上位计算机和PLC间串行通讯方式及程序设计探讨.docx

??

?

??

上位计算机和PLC间串行通讯方式及程序设计探讨

?

??

?

?

?

?

?

?

?

???

?

?

?

?

?

石泽宇石林炜姜杰

山钢集团莱芜分公司自动化部

【摘要】伴随着工业自动化信息化的发展，一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置——工业可编程控制器，即：PLC诞生了，伴随着PLC的更新换代，作为上位机的计算机与PLC之间通讯的发展也变得越来越迅速。本文将会以基于VB程序设计语言以及梯形图的编程方式的通讯编程方法，将上位计算机和PLC之间的通讯方式做一下探讨。

【关键词】PLC；上位机；工业可编程序控制器

1、引言

工业可编程控制器，即：PLC，在工业生产中应用非常广泛，一般它与计算机互为下位机和上位机，本文以OMRON公司CPM1型PLC为例，描述了它与上位计算机之间的通讯方法。

上世纪80年代初，新一代的工业控制装置逐渐的发展了起来，其中接口功能强、适应性好、可靠性高以及模块化结构和直观、编程简单的优点的PLC在世界范围内得到了广泛的应用。计算机和PLC在工业设计中组成控制系统，数据采集、输出控制以及状态判别的工作都是由PLC当做下位机进行的。工业控制器或微计算机一般都是作为上位机来使用的，计算、状态显示、数据分析、打印输出、信息存储的功能都是有其上位机来完成的，实时监控是控制器的主要作用。这是由PLC和微计算机结合起来的监控系统，PLC和微计算机两者之间进行优势互补，由于人机接口功能、低廉的价格、丰富的应用软件强大的个人计算机被充分利用而组成的控制系统具有高性能价格比，PLC和微计算机之间的应用是很广泛的。

2、上位计算机和PLC之间的端口连线

OMRON公司推出了一种模块化的、小型的CQM1型PLC，RS-232C是其CPU控制单元本身自带的接口。用计算机与RS232-C电缆直接连接，专用的通讯模块可以进行不配备。个人计算机和PLC之间的通讯端口接线图如图1所示。

3、通讯协议

CQML的使用方法分别有两种通讯方式，一种是PLC启动通讯，具有优先权的方式，还有一种启动通讯的方式是上位机具有优先权。以“帧”为单位进行的数据传输是上位计算机和PLC之间进行的。发出一个帧单元可以在任意的一个给定时间下所具有的发送权，PLC和上位计算机之间轮换发送权，条件是每次发送一帧。接受单元接受发送单元就表示接受到分界符或结束符时的发送权。

在响应格式和命令中@起始符必须是开始位，区分不同的节点是加入通讯用于多节点的设定节点号，DM6648设定它的值，而DM6648却是被包含在“plc设置”中的。为00.的设定节点号，是由连接网络时没有多个节点的。命令代码是其标题码，读写的区域是其用来标明的。比如为WD的标题码是用DM区来写的，为RD的区时是用DM来读的。当从上位计算机中发出命令时，命令帧格式如图2所示，PLC返回响应帧格式如图3所示。

4、PLC数据传输时的程序设计

通讯中的上位计算机和PLC，PLC具有发生命令、启动通讯、优先权给计算机接受发过来的命令。上位计算机和PLC在通讯时，设定传输延迟时间和通讯参数一定要首先执行。停止位、波特率、数据长度、奇偶校验、起始位是在数据参数包括中的。PLC具备优先权，改变数据时，CQML是能够自动数据传输的，计算机长时间的监视需要可以减少，简单化的处理通讯。PLC传输以及接收数据命令，分别为RXD(-)TXD(-)。图4中的命令TXD、BXD的梯形图格。S是为传输数据的开始字，存储以及接受数据的首地址为D，控制数据为C，它的00-03中0或1是表示最左边的字节还是最右边的字节表示起始字节，12-15中0和1则是端口为外设端口还是R232C,传输数据字节则用N来表示，BCD码由4个组成表示，PLC在传输数据中，要查看AR0805的标志传输的准备，才可以传输数据，它为ON。确认标志为AR0806当PLV在接受数据时，ON方可接受数据。图4中RS-232C为PLC所使用的端口、以RS-232C的模式将(DM0000-DM0009)的20字节数据传送到计算机并且存储在从计算机中接收的DMO300开始中DM区例子的梯形图。PLC在传送数据时，程序的接受数据应该在相应的计算机中。在执行程序中，将PLC的设定为1000端口的RS-2332的模式以及DM6648为2000的无起始码，为CR或LF的结束码。程序执行时，为ON的AR0805，当IR0000变成ON的时候，传送的数据为20个字节，起始字节为最左边的。当AR0806变成ON的时候，AR09的字节数为AR09所指定的从CQML缓冲接收器中可以读出并且存储到DM0300的内存中去。

5、上位计算机中数据传输的程序设计

在上位计算机和PLC的通讯过程中，具有启动通讯的优先权PLC，我们一般情况下不采用这一方