計(jì)算機(jī)與PLC的通訊格式和實(shí)現(xiàn)方法

本文簡要介紹了PLC編程數(shù)據(jù)口的操作命令格式及其VC++語言實(shí)現(xiàn)通訊方法，并給出了四類操作的VC++語言實(shí)現(xiàn)，為監(jiān)控和管理PLC的運(yùn)行提供了一種良好的方法。

關(guān)鍵詞：PLC；編程口；串口通訊；VC++語言

一、引言

可編程序控制器（PLC）都有一個(gè)編程口。以日本三菱公司生產(chǎn)的PLC為例（包括FX系列和A系列），其編程口為RS-422格式，根據(jù)PLC型號(hào)不同又分為8針座編程口和25針座編程口。對(duì)于后者，可直接將SC—08編程電纜將PLC的編程口和微型計(jì)算機(jī)的RS—232口連接起來；對(duì)于后者，則還需要一根轉(zhuǎn)換電纜將PLC 的8針座編程口和25針編程電纜相連。無論何種情況，一旦將PLC用戶程序由微型計(jì)算機(jī)編程環(huán)境傳到PLC 用戶程序區(qū)，其編程口大多就沒有被再利用。其實(shí)，這是一種浪費(fèi)。也就是說，可利用此編程口實(shí)現(xiàn)微型計(jì)算機(jī)和PLC 的數(shù)據(jù)通訊，將PLC的工作狀態(tài)納入微型計(jì)算機(jī)管理之下。

二、編程口操作命令類型與通訊端口初始化

串行通訊是計(jì)算機(jī)與其它機(jī)器之間進(jìn)行通訊的一種常用方法，在WINDOWS操作系統(tǒng)中提供了實(shí)現(xiàn)各種串行通訊的API函數(shù)。通過SC—08編程電纜或FX232AW模塊，可將微型計(jì)算機(jī)的串行通訊口RS—232和PLC 的編程口連接起來，這樣微型計(jì)算機(jī)就可對(duì)PLC的RAM區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀、寫操作。由PLC本身所具有的特性，可對(duì)PLC進(jìn)行以下四種類型的操作：
　　（1）位元件或字元件狀態(tài)讀操作（CMD0）；
　　（2）位元件或字元件狀態(tài)寫操作（CMD1）；
　　（3）位元件強(qiáng)制ON操作（CMD7）；
　　（4）位元件強(qiáng)制OFF操作（CMD8）。
　　另外，在進(jìn)行上述四類操作以前，首先要對(duì)端口進(jìn)行初始化操作，即設(shè)定通訊協(xié)議（包括設(shè)置通訊波特率、數(shù)據(jù)位數(shù)、數(shù)據(jù)停止位及奇偶校驗(yàn)）。在WINDOWS的SDK中定義了一個(gè)結(jié)構(gòu)DCB，該結(jié)構(gòu)詳細(xì)地說明了如何對(duì)通訊端口進(jìn)行控制，所以通訊端口的初始化也是圍繞著對(duì)這個(gè)結(jié)構(gòu)的正確設(shè)置為中心進(jìn)行的。用VC^＋＋語言實(shí)現(xiàn)端口初始化如下：
　　BOOL CSerial::Open(int nPort)
{
　　//nPort 為微型計(jì)算機(jī)串行通訊口端口號(hào)。nport=1為端口1；nPort=2為端口2。
　　char szPort\[15\];
　　DCB dob;
　　m_hIDComDev=CreateFile(szPort, GENERIC_READ│GENERIC_WRITE,O,NULL,OPEN_EXISTING,FILE_ATTRIBUTE_NORMAL│FILE_FLAG_OVERLAPPED,NULL);
　　dcb.DCB1ength=sizeof(DCB);
　　GetCommState(m_hIDComDev,&dcb);//取得通訊資源當(dāng)前設(shè)置
　　dcb.BaudRate=9600;//設(shè)定波特率為9600
　　dcb.ByteSize=7;//7數(shù)據(jù)位
　　dcb.Parity=2;//偶校驗(yàn)
　　dcb.StopBits=0;//設(shè)定1個(gè)停止位
　　if(SetCommState(m_hIDComDev,&dcb)return(TRUE);
　　else return(FALSE);//設(shè)置端口，若設(shè)置成功則返回TRUE，否則返回FALSE
｝
　　需要說明的是CSerial是一個(gè)用于串行通訊的類，它包含了進(jìn)行串行通訊的所需的函數(shù)。除上述端口初始化成員函數(shù)Open外，還包括另兩個(gè)重要成員函數(shù)：一個(gè)是endData,把數(shù)據(jù)從一個(gè)緩沖區(qū)發(fā)送到串行端口。另一個(gè)是ReadData,從端口的接收緩沖區(qū)中讀入數(shù)據(jù)。
　　其次，在每進(jìn)行一次上述四類操作中的一種操作以前，還要進(jìn)行握手聯(lián)絡(luò)。對(duì)PLC發(fā)請(qǐng)求訊號(hào)ENQ（代碼為OX05），然后讀PLC 的響應(yīng)訊號(hào)。如果讀到的響應(yīng)訊號(hào)為ACK（代碼為OX06），則表示PLC已準(zhǔn)備就緒，等待接收通訊數(shù)據(jù)。握手聯(lián)絡(luò)VC^＋＋語言示PLC已準(zhǔn)備就緒，等待接收通訊數(shù)據(jù)。握手聯(lián)絡(luò)VC^＋＋語言實(shí)現(xiàn)為：
BOOL CNTJD1g::ReadFromPLC(char *Read_char char *Read_address,int Read_bytes)
{
　　CSerial Serial;//用于串行通訊的類
　　char read_BUFFER;
　　if(Serial.Open(2)//初始化串行口通訊口COM2
　　{　Serial.SendData(&ENQ_request,1);//發(fā)送聯(lián)絡(luò)訊號(hào)
　　　Sleep(1000);//等待1秒鐘
　　　Serial.ReadData(&read_BUFFER,1);//讀取PLC響應(yīng)訊號(hào)
　　if(read_BUFFER==ACK)
　　{　如果PLC響應(yīng)訊號(hào)等于ACK，則進(jìn)行上述四種操作：}}
　　Serial.Close()://操作完畢后，關(guān)閉通訊口
}

三、編程口命令操作

　　（1）位元件或字元件狀態(tài)讀操作
　　操作對(duì)象元件：PLC內(nèi)部的X、Y、M、S、T、C、D元件；命令格式：

說明：①為讀命令起始標(biāo)志STX，代碼為OX02；
　　　②為位元件或字元件狀態(tài)讀命令CMDO，命令代碼為OX30；
　　　③為讀位元件或字元件的4位起始地址，高位先發(fā)，低位后發(fā)，且是以ASCII碼的形式發(fā)送；
　　　④為一次讀取位元件或字元件的個(gè)數(shù)，最多一次可讀取OXff個(gè)字節(jié)的元件，以ASCII碼的形式發(fā)送；
　　　⑤為停止位標(biāo)志ETX，代碼為OX03；
　　　⑥為2位和校驗(yàn)，和累計(jì)為②、③、④項(xiàng)代碼，取其和最低兩位轉(zhuǎn)化成ASCII碼，高位先發(fā)，低位后發(fā)。
　　在發(fā)送完上述命令格式代碼后，就可直接讀取PLC響應(yīng)的信息。響應(yīng)信息格式如下：

　　VC^＋＋語言實(shí)現(xiàn)：
　　BOOL CNTJDlg::ReadFromPLC(char *Read_char char
*Read_address, int Read_bytes)
{
　　char senddatasum_CHECK\[2\];char readdatasum_CHECK\[2\]; char total_DATABYTES\[2\];
　　char readdatasum_check\[2\];int readdata_sum;
　　int datasum_check=0;　　int i;
　　Serial.SendData(&STX_start,1);/向PLC發(fā)送“開始”標(biāo)志代碼
　　Serial.SendData(&CMDO_read,1);//發(fā)送“讀”命令代碼datasum_check+=CMDO_read;
　　for(i=0;i<4;i++){Serial.SendData(&Read_address\[i\],1);//發(fā)送起始元件地址的ASCII代碼datasum_check+=Read_address\[i\];}
　　Change to ASCII(total DATABYTES,Read_bytes);//將字節(jié)數(shù)轉(zhuǎn)化成ASCII代碼
　　for (i=0;i<2;i++){Serial.SendData(&total_DATABYTES\[i\],1);//發(fā)送元件字節(jié)數(shù)的ASCII代碼)datasum_check+total_DATABYTES\[i\];}
　　Serial.SendData(&ETX_end,1);//發(fā)送“結(jié)束”標(biāo)志代碼senddatasum_CHECK+ETX_end;
　　Change_to_ASCII(senddatasum_CHECK,senddatasum_CHECK);//將“和”轉(zhuǎn)化成ASCII碼
　　for (i=0;i<2;i++) Serial.SendData(&senddatasum_CHECK\[i\],1);
　　Sleep(1000);//等待PLC響應(yīng)
　　Serial.ReadData(&read_BUFFER,1);
　　if(read_BUFFER==STX_start){
　　　　readdata_sum=0;
　　　　for(i=0;i<2*Read_bytes;i++){Serial.ReadData(&Read_char\[i\],1);//讀Read_bytes個(gè)字節(jié)readdata_sum+Read_char\[i\];}
　　　　Serial.ReadData(&read_BUFFER,1);
　　　　if(read_BUFFER==ETX_end){Serial.ReadData(readdatasum_CHECK,2);//讀入的“和”的低2位ASCII碼Readdata_sum+=ETX_end;}
　　　Change_to_ASCII(readdatasum_check,readdata_sum);//將計(jì)算得到的“和”轉(zhuǎn)化成ASCII碼
　　　if(*readdatasum_CHECK==*readdatasum_check)//“和”校驗(yàn)
　　{　AfxMessageBox(“數(shù)據(jù)讀出成功!”)return TRUE;}
　　　else {　AfxMessageBox(“校驗(yàn)錯(cuò)誤”)return FALSE.}
}
　　（2）位元件或字元件狀態(tài)寫操作
　　操作對(duì)象元件：同3（1）；命令格式：

說明：①為寫命令起始標(biāo)志STX，代碼為OX02；
　　　②為位元件或字元件狀態(tài)寫命令CMD1，命令代碼為OX31；
　　　③為寫位元件或字元件的4位起始地址，高位先發(fā)，低位后發(fā)，且是以ASCII碼的形式發(fā)送；
　　　④為一次寫入位元件或字元件的個(gè)數(shù)，以ASCII碼的形式發(fā)送；
　　　⑤為待寫到PLC RAM區(qū)的數(shù)據(jù)DATA，以ASCII碼形式發(fā)送；
　　　⑥為停止位標(biāo)志ETX，代碼為OX03;
　　　⑦為2位和校驗(yàn)，和累計(jì)為②、③、④項(xiàng)代碼，取其和最低兩位轉(zhuǎn)化成ASCII碼，高位先發(fā)，低位后發(fā)。
　　VC^＋＋語言實(shí)現(xiàn)：
　　BOOL CNTJDlg::WritePLC(char *data_ADDRESS,char *Write_ASC,int bytesnumber)
　　{
　　　char total_BYTES\[2\];char senddatasum_CHECK\[2\];
　　　char read_BUFFER;char read_finishBUFFER;
　　　int datasum_check=0; int i=0;
　　　Serial.SendData(&STX_start,1);//向PLC發(fā)送“開始”標(biāo)志代碼
　　　datasum_check=0;Serial.SendData(&CMD1_write,1);//發(fā)送“寫”命令代碼
　　　datasum_check+CMD1_write;
　　　for(i=0;i<4;i++) {Serial.SendData(&data_ADDRESS\[i\],1);//發(fā)送起始元件地址的ASCII碼
　　　datasum_check+=data_ADDRESS\[i\];
　　　　Change_to_ASCII(total_DATABYTES,bytesnumber);//將字節(jié)數(shù)轉(zhuǎn)化成ASCII碼
　　for(i=0;i<2;i++)
　　{
　　　Serial.SendData(&total_BYTES\,1);//發(fā)送元件字節(jié)數(shù)的ASCII代碼
　　　datasum_check+=total_BYTES\[i\];}
　　　for {i=0;i　　{
　　　Serial.SendData(&Write_ASC\[i\],1);//發(fā)送要寫入的數(shù)據(jù)的ASCII碼
　　　datasum_check+=Write_ASC\[i\];}
　　　Serial.SendData(&ETX_end,1);//發(fā)送“結(jié)束”標(biāo)志代碼
　　　datasum_check+=ETX_end;
　　　Change_to_ASCII(senddatasum_CHECK,datasum_check);//將“和”轉(zhuǎn)化成ASCII碼
　　　Serial.SendData(&senddatasum_CHECK,2);
　　Sleep(1000);　Serial.ReadData(&read_finishBUFFER,1);
　　　if (read_finishBUFFER==ACK_reply)
　　{AfxMessageBox(“數(shù)據(jù)寫入 OK”)return TRUE;}
　　else {AfxMessageBox(“數(shù)據(jù)寫入失敗”)return FALSE。}
　　（3）位元件強(qiáng)制ON操作
　　操作對(duì)象：X、Y、M、S、T、C元件;
　　命令格式：

說明：①為強(qiáng)制ON命令起始標(biāo)志STX，代碼為OX02；
　　　②為強(qiáng)制ON命令CMD7，命令代碼為OX37；
　　　③為強(qiáng)制ON位元件4位起始地址，高位先發(fā)，低位后發(fā)，是以ASCII碼形式發(fā)送；
　　　④為停止位標(biāo)志ETX， 代碼為OX03；
　　　⑤為2位和校驗(yàn)，和累計(jì)為②、③、④項(xiàng)代碼，取其和低兩位轉(zhuǎn)化成ASCII碼，高位先發(fā)，低位后發(fā)。
　　VC^＋＋語言實(shí)現(xiàn)：
　　void NTJDlg::ForceOnOperation (char *ON_Address)
　　{ int　i;
　　　char│syn_Check\[2\];
　　　char read_buffer;
　　　int Sum=0;
　　　Serial.SendData(&STX_start,1);//向PLC發(fā)送“開始”標(biāo)志代碼
　　　Serial.SendData(&CMD7_ForceON,1);//發(fā)送“ON”命令代碼
　　　Sum+=CMD7 ForceON;
　　　for (i=0; i<4; i++) {Serial.SendData(&ON_Address\[i\],1)//發(fā)送起始元件地址的ASCII碼
　　　Sum+=ON_Address\[i\];｝
　　　Serial.SendData(&ETX_end,1);//發(fā)送“結(jié)束”標(biāo)志代碼Sum+=ETX_end;
　　　Change_to_ASCII(Sum_Check,Sum);//將“和”轉(zhuǎn)化成ASCII碼
　　　Serial.SendData(&Sum_Check,2);
　　　Sleep(1000);
　　　Serial.ReadData(&read_buffer,1);
　　　if(read_finishBUFFER==ACK_reply) AfxMessageBox(“ON 操作 OK”)；
　　　else AfxMessageBox(“ON 操作失敗”)。
　　}
　　（4）位元件強(qiáng)制OFF操作
　　操作對(duì)象L同3（3）；命令格式：

說明：①為強(qiáng)制OFF命令起始標(biāo)志STX，代碼為OX02；
　　　②為強(qiáng)制OFF命令CMD8，命令代碼為OX38H；
　　　③為強(qiáng)制OFF位元件4位起始地址，高位先發(fā)，低位后發(fā)，以ASCII碼形式發(fā)送；
　　　④為停止位標(biāo)志ETX，代碼為OX03；
　　　⑤為2位和校驗(yàn)，和累計(jì)為②、③、④項(xiàng)代碼，取其和最低兩位轉(zhuǎn)化成ASCII碼，高位先發(fā)，低位后發(fā)。
　　VC^＋＋語言實(shí)現(xiàn)：
　　void NTJDlg::ForceOffOperation (char *OFF_Address)
　　{
　　int i;
　　char Sum_Check\[2\];
　　char read_buffer;
　　int Sum=0;
　　Serial.SendData(&STX_start,1);//向PLC發(fā)送“開始”標(biāo)志代碼
　　Serial.SendData(&CMD8_ForceOFF,1);//發(fā)送“OFF”命令代碼
　　Sum=CMD8_ForceOFF;
　　for (i=0;i<4;i++) {
　　　Serial.SendData(&OFF_Address\[i\],1);//發(fā)送起始元件地址的ASCII碼
　　　Sum+=OFF_Address\[i\];}
　　Serial.SendData(&ETX_end,1);//發(fā)送“結(jié)束”標(biāo)志代碼
　　Sum+=ETX_end;
　　Change_to_ASCII(Sum_Check,Sum);//將“和”轉(zhuǎn)化成ASCII碼
　　Serial.SendData(&Sum_Check,2);
　　Skeeo(1000);
　　Serial.ReadData(&read_buffer,1);
　　if(read_fininhBUFFER==ACK_reply) AfxMessageBox(“OFF 操作 OK ”)；
　　else AfxMessageBox(“OFF 操作失敗”)。
　　｝
　　注意：必須嚴(yán)格按照上述四種操作命令格式進(jìn)行發(fā)送，在發(fā)送前，起始地址、數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)、校驗(yàn)和都必須按位轉(zhuǎn)換成ASCII碼。從PLC讀到的數(shù)據(jù)亦是ASCII碼形式，需要經(jīng)過適當(dāng)轉(zhuǎn)換才能利用。另外，要注意強(qiáng)制命令地址與讀寫地址的順序不是一樣，且一次最多只能傳送64個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)。

四、結(jié)論

　　利用上述四種操作命令，就可對(duì)PLC的RAM區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理操作。將PLC的工作狀態(tài)納入微型計(jì)算機(jī)管理之下。在此基礎(chǔ)上，用戶可以應(yīng)用VC很方便地設(shè)計(jì)自己的PLC人機(jī)接口界面，為監(jiān)控與管理PLC的運(yùn)行提供一種良好的方法。