PLC与上位计算机通讯监控系统的设计

ＰＬＣ与上位计算机通讯监控系统的设计

作者：刘恒全

来源：《中小企业管理与科技·学术版 》2008年第05期

一、引言

由于体积小、可靠性高以及组态灵活等优点，PLC在工业控制领域得到了广泛的应用。在PLC组成的控制系统

中，一般由上下微机组成主从式控制系统，PLC作为下位机，完成数据采集、状态判别、输出控制等，上位机(微型计算机、工业控制机)完成采集数据信息的存储、分析处理、状态显示以及打印输出，以实现对系统的实时监控。这种监控系统充分利用了微型机和PLC各自的特点，实现了优势互补，得到了广泛的应用。

二、通讯连接方式

在工业控制及测量领域较为常用的网络之一就是物理层采用RS-485通信接口所组成的工控设备网络。由于RS-485具有物理连接方便、抗干扰能力强、传输距离远等特点，采用这种通信接口可以十分方便地将许多设备组成一个控制网络。

PLC与上位机一般采用RS-485接口的串行方式。FX2N是三菱公司推出的一种新型的小型PLC，该PLC有许多优点，其中一个主要的特点就是在CPU单元上，增加了一个外置的RS-485的FXZN-485-BD通讯板，可以很方便地和外部设备进行串行通讯。

1、在用双绞线场合下，将330欧1/4千瓦终端电阻接与端子SDA与SDB和RDA与RDB间。

2、在用单绞线，将110欧1/2千瓦终端电阻接与端子RDA与RDB间。

三、通信协议及格式

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网络能有序安全运行的一个很重要原因，就是它遵循一定的规范，就是说，信息在网络中的传递同人在街上行走一样，也要用规则来约束和规范的。网络里的这个规则就是通讯协议。换句话说，通讯协议是网络社会中信息在网络的计算机之间、网络设备之间及其相互之间\"通行\"的交通规则。

在不同类型的网络中，应用的网络通讯协议也是不一样的。虽然这些协议各不相同，各有优缺点，但是所有协议的基本功能或者目的都是一样的，即保证网络上信息能畅通无阻、准确无误地被传输到目的地。

通讯协议也规定信息交流的方式，信息在哪条通道间交流，什么时间交流，交流什么信息，信息怎样交流，这就是网络中通讯协议的几个基本内容。 通讯格式：

例如：要读出站号为0的Fx2n系列PLC的X00到X08共9点的状态值，延时100ms,假设采用Communication Format(D8120)的Format1方式：

注释:请求 站号 PLC号 命令 延时 元件首地址 元件数量 和效验 代码:ENQ00FFBRAX00000942

ASCⅡ码:05H30H30H46H46H42H52H41H58H30H30H30H30H30H35H34H32H 您只要将以上兰色部分的代码以字符串形式（VB中可以表示为CHR(5)&\" 00FFBRAX00000942\"）发送到PLC，就会有正确的回应信息，如下： 注释:头站号 PLC号 元件首地址 尾 和效验 代码:STX00FF001101101EXT05

ASCII码:02H30H30H46H46H30H30H31H31H30H31H31H30H31H03H30H35H 若发送码有误，则有以下回应： 注释:头站号PLC号和效验 代码:NAK00FF06

ASCII码:15H30H30H46H46H30H36H

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四、通讯程序的设计

在PLC与上位机通信之前，必须对RS-485通讯端口进行初始化，使两者按相同的格式通讯。初始化参数包括波特率、起始位、数据位、停止位和奇偶校验等。FX2N的RS-485通讯口一般设置为9600bps、8个数据位、1个停止位、无校验，因而只需对上位机的RS-485端口进行初始化即可。通讯形式由特殊数据寄存器D8120设定。由D8120设定只在由RS指令驱动时有效，因此在指令后改变D8120值，此设定值不能被实际接受。 上位机的通讯程序用VB语言设计: '********通讯:读PLC,TX通讯标****** txbz(1)=1 Ifplcsz1=\"\"Then

MSComm1.OutBufferCount=0 MSComm1.InBufferCount=0

MSComm1.Output=Chr$(5)+\"01\"+\"FFWR0D010009\"+Chr$(13)+Chr$(10) t=timeGetTime() Do

DUMMY=DoEvents()

Loop Until MSComm1.InBufferCount >= 41OrtimeGetTime()-t>400'read len b$=MSComm1.Input'输入值

' b$=\"01\"+\"FFFFFFFFFFFFFFFFFF\"'测试

MSComm1.Output=Chr$(6)+\"01\"+\"FF\"+Chr$(13)+Chr$(10)'SENDack IfMid(b$,2,4)=\"01\"+\"FF\"Then re(1)=b$:txbz(1)=0Else txbz(1)=1

Iftxbz(1)=0ThenTXINF=\"通讯状态：正常\"Else TXINF=\"通讯状态：故障\" MSComm1.InBufferCount=0

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MSComm1.Output=Chr$(5)+\"01\"+\"FFBW0M040008\"+Trim(msend)+Chr$(13)+Chr$(10) t=timeGetTime() Do

DUMMY=DoEvents()

Loop Until MSComm1.InBufferCount>=0Or timeGetTime()-t>100 MSComm1.Output=Chr$(6)+\"01\"+\"FF\"+Chr$(13)+Chr$(10)'SEND ACK '------写M400-M407后延时----- MSComm1.OutBufferCount=0 t=timeGetTime() Do

DUMMY=DoEvents()

Loop Until timeGetTime()-t>200'read len End If 五、应用

在选煤厂生产设备集中控制系统中，我们选用工业控制微机和PLC组成监控系统，按照以上方法设计了通讯系统，洗煤生产的各种参数和状态由PLC采集后，传送给上位机，上位机根据PLC传送的设备运行及其他数据信息，按一定的控制策略优化处理后，再传送给PLC，控制洗煤生产过程。通过实践应用，其通讯准确，可靠，故障率低，是监控系统中应广泛采用的通讯方式。