PC机与PLC串行通信的实现(三菱FX)

Ｓｅｒｉａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ ａｎｄ ＰＬＣ

(北京航空航天大学)  李  耿  宗光华

Li,Geng  Zhong,Guanghua

摘要：本文对ＦＸ系列ＰＬＣ的通信协议进行了详细的介绍，并以ＶＢ为开发工具实现了ＰＣ机与ＦＸ系列ＰＬＣ的串行通信。

关键词： ＰＬＣ ;串行通信;ＶＢ６．０

Ａｂｓｔｒａｃｔ;Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｏｆ ＦＸ ｓｅｒｉｅｓ ＰＬＣ ａｎｄ ａｃｈｉｅｖｅｓ ｓｅｒｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ＰＣ ａｎｄ ＦＸ ｓｅｒｉａｌ ＰＬＣ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ;  ＰＬＣ; Ｓｅｒｉａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ;ＶＢ６．０

１ 前言

ＰＬＣ以卓越的可靠性和方便的可编程性广泛应用于工业控制领域。实现ＰＣ机与ＰＬＣ通信的目的是为了向用户提供诸如工艺流程图显示、动态数据画面显示、报表显示、窗口技术等多种功能，为ＰＬＣ提供良好的人机界面。本文详细介绍了ＦＸ系列ＰＬＣ的通信协议，并在Ｗｉｎｄｏｗｓ环境下，使用ＶＢ６．０开发通信程序，实现了ＰＣ机与ＦＸ系列ＰＬＣ之间的串行通信。

２ ＰＣ机与ＰＬＣ实现通信的条件

带异步通信适配器的ＰＣ机与ＰＬＣ只有满足如下条件，才能互联通信：

（１）带有异步通信接口的ＰＬＣ才能与带异步通信适配器的ＰＣ机互联。还要求双方采用的总线标准一致，否则要通过“总线标准变换单元”变换之后才能互联。

（２）双方的初始化，使波特率、数据位数、停止位数、奇偶校验都相同。

（３）要对ＰＬＣ的通信协议分析清楚，严格地按照协议的规定及帧格式编写ＰＣ机的通信程序。ＰＬＣ中配有通信机制，一般不需用户编程。

３  ＰＣ机及与ＦＸ系列ＰＬＣ的串行通讯

３．１ 硬件连接

ＰＣ机与ＦＸ系列ＰＬＣ不能直接连接，要经过ＦＸ－２３２ＡＷ单元进行ＲＳ２３２Ｃ／ＲＳ－４２２的变换，下图表示了它们之间的连接关系：

３．２ ＦＸ系列ＰＬＣ的通信协议

在ＰＣ机中必须依据互联的ＰＬＣ的通信协议来编写通信程序，因此先介绍ＦＸ系列ＰＬＣ的通信协议。

（１）数据格式

ＦＸ系列ＰＬＣ采用异步格式，由１位起始位、７位数据位、１位偶校验位及１位停止位组成，波特率为９６００ｂｐｓ，字符为ＡＳＣＩＩ码。格式如下：

（２）通信命令

ＦＸ系列ＰＬＣ有４个通信命令，它们是读命令、写命令、强制通命令、强制断命令，如下表所示。表中Ｘ—输入继电器；Ｙ—输出继电器；Ｍ—辅助继电器；Ｓ—状态元件；Ｔ—定时器；Ｃ—计数器；Ｄ—数据寄存器。

（３）通信控制字符

ＦＸ系列ＰＬＣ采用面向字符的传输规程，用到５个通信控制字符，如下表所示。

*当ＰＬＣ对ＰＣ机发来的ＥＮＱ不理解时，用ＮＡＫ回答。

（４）报文格式

ＰＣ机向ＰＬＣ发送的报文格式如下：

其中ＳＴＸ为开始标志：０２Ｈ；ＥＴＸ为结束标志：０３Ｈ；ＣＭＤ为命令的ＡＳＣＩＩ码；ＳＵＭＨ，ＳＵＭＬ为从ＣＭＤ到ＥＴＸ按字节求累加和，溢出不计。由于每字节十六进制数变为两字节ＡＳＣＩＩ代码，故校验和为ＳＵＭＨ与ＳＵＭＬ。

数据段格式与含义如下：

*写命令的数据段有数据，读命令的数据段则无数据。

读／写字节数为０１Ｈ～４０Ｈ（１～６４）个。

ＰＬＣ向ＰＣ机发送的应答报文格式如下：

*对读命令的应答报文数据段为要读取的数据，一个数据占两个字节，分上位下位：

对写命令的应答报文无数据段，而用ＡＣＫ及ＮＡＫ作为应答内容。

（５）传输过程

ＰＣ机与ＦＸ系列ＰＬＣ之间采用应答方式通信，传输出错则组织重发。其传输过程如下：

ＰＬＣ根据ＰＣ机的命令，在每个循环扫描结束处的ＥＮＤ语句后组织自动应答，无需用户在ＰＬＣ一方编写程序。

４ 利用ＶＢ６．０编写通信程序

下面以一个简单的例子来说明编写通信程序的要点。假设ＰＣ机要求从ＰＬＣ中读入从Ｄ１２３开始的４个字节的数据(Ｄ１２３，Ｄ１２４)，其传输应答过程及报文如下（图略可向作者索取）：

命令报文中１０Ｆ６Ｈ为Ｄ１２３的地址，０４Ｈ表示要读入４个字节的数据。校验和ＳＵＭ＝３０Ｈ＋３１Ｈ＋３０Ｈ＋４６Ｈ＋３６Ｈ＋３０Ｈ＋３４Ｈ＋

０３Ｈ＝１７４Ｈ，溢出部分不计，故ＳＵＭＨ为＇７＇，ＳＵＭＬ为‘４’，相应的ＡＳＣＩＩ码为“３７Ｈ”，“３４Ｈ”。应答报文中４个字节的十六进制数，其相应的ＡＳＣＩＩ码为８个字节，故应答报文长度为１２个字节。

根据ＰＣ机与ＦＸ系列ＰＬＣ的传输应答过程编制出如下所示的通信程序流程图略。

利用ＶＢ的ＭＳＣｏｍｍ控件，按照流程图可以编写如下通信程序实现ＰＣ机与ＦＸ系列ＰＬＣ之间的串行通信以完成数据的读取。ＭＳＣｏｍｍ控件可以采用轮询或事件驱动的方法从端口获取数据。在这个例子中使用了轮询方法。

（１）通信口初始化

Ｐｒｉｖａｔｅ Ｓｕｂ Ｉｎｉｔｉａｌｉｚｅ()

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

Ｅｎｄ Ｓｕｂ

（２）请求通信与确认

Ｐｒｉｖａｔｅ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ ＭａｋｅＨａｎｄＳｈａｋｉｎｇ() Ａｓ Ｂｏｏｌｅａｎ

Ｄｉｍ ＩｎＰａｃｋａｇｅ Ａｓ Ｓｔｒｉｎｇ

ＭＳＣｏｍｍ１．ＯｕｔＢｕｆｆｅｒＣｏｕｎｔ ＝ ０

ＭＳＣｏｍｍ１．ＩｎＢｕｆｆｅｒＣｏｕｎｔ ＝ ０

ＭＳＣｏｍｍ１．Ｏｕｔｐｕｔ ＝ Ｃｈｒ(＆Ｈ５)

Ｄｏ

ＤｏＥｖｅｎｔｓ

Ｌｏｏｐ Ｕｎｔｉｌ ＭＳＣｏｍｍ１．ＩｎＢｕｆｆｅｒＣｏｕｎｔ ＝ １

ＩｎＰａｃｋａｇｅ ＝ ＭＳＣｏｍｍ１．Ｉｎｐｕｔ

Ｉｆ ＩｎＰａｃｋａｇｅ ＝ Ｃｈｒ(＆Ｈ６) Ｔｈｅｎ

ＭａｋｅＨａｎｄＳｈａｋｉｎｇ ＝ Ｔｒｕｅ

Ｅｌｓｅ

ＭａｋｅＨａｎｄＳｈａｋｉｎｇ ＝ ＦａｌｓｅＥｎｄ Ｉｆ

Ｅｎｄ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ

（３）发送命令报文

Ｐｒｉｖａｔｅ Ｓｕｂ ＳｅｎｄＦｒａｍｅ()

Ｄｉｍ ＯｕｔＳｔｒｉｎｇ Ａｓ Ｓｔｒｉｎｇ

ＭＳＣｏｍｍ１．ＯｕｔＢｕｆｆｅｒＣｏｕｎｔ ＝ ０

ＭＳＣｏｍｍ１．ＩｎＢｕｆｆｅｒＣｏｕｎｔ ＝ ０

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

ＭＳＣｏｍｍ１．Ｏｕｔｐｕｔ ＝ ＯｕｔＳｔｒｉｎｇ

Ｅｎｄ Ｓｕｂ

（４）读取应答报文

Ｐｒｉｖａｔｅ Ｓｕｂ ＲｅｃｅｉｖｅＦｒａｍｅ()

Ｄｉｍ ＩｎＳｔｒｉｎｇ Ａｓ Ｓｔｒｉｎｇ

Ｄｏ

ＤｏＥｖｅｎｔｓ

Ｌｏｏｐ Ｕｎｔｉｌ ＭＳＣｏｍｍ１．ＩｎＢｕｆｆｅｒＣｏｕｎｔ ＝ １２

ＩｎＳｔｒｉｎｇ ＝ ＭＳＣｏｍｍ１．Ｉｎｐｕｔ

Ｅｎｄ Ｓｕｂ

５ 结束语

以本文所述机制编写的通信程序已成功用于以ＦＸ２Ｎ型ＰＬＣ作为主控制器的高层建筑玻璃幕墙清洗机器人系统中，通过该通信程序，实现了ＰＣ机对ＰＬＣ的监视和控制。同时，本程序对ＰＣ机与其它型号ＰＬＣ之间的通信也有一定的借鉴意义。

参考文献

[１]ＦＸ２Ｎ可编程控制器编程手册

[２]ＦＸ－２３２ＡＷ ＲＳ４２２ ＴＯ ＲＳ２３２Ｃ ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ ＵＮＩＴ

[３]Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ ６从入门到精通，电子工业出版社

[４]可编程控制器网络通信及应用，清华大学出版社

作者简介：李耿，男，１９７５年出生，现为北京航空航天大学机械工程学院硕士研究生,主要进行高层建筑玻璃幕墙清洗机器人系统的研究与开发。电话：０１０－８２３１４５５４,Ｅ－ｍａｉｌ：ｂｊｌｇ＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ

（１０００８３   北京航空航天大学机器人研究所）李  耿  宗光华