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PLC与上位机的通信实现

作者：刘福禄

来源：《商情》2016年第09期

【摘要】本文以三菱可编程控制器FX2N系列为例的PLC与上拉机的通信实现，提出了

一种价格低、体积小的接口方案，讨论了其硬件和软件的设计思想，该接口装置与控制室和实

验室环境下运行可靠。

【关键词】上位机，通信，接口，PLC

PLC作为一种高性能的控制装置，在分布式系统中得到了越来越广泛的应用。在这种控制

方式中，上位监控机系统是其中重要的组成部分。PLC可以多种方式如直接采用现有的组态监

控软件与上位监迭机通信，但针对小规模的控制系统，找到一种高性能价格比的通信方法，具

有积极的实际意义。本文就日本三菱公司生产的FX2N可编程控制器与PC机通信方式的实

现，从软、硬件两个方面来说明这个问题。

上位机与1.PLC通讯的原理

在利用外部设备与可编程控制器之间进行通讯前，必须首先规定一些参数，如数据长度，

奇偶校验、停止位以及波特率等，即通讯格式。通讯格式是通过一个四位的16进制数而设

定，这里设定为H6880，其含义是数据长度为7位，终结符为7位，奇偶校验为无，控制线为

RS232接口，停止位为1位，和校验为自动添加，波特率为9600BPS，协议为专用协议，标题

无，传输控制协议为协议格式1。通讯格式是在PLC中首先将其设置好的。其中协议格式的通

讯格式依次规定了控制代码、站号、PC号、命令、消息等待以及和校验代码等。在FX系列

可编程控制器中，站号是通过特殊寄存器D8121来设定的。设定范围是从00H到0FH。本实

验台中由于上位机只和一个PLC气动实验台通信，所以站号为00H。PC号是A系列

MELSECNET（II）或MELSECNET/B上用来确定可编程控制器CPU的数字。FX系列的PC

号为FFH，由两位ASCII字符来代表，即“FF”。命令用来指定要求的操作（如读，写），在

此控制软件中所使用的向PLC发送的主要指令有：批量读出位元件BR指令；批量写入位元件

BW指令；强制PLC运行（RUN）RR指令；强制PLC停止（STOP）RS指令。消息等待是一

段计算机要求的延迟时间，以实现在发送和接受状态间的转换。和校验代码用来确定消息中的

数据没有受到破坏。它是通过加上和校验区域中的ASCII字符的16进制值计算得到的。

上位机和PLC在遵循相同的通讯格式和通讯协议下便可以进行通讯了。其通讯的基本过

程是：先由上位机控制软件向PLC发出一条指令，随即控制软件进入等待状态，准备接收

PLC的回应信息，在收到反馈信息后进行解读并判断通讯是否正确；如果判定反馈信息正确，

就解读其反馈信息，在获得了所需的信息以后，即完成该次通讯过程，并准备进入下一个通讯

过程；反之，如果判定反馈信息不正确，则进行相应的错误处理，如向PLC重发指令等等。

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通信装置的硬件描述2.

PLC与PC机之间实现通道，可使二者互补功能上的不足，PLC用于控制方面既方便又可

靠，而PC机在图形显示、数据处理、打印报表以及中文显示等方面有很强的功能。因此，各

PLC制造厂家纷纷开发了适用于本公司的各种型号PLC与PC机通信的接口模块。三菱公司开

发的FX-232AW接口模块用于FX2N系列PLC与计算机通信。还有与以太网连接的接口模块

AJ71E71、与MAP网连接的接口模块AJ71M51-S1、与FAISMAP网连接的接口模块

AJ71M51M1等。在此介绍一种通过PC机的RS-232口与PLC进行通信的实现方法。

FX2N系列PLC的编程接口采用RS-422标准，而计算机的串行口采用RS-232标准。因

此，作为实现PLC计算机通信的接口电路，必须将RS-422标准转换成RS-232标准。RS-232

与RS-422标准在信号的传送、逻辑电平均不相同。

RS-232采用单端接收器和单端发送器，只用一根信号线来传送信息，并且根据该信号线

上电平相对于公共的信号地电平的大小来决定逻辑的“1”（-3～-15V）和“0”（+3～+15V