武漢大學動機學院自動化系 李志剛 張峰
[摘 要]
本文介紹了一個使用Visual C++編寫的通信程序，主要實現微機與OMRON PLC間的通信，并對它們間的通信協(xié)議作了闡述。
[關鍵詞]
PLC 鏈接通信 通訊控制 1、前言
可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用了可編程序的存儲器，用于其內部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術操作等面向用戶的指令，并通過數字式或模擬式輸入輸出控制各種類型的機械的生產過程。可編程控制器及其有關外部設備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯成一個整體、易于擴充其功能的原則設計。早期的PLC以數字量的順序控制為主，提供了簡單的慢速的通信功能（只支持RS232、RS485、多采用Modbus協(xié)議），現在的PLC不僅具有邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術操作，而且還具有A / D、D / A轉換，數值計算和數據處理等功能。它既可以對開關量進行控制，也可以對模擬量進行控制，隨著PLC功能不斷擴充，它還有通訊聯網功能，舉例C200HX / HG / HE的OMRON PLC的CPU內的RS - 232C端口和外設端口支持通信功能就有與編程設備（如編程器，LSS，或SSS （中文版））進行通信、與個人計算機和其它外設進行上位機鏈接通信、與個人計算機和其它外設進行RS - 232C、與其它PC進行1:1、再有是與裝有NT鏈接接口的可編程終端（PT）進行NT鏈接通信（1:1、1:N），本課題就是基于OMRON PLC的鏈接通信（有通信協(xié)議），用VC++開發(fā)的上位機與PLC間的通信。 2、OMRON PLC的通信協(xié)議
目前，隨著PLC的快速發(fā)展，越來越多的PLC生產廠商開發(fā)了它與計算機的通信功能（主要是利用計算機串口進行通信），本文是以C200HE PLC為例，作詳細闡述，本文的通信協(xié)議采用的是上位機鏈接通信。上位機鏈接通信通過在上位機與PLC之間交換命令和應答實現的。在一次交換中傳輸的命令和應答數據稱為一幀，一個幀最多可包含131個數據字符。
命令幀格式
從上位機發(fā)送一個命令時，按下示的格式排列命令數據
 @符號必須置于每個命令的開頭，節(jié)點號是用來辨識每一臺PLC的節(jié)點，在本文中，它設置PLC的DM6558單元中，識別碼設置兩字符的命令代碼，設置通信是讀寫PLC的哪個寄存器單元，例讀寫IR / SR區(qū)時它的識別碼設置分別為RR和WR，讀寫DM區(qū)分別為RD和WD。正文設置命令參數，包括所要讀寫PLC寄存器單元的起始地址和字數。FCS是設置兩字符的幀檢查順序碼，是一個轉換成2個ASCII字符的8位數據，這8位數據為從幀開始到正文結束（即FCS之前）所有數據執(zhí)行“異或”操作的結果。終止符設置“*”和回車（CHR $（13））兩字符，表示命令結束。命令幀可以有最多131個字符長。一個等于或大于132字符的命令必須分成若干幀。命令分段，使用回車定界符（CHR $（13））。
應答幀格式
 識別碼和正文取決于接收到的上位機聯結命令，結束碼表示命令完成的狀態(tài)（即是否有錯誤發(fā)生），當應答超過132字符，它必須分成若干幀。結束碼是應答幀中表示PLC應答的信息。例結束代碼為00表示正常結束，13表示FCS錯誤，14表示格式錯誤，15表示入口碼數據錯誤，18表示幀長度錯誤，A3表示傳輸數據時因FCS錯誤引起終止，A8表示傳輸數據時因幀長度錯誤引起終止。
本文的上位機命令幀包括讀寫PLC單元中的數據的命令。讀命令幀為：@01RR0100000141* + CHR $（13），意思是上位機讀取節(jié)點為1的PLC中的IR0100單元中的內容。寫命令幀為：@01WR0100000171* + CHR $（13），意思是寫一個數到節(jié)點為1的PLC的IR0100單元中。 3、系統(tǒng)結構圖
下圖是計算機與PLC通信的組成系統(tǒng)圖
 上位計算機與多個PLC進行通信，必須連接一個RS232 / 422電平轉換器，RS422采用平衡發(fā)送接收方式，它具有傳輸距離長、抗干擾能力強和多點通信能力，最多可以接32臺PLC，如圖1所示，每一臺PLC都必須掛一個COM06單元進行RS422方式連接，所有的PLC與計算機間的通訊采用的是PLC上位機鏈接通信協(xié)議。
3.1 硬件設置
RS232 / 422轉換器的設置開關撥到422方式，OMRON PLC上的COM06通信板單元同樣設置為422方式和四線制。
3.2 參數設置
上下位機的通信波特率設置為9600，數據格式設置為E，7，2。
3.3 節(jié)點設置
在PLC的DC6558單元中設置節(jié)點號00（初始值）~ 31（號機）。 4、用Visual C++6.0編寫串行通信程序
本文的上位機鏈接通信程序是用Visual C++6.0編寫的，主要是利用VC++中的一個通信控件來實現的。
首先利用MFC AppWizard ( exe ) 建立一個基于對話框，支持Activex控件，命名為Transcomn的應用程序。然后在對話框中加入一些控件，其中那個電話形狀的控件必須是在系統(tǒng)中注冊過的Microsoft Communications Control，由它進行通訊時首先得設置它的一些屬性如表1。 屬 性 設 定 值 說 明
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CommPort 1 通訊協(xié)議為 PLC 上位機鏈接通信，利用微機的串口1
InputMode 0 接收數據類型為文本形式
Rthreshold 1 每接收一個字符就產生一個事件
Settings 9600, E, 7, 2 參數依次為波特率、奇偶檢驗數據位數、停止位數
5、程序編寫
在程序中需添加的代碼如下：
// TranscommDlg.cpp:implementation file
BOOL CTranscommDlg::OnInitDialog ()
{
最后要在ClassWizard中添加變量和響應函數如表2。 控制名稱 控制 ID 對應變量或函數
通訊地址文本框 ID - ADDRESS m_address
DM 區(qū)文本框 ID - DM m_dmbox
LR 區(qū)文本框 ID - LR m_lrbox
HR 區(qū)文本框 ID - HR m_hrbox
IR 區(qū)文本框 ID - IR m_irbox
應答幀文本框 ID - RESPONSE m_response
通訊控件 ID - MSCOMM M - comm.
發(fā)送命令按鈕 ID - SEND OnSend ( )
// TODO:Add extra initialization here
// 打開通信端口1
m_comm..SetCommPort (1);
IF_(m_comm..GetPortOper ())
m_comm..SetPortOper (FALSE);
m_comm.SetPortOpen (TRUE);
// 初始狀態(tài)為選中地址為1的PLC，并對它的DM0100單元實行操作
m_address= “1”
m_dmbox=“0100”
return TRUE;}
// 發(fā)送事件
void CTranscommDlg::OnSend ()
{
// TODO:Add your control notification handler code here
// 按本文第二部分介紹的，寫出需要傳出的命令碼字符串CString m_send
// 將這個字符串發(fā)送到串行口
Cstring m_send;
m_comm.SetOutput (COleVariant (m_send));
}
// 接收事件
void CTranscommDlg::OnComm ()
{
// TODO:Add your control notification handler code here
if (m_comm..GetCommEvent () = 2)
{
COle Variant m_input = m_comm.GetInput ();
m_input.ChangeType (VT_BSTR);
m_response = m_input.bstrVal; // 把接收到的變量賦給應答幀文本框變量
UpdateData (FALSE);
}
} 6、結論
按照類似的方法，選擇不同的地址和單元區(qū)，可以編寫出其它命令的控制指令，以上的程序已在我所在的武漢大學PLC控制網絡實驗室作過實驗，得到驗證。
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