＣＫ及ＮＡＫ作為應答內容。

（５）傳輸過程

ＰＣ機與ＦＸ系列ＰＬＣ之間采用應答方式通信，傳輸出錯則組織重發。其傳輸過程如下：

ＰＬＣ根據ＰＣ機的命令，在每個循環掃描結束處的ＥＮＤ語句后組織自動應答，無需用戶在ＰＬＣ一方編寫程序。

４利用ＶＢ６．０編寫通信程序

下面以一個簡單的例子來說明編寫通信程序的要點。假設ＰＣ機要求從ＰＬＣ中讀入從Ｄ１２３開始的４個字節的數據(Ｄ１２３，Ｄ１２４)，其傳輸應答過程及報文如下（圖略可向作者索取）：

命令報文中１０Ｆ６Ｈ為Ｄ１２３的地址，０４Ｈ表示要讀入４個字節的數據。校驗和ＳＵＭ＝３０Ｈ＋３１Ｈ＋３０Ｈ＋４６Ｈ＋３６Ｈ＋３０Ｈ＋３４Ｈ＋

０３Ｈ＝１７４Ｈ，溢出部分不計，故ＳＵＭＨ為＇７＇，ＳＵＭＬ為‘４’，相應的ＡＳＣＩＩ碼為“３７Ｈ”，“３４Ｈ”。應答報文中４個字節的十六進制數，其相應的ＡＳＣＩＩ碼為８個字節，故應答報文長度為１２個字節。

根據ＰＣ機與ＦＸ系列ＰＬＣ的傳輸應答過程編制出如下所示的通信程序流程圖略。

利用ＶＢ的ＭＳＣｏｍｍ控件，按照流程圖可以編寫如下通信程序實現ＰＣ機與ＦＸ系列ＰＬＣ之間的串行通信以完成數據的讀取。ＭＳＣｏｍｍ控件可以采用輪詢或事件驅動的方法從端口獲取數據。在這個例子中使用了輪詢方法。

（１）通信口初始化

ＰｒｉｖａｔｅＳｕｂＩｎｉｔｉａｌｉｚｅ()

ＭＳＣｏｍｍ１．ＣｏｍｍＰｏｒｔ ＝１

ＭＳＣｏｍｍ１．Ｓｅｔｔｉｎｇｓ ＝″９６００,Ｅ,７,１″

ＭＳＣｏｍｍ１．ＩｎＢｕｆｆｅｒＳｉｚｅ ＝１０２４

ＭＳＣｏｍｍ１．ＯｕｔＢｕｆｆｅｒＳｉｚｅ ＝１０２４

ＭＳＣｏｍｍ１．ＩｎｐｕｔＬｅｎ ＝０

ＭＳＣｏｍｍ１．ＩｎｐｕｔＭｏｄｅ ＝ｃｏｍＩｎｐｕｔＭｏｄｅＴｅｘｔ

ＭＳＣｏｍｍ１．Ｈａｎｄｓｈａｋｉｎｇ ＝ｃｏｍＮｏｎｅ

ＭＳＣｏｍｍ１．ＰｏｒｔＯｐｅｎ ＝Ｔｒｕｅ

ＥｎｄＳｕｂ

（２）請求通信與確認

ＰｒｉｖａｔｅＦｕｎｃｔｉｏｎＭａｋｅＨａｎｄＳｈａｋｉｎｇ()ＡｓＢｏｏｌｅａｎ

ＤｉｍＩｎＰａｃｋａｇｅＡｓＳｔｒｉｎｇ

ＭＳＣｏｍｍ１．ＯｕｔＢｕｆｆｅｒＣｏｕｎｔ ＝０

ＭＳＣｏｍｍ１．ＩｎＢｕｆｆｅｒＣｏｕｎｔ ＝０

ＭＳＣｏｍｍ１．Ｏｕｔｐｕｔ ＝Ｃｈｒ(＆Ｈ５)

Ｄｏ

ＤｏＥｖｅｎｔｓ

ＬｏｏｐＵｎｔｉｌＭＳＣｏｍｍ１．ＩｎＢｕｆｆｅｒＣｏｕｎｔ＝１

ＩｎＰａｃｋａｇｅ＝ＭＳＣｏｍｍ１．Ｉｎｐｕｔ

ＩｆＩｎＰａｃｋａｇｅ＝Ｃｈｒ(＆Ｈ６)Ｔｈｅｎ

ＭａｋｅＨａｎｄＳｈａｋｉｎｇ ＝Ｔｒｕｅ

Ｅｌｓｅ

ＭａｋｅＨａｎｄＳｈａｋｉｎｇ ＝ＦａｌｓｅＥｎｄＩｆ

ＥｎｄＦｕｎｃｔｉｏｎ

（３）發送命令報文

ＰｒｉｖａｔｅＳｕｂＳｅｎｄＦｒａｍｅ()

ＤｉｍＯｕｔＳｔｒｉｎｇＡｓＳｔｒｉｎｇ

ＭＳＣｏｍｍ１．ＯｕｔＢｕｆｆｅｒＣｏｕｎｔ ＝０

ＭＳＣｏｍｍ１．ＩｎＢｕｆｆｅｒＣｏｕｎｔ ＝０

ＯｕｔＳｔｒｉｎ＝Ｃｈｒ(＆Ｈ２)＋″０″＋″１０Ｆ６０４″＋Ｃｈｒ(＆Ｈ３)＋″７４″

ＭＳＣｏｍｍ１．Ｏｕｔｐｕｔ ＝ＯｕｔＳｔｒｉｎｇ

ＥｎｄＳｕｂ

（４）讀取應答報文

ＰｒｉｖａｔｅＳｕｂＲｅｃｅｉｖｅＦｒａｍｅ()

ＤｉｍＩｎＳｔｒｉｎｇＡｓＳｔｒｉｎｇ

Ｄｏ

ＤｏＥｖｅｎｔｓ

ＬｏｏｐＵｎｔｉｌＭＳＣｏｍｍ１．ＩｎＢｕｆｆｅｒＣｏｕｎｔ＝１２

ＩｎＳｔｒｉｎｇ＝ＭＳＣｏｍｍ１．Ｉｎｐｕｔ

ＥｎｄＳｕｂ

５結束語

以本文所述機制編寫的通信程序已成功用于以ＦＸ２Ｎ型ＰＬＣ作為主控制器的高層建筑玻璃幕墻清洗機器人系統中，通過該通信程序，實現了ＰＣ機對ＰＬＣ的監視和控制。同時，本程序對ＰＣ機與其它型號ＰＬＣ之間的通信也有一定的借鑒意義。

參考文獻

[１]ＦＸ２Ｎ可編程控制器編程手冊

[２]ＦＸ－２３２ＡＷＲＳ４２２ＴＯＲＳ２３２ＣＩＮＴＥＲＦＡＣＥＵＮＩＴ

[３]ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ６從入門到精通，電子工業出版社

[４]可編程控制器網絡通信及應用，清華大學出版社

作者簡介：李耿，男，１９７５年出生，現為北京航空航天大學機械工程學院碩士研究生,主要進行高層建筑玻璃幕墻清洗機器人系統的研究與開發。電話：０１０－８２３１４５５４,Ｅ－ｍａｉｌ：ｂｊｌｇ＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ

（１０００８３ 北京航空航天大學機器人研究所）李 耿 宗光華