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級別: 探索解密
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PLC以卓越的可靠性和方便的可編程性廣泛應用于工業控制領域。實現PC機與PLC通信的目的是為了向用戶提供諸如工藝流程圖顯示、動態數據畫面顯示、報表顯示、窗口技術等多種功能,為PLC提供良好的人機界面。本文詳細介紹了FX系列PLC的通信協議,并在Windows環境下,使用易語言開發通信程序,實現了PC機與FX系列PLC之間的串行通信。本文對FX系列PLC的通信協議進行了詳細的介紹,并以易語言為開發工具實現了PC機與FX系列PLC的串行通信。 1 前言 PLC以卓越的可靠性和方便的可編程性廣泛應用于工業控制領域。實現PC機與PLC通信的目的是為了向用戶提供諸如工藝流程圖顯示、動態數據畫面顯示、報表顯示、窗口技術等多種功能,為PLC提供良好的人機界面。本文詳細介紹了FX系列PLC的通信協議,并在Windows環境下,使用易語言開發通信程序,實現了PC機與FX系列PLC之間的串行通信。 2 PC機與PLC實現通信的條件 帶異步通信適配器的PC機與PLC只有滿足如下條件,才能互聯通信: (1)帶有異步通信接口的PLC才能與帶異步通信適配器的PC機互聯。還要求雙方采用的總線標準一致,否則要通過“總線標準變換單元”變換之后才能互聯。 (2)雙方的初始化,使波特率、數據位數、停止位數、奇偶校驗都相同。 (3)要對PLC的通信協議分析清楚,嚴格地按照協議的規定及幀格式編寫PC機的通信程序。PLC中配有通信機制,一般不需用戶編程。 3 PC機及與FX系列PLC的串行通訊 3.1 硬件連接 PC機與FX系列PLC不能直接連接,要經過FX-232AW單元進行RS232C/RS-422的變換,下圖表示了它們之間的連接關系: 3.2 FX系列PLC的通信協議 在PC機中必須依據互聯的PLC的通信協議來編寫通信程序,因此先介紹FX系列PLC的通信協議。 (1)數據格式 FX系列PLC采用異步格式,由1位起始位、7位數據位、1位偶校驗位及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個通信命令,它們是讀命令、寫命令、強制通命令、強制斷命令,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—狀態元件;T—定時器;C—計數器;D—數據寄存器。 (3)通信控制字符 FX系列PLC采用面向字符的傳輸規程,用到5個通信控制字符,如下表所示。 *當PLC對PC機發來的ENQ不理解時,用NAK回答。 (4)報文格式 PC機向PLC發送的報文格式如下: 其中STX為開始標志:02H;ETX為結束標志:03H;CMD為命令的ASCII碼;SUMH,SUML為從CMD到ETX按字節求累加和,溢出不計。由于每字節十六進制數變為兩字節ASCII代碼,故校驗和為SUMH與SUML。 數據段格式與含義如下: *寫命令的數據段有數據,讀命令的數據段則無數據。 讀/寫字節數為01H~40H(1~64)個。 PLC向PC機發送的應答報文格式如下: *對讀命令的應答報文數據段為要讀取的數據,一個數據占兩個字節,分上位下位: 對寫命令的應答報文無數據段,而用ACK及NAK作為應答內容。 (5)傳輸過程 PC機與FX系列PLC之間采用應答方式通信,傳輸出錯則組織重發。其傳輸過程如下: PLC根據PC機的命令,在每個循環掃描結束處的END語句后組織自動應答,無需用戶在PLC一方編寫程序。 4 利用易語言編寫通信程序 下面以一個簡單的例子來說明編寫通信程序的要點。假設PC機要求從PLC中讀入從D123開始的4個字節的數據(D123,D124),其傳輸應答過程及報文如下(圖略可向作者索取): 命令報文中10F6H為D123的地址,04H表示要讀入4個字節的數據。校驗和SUM=30H+31H+30H+46H+36H+30H+34H+ 03H=174H,溢出部分不計,故SUMH為'7',SUML為‘4’,相應的ASCII碼為“37H”,“34H”。應答報文中4個字節的十六進制數,其相應的ASCII碼為8個字節,故應答報文長度為12個字節。 根據PC機與FX系列PLC的傳輸應答過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實現PC機與FX系列PLC之間的串行通信以完成數據的讀取。MSComm控件可以采用輪詢或事件驅動的方法從端口獲取數據。在這個例子中使用了輪詢方法。 (1)通信口初始化 端口1.端口號=1 端口1.波特率=9600 端口1.數據位數=7 端口1.奇偶校檢方案=2 端口1.停止位=1 端口1.啟動() (2)請求通信與確認 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)發送命令報文 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)讀取應答報文 Private Sub ReceiveFrame() Dim InString As String Do DoEvents Loop Until MSComm1.InBufferCount = 12 InString = MSComm1.Input End Sub 5 結束語 以本文所述機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器人系統中,通過該通信程序,實現了PC機對PLC的監視和控制。同時,本程序對PC機與其它型號PLC之間的通信也有一定的借鑒意義。 |
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