ＳｅｒｉａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｐｕｔｅｒａｎｄＰＬＣ

(北京航空航天大學(xué)) 李 耿 宗光華

Li,Geng Zhong,Guanghua

摘要：本文對(duì)ＦＸ系列ＰＬＣ的通信協(xié)議進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，并以ＶＢ為開(kāi)發(fā)工具實(shí)現(xiàn)了ＰＣ機(jī)與ＦＸ系列ＰＬＣ的串行通信。

關(guān)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(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域。實(shí)現(xiàn)ＰＣ機(jī)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(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)畫面顯示、報(bào)表顯示、窗口技術(shù)等多種功能，為ＰＬＣ提供良好的人機(jī)界面。本文詳細(xì)介紹了ＦＸ系列ＰＬＣ的通信協(xié)議，并在Ｗｉｎｄｏｗｓ環(huán)境下，使用ＶＢ６．０開(kāi)發(fā)通信程序，實(shí)現(xiàn)了ＰＣ機(jī)與ＦＸ系列ＰＬＣ之間的串行通信。

２ＰＣ機(jī)與ＰＬＣ實(shí)現(xiàn)通信的條件

帶異步通信適配器的ＰＣ機(jī)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(jī)互聯(lián)。還要求雙方采用的總線標(biāo)準(zhǔn)一致，否則要通過(guò)“總線標(biāo)準(zhǔn)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(yàn)都相同。

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

３ ＰＣ機(jī)及與ＦＸ系列ＰＬＣ的串行通訊

３．１硬件連接

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

３．２ＦＸ系列ＰＬＣ的通信協(xié)議

在ＰＣ機(jī)中必須依據(jù)互聯(lián)的ＰＬＣ的通信協(xié)議來(lái)編寫通信程序，因此先介紹ＦＸ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(yàn)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(gè)通信命令，它們是讀命令、寫命令、強(qiáng)制通命令、強(qiáng)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(shí)器；Ｃ—計(jì)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(gè)通信控制字符，如下表所示。

*當(dāng)ＰＬＣ對(duì)ＰＣ機(jī)發(fā)來(lái)的ＥＮＱ不理解時(shí)，用ＮＡＫ回答。

（４）報(bào)文格式

ＰＣ機(jī)向ＰＬＣ發(fā)送的報(bào)文格式如下：

其中ＳＴＸ為開(kāi)始標(biāo)志：０２Ｈ；ＥＴＸ為結(jié)束標(biāo)志：０３Ｈ；ＣＭＤ為命令的ＡＳＣＩＩ碼；ＳＵＭＨ，ＳＵＭＬ為從ＣＭＤ到ＥＴＸ按字節(jié)求累加和，溢出不計(jì)。由于每字節(jié)十六進(jìn)制數(shù)變?yōu)閮勺止?jié)ＡＳＣＩＩ代碼，故校驗(yàn)和為ＳＵＭＨ與ＳＵＭＬ。

數(shù)據(jù)段格式與含義如下：

*寫命令的數(shù)據(jù)段有數(shù)據(jù)，讀命令的數(shù)據(jù)段則無(wú)數(shù)據(jù)。

讀／寫字節(jié)數(shù)為０１Ｈ～４０Ｈ（１～６４）個(gè)。

ＰＬＣ向ＰＣ機(jī)發(fā)送的應(yīng)答報(bào)文格式如下：

*對(duì)讀命令的應(yīng)答報(bào)文數(shù)據(jù)段為要讀取的數(shù)據(jù)，一個(gè)數(shù)據(jù)占兩個(gè)字節(jié)，分上位下位：

對(duì)寫命令的應(yīng)答報(bào)文無(wú)數(shù)據(jù)段，而用ＡＣＫ及ＮＡＫ作為應(yīng)答內(nèi)容。

（５）傳輸過(guò)程

ＰＣ機(jī)與ＦＸ系列ＰＬＣ之間采用應(yīng)答方式通信，傳輸出錯(cuò)則組織重發(fā)。其傳輸過(guò)程如下：

ＰＬＣ根據(jù)ＰＣ機(jī)的命令，在每個(gè)循環(huán)掃描結(jié)束處的ＥＮＤ語(yǔ)句后組織自動(dòng)應(yīng)答，無(wú)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(gè)簡(jiǎn)單的例子來(lái)說(shuō)明編寫通信程序的要點(diǎn)。假設(shè)ＰＣ機(jī)要求從ＰＬＣ中讀入從Ｄ１２３開(kāi)始的４個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)(Ｄ１２３，Ｄ１２４)，其傳輸應(yīng)答過(guò)程及報(bào)文如下（圖略可向作者索取）：

命令報(bào)文中１０Ｆ６Ｈ為Ｄ１２３的地址，０４Ｈ表示要讀入４個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。校驗(yàn)和ＳＵＭ＝３０Ｈ＋３１Ｈ＋３０Ｈ＋４６Ｈ＋３６Ｈ＋３０Ｈ＋３４Ｈ＋

０３Ｈ＝１７４Ｈ，溢出部分不計(jì)，故ＳＵＭＨ為＇７＇，ＳＵＭＬ為‘４’，相應(yīng)的ＡＳＣＩＩ碼為“３７Ｈ”，“３４Ｈ”。應(yīng)答報(bào)文中４個(gè)字節(jié)的十六進(jìn)制數(shù)，其相應(yīng)的ＡＳＣＩＩ碼為８?jìng)€(gè)字節(jié)，故應(yīng)答報(bào)文長(zhǎng)度為１２個(gè)字節(jié)。

根據(jù)ＰＣ機(jī)與ＦＸ系列ＰＬＣ的傳輸應(yīng)答過(guò)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?qū)崿F(xiàn)ＰＣ機(jī)與ＦＸ系列ＰＬＣ之間的串行通信以完成數(shù)據(jù)的讀取。ＭＳＣｏｍｍ控件可以采用輪詢或事件驅(qū)動(dòng)的方法從端口獲取數(shù)據(jù)。在這個(gè)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(qǐng)求通信與確認(rèn)

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(fā)送命令報(bào)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(yīng)答報(bào)文

ＰｒｉｖａｔｅＳｕｂＲｅｃｅｉｖｅＦｒａｍｅ()

ＤｉｍＩｎＳｔｒｉｎｇＡｓＳｔｒｉｎｇ

Ｄｏ

ＤｏＥｖｅｎｔｓ

ＬｏｏｐＵｎｔｉｌＭＳＣｏｍｍ１．ＩｎＢｕｆｆｅｒＣｏｕｎｔ＝１２

ＩｎＳｔｒｉｎｇ＝ＭＳＣｏｍｍ１．Ｉｎｐｕｔ

ＥｎｄＳｕｂ

５結(jié)束語(yǔ)

以本文所述機(jī)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(jī)器人系統(tǒng)中，通過(guò)該通信程序，實(shí)現(xiàn)了ＰＣ機(jī)對(duì)ＰＬＣ的監(jiān)視和控制。同時(shí)，本程序?qū)Γ校脵C(jī)與其它型號(hào)ＰＬＣ之間的通信也有一定的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

[１]ＦＸ２Ｎ可編程控制器編程手冊(cè)

[２]ＦＸ－２３２ＡＷＲＳ４２２ＴＯＲＳ２３２ＣＩＮＴＥＲＦＡＣＥＵＮＩＴ

[３]ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ６從入門到精通，電子工業(yè)出版社

[４]可編程控制器網(wǎng)絡(luò)通信及應(yīng)用，清華大學(xué)出版社

作者簡(jiǎn)介：李耿，男，１９７５年出生，現(xiàn)為北京航空航天大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院碩士研究生,主要進(jìn)行高層建筑玻璃幕墻清洗機(jī)器人系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)。電話：０１０－８２３１４５５４,Ｅ－ｍａｉｌ：ｂｊｌｇ＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ

（１０００８３ 北京航空航天大學(xué)機(jī)器人研究所）李 耿 宗光華