为了实现PC与PLC的通信,用户应当做如下工作:
判别PC上配置的通信口是否与要连入的PLC匹配,若不匹配,则增加通信模板。
要清楚PLC的通信协议,按照协议的规定及帧格式编写PC的通信程序。PLC中配有通信机制,一般不需用户编程。若PLC厂家有PLC与PC的专用通信软件出售,则此项任务较容易完成。
选择适当的操作系统提供的软件平台,利用与PLC交换的数据编制用户要求的画面。
若要远程传送,可通过Modem接入电话网。若要PC具有编程功能,应配置编程软件。
1.PC与PLC通信的条件
从原则上讲,PC连入PLC网络并没有什么困难。只要为PC配备该种PLC网专用的通信卡以及通信软件,按要求对通信卡进行初始化,并编制用户程序即可。用这种方法把PC连入PLC网络存在的惟一问题是价格问题。在PC上配上PLC制造厂生产的专用通信卡及专用通信软件常会使PC的价格数倍甚至十几倍地升高。
用户普遍感兴趣的问题是,能否利用PC中已普遍配有的异步串行通信适配器加上自己编写的通信程序把PC连入PLC网络。
带异步通信适配器的PC与PLC通信并不一定行得通,只有满足如下条件才能实现通信:
1)只有带有异步通信接口的PLC及采用异步方式通信的PLC网络才有可能与带异步通信适配器的PC互联。同时还要求双方采用的总线标准一致,都是RS-232C,或者都是RS-422(RS-485),否则要通过“总线标准变换单元”变换之后才能互联。
2)要通过对双方的初始化,使比特率、数据位数、停止位数、奇偶校验都相同。
3)用户必须熟悉互联的PLC采用的通信协议,严格地按照协议规定为PC编写通信程序。在PLC一方不需用户编写通信程序。
满足上述三个条件,PC就可以与PLC互联通信。如果不能满足这些条件,则应配置专用网卡及通信软件实现互联。
2.PC与PLC互联的结构形式
用户把带异步通信适配器的PC与PLC互联通信时通常采用两种结构形式。一种为点对点结构,PC的COM口与PLC的编程器接口或其他异步通信口之间实现点对点链接。另一种为多点结构,PC与多台PLC共同连在同一条串行总线上。多点的结构则采用主从式存取控制方法,通常以PC为主站,多台PLC为从站,通过周期轮询进行通信管理。
3.PC与PLC互联通信方式
主要介绍利用标准通信口或由用户自定义的自由通信口实现PC与PLC的通信。目前PC与PLC互联通信方式主要有以下几种:
1)通过PLC开发商提供的系统协议和网络适配器,构成特定公司产品的内部网络,其通信协议不公开。互联通信必须使用开发商提供的上位组态软件,并采用支持相应协议的外设。这种方式其显示画面和功能往往难以满足不同用户的需要。
2)购买通用的上位组态软件,实现PC与PLC的通信。这种方式除了要增加系统投资外,其应用的灵活性也受到一定的局限。
3)利用PLC厂商提供的标准通信口或由用户自定义的自由通信口实现PC与PLC互联通信。这种方式不需要增加投资,有较好的灵活性,特别适合于小规模控制系统。
4.PC与FX系列PLC通信的实现
(1)硬件连接
一台PC可与一台或最多16台FX系列PLC通信,PC与PLC之间不能直接连接。图7-32a、b所示为点对点结构的连接,图7-32a中是通过FX-232AW单元进行RS-232C/RS-422转换与PLC编程口连接,图7-32b中通过在PLC内部安装的通信功能扩展板FX-232-BD与PC连接;图7-32c所示为多点结构的连接,FX-485-BD为安装在PLC内部的通信功能扩展板,FX-485PC-IF为RS-232C和RS-485的转换接口。除此之外,还可以通过其他通信模块进行连接,这里不再一一赘述。下面以PC与PLC之间点对点通信为例。
图7-32 PC与FX的硬件连接图
(2)FX系列PLC通信协议
PC中必须依据所连接PLC的通信规程来编写通信协议,所以先要熟悉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,比特率为9600bit/s,字符为ASCII码。数据格式如图7-33所示。
图7-33 数据格式
2)通信命令。FX系列PLC有4条通信命令,分别是读命令、写命令、强制通命令、强制断命令,如表7-7所示。
表7-7 FX系列PLC的通信命令
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,如表7-8所示。
表7-8 FX系列PLC通信控制字符
注:当PLC对计算机发来的ENQ不理解时,用NAK回答。
4)报文格式。计算机向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的ASCII码,故校验和为SUMH与SUML。
数据段格式与含义如下:
注:写命令的数据段有数据,读命令的数据段则无数据。
PLC向PC发的应答报文格式如下:
注:对读命令的应答报文数据段为要读取的数据,一个数据占两字节,分上位、下位。
数据段:
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)传输规程。PC与FX系列PLC间采用应答方式通信,传输出错,则组织重发。其传输过程如图7-34所示。
PLC根据PC的命令,在每个循环扫描结束处的END语句后组织自动应答,无须用户在PLC一方编写程序。
(3)PC通信程序的编写(www.xing528.com)
编写PC的通信程序可采用汇编语言编写,或采用各种高级语言编写,或采用工控组态软件,或直接采用PLC厂家的通信软件(如三菱的MELSE MEDOC等)
图7-34 传输过程
下面利用VB6.0以一个简单的例子来说明编写通信程序的要点。假设PC要求从PLC中读入从D123开始的4个字节的数据(D123、D124),其传输应答过程及命令报文如图7-35所示。
图7-35 传输应答过程及命令报文
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=7,SUML=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与FX系列PLC的传输应答过程,利用VB的MSComm控件可以编写如下通信程序实现PC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
MSComml.OutBufferSize=1024
MSComm1.InputLen=0
MSComml.InputMode=comInputText
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
MSComml.OutBufferCount=0
MSComml.InBufferCount=0
MSComml.OutPut=Chr(&H5)
Do
DoEvents
Loop Until MSComml.InBufferCount=1
InPackage=Chr(&H6)Then
MakeHandShaking=True
Else
MakeHandshaking=False
End If
End Function
③发送命令报文
Private Sub SendFrame()
Dim Outstring As String
MSComml.OutBufferCount=0
MSComml.InBufferCount=0
Outstrin=Chr(&H2)+"on"+"10F604"+Chr(&H3)+"74"
MSComml.Output=Outstring
End Sub
④读取应答报文
Private Sub ReceiveFrame()
Dim Instring As String
Do
DoEvents
Loop Until MSComml.InBufferCount=12
InString=MSComml.Inpult
End Sub
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