引言

　　本文以ge fanuc plc系列pcm智能通訊模塊在某泵站控制系統(tǒng)中的應(yīng)用為例進(jìn)行探討搅轿，介紹了basic語言在解決plc與現(xiàn)場儀表或其它外部智能設(shè)備之間數(shù)據(jù)通訊問題時(shí)能起到的作用，為廣大同行提供又一種串行通訊解決方案富玷。

 

1 簡介

　　basic語言是微機(jī)系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的一種高級編程語言璧坟，它的指令接近思維邏輯的表達(dá)，與自然語言有相通之處凌彬，易學(xué)易懂沸柔，同時(shí)它包涵豐富的算法函數(shù)，能十分方便地進(jìn)行各種數(shù)據(jù)處理铲敛，因而深受廣大編程愛好者喜愛。plc是計(jì)算機(jī)科學(xué)在工業(yè)控制領(lǐng)域內(nèi)的一個(gè)重要分支会钝，它一般采用梯形圖伐蒋、語句表作為其編程語言，由于梯形圖形似電氣原理圖狞吏，直觀易懂曲苛，易為電氣工程師所接受，為plc的推廣應(yīng)用起到了極大的推動(dòng)作用仁沃。plc從誕生至今岖习，幾十年來，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大赡析，現(xiàn)在创撼，通訊問題已成為plc應(yīng)用中的一個(gè)重要課題之一。

2 系統(tǒng)簡述

　　本系統(tǒng)采用ge fanuc 90-30系列plc model351奇搪，一塊智能通訊模塊cmm311曼中，一塊可編程智能通訊模塊pcm311遗酷，及開關(guān)量輸入、輸出模塊肯绅，模擬量輸入模塊若干笛驴。

　　通訊模塊cmm311有兩個(gè)通訊口，分別負(fù)責(zé)與上位機(jī)組態(tài)軟件及現(xiàn)場digital觸摸屏進(jìn)行通訊芽接。

　　可編程通訊模塊pcm311為通訊協(xié)處理機(jī)饵逐，內(nèi)有固化的megabasic語言解釋程序，能執(zhí)行通過外部編程終端存儲(chǔ)進(jìn)來的basic程序彪标。該模塊有兩個(gè)通訊端口梳毙，一個(gè)端口為編程口，ge公司logicmaster編程軟件包中有專用于pcm模塊編程的軟件捐下，用它可通過該編程口登錄pcm模塊账锹，將計(jì)算機(jī)中文本形式的basic代碼文件存入模塊的存儲(chǔ)器中;另一個(gè)端口為專用外部通訊口，在basic程序中可打開此端口與外部智能設(shè)備進(jìn)行通訊坷襟。在特殊時(shí)候奸柬，編程口也可被basic程序打開，作與外部設(shè)備通訊用婴程，但這樣使用在調(diào)試時(shí)稍有不便廓奕。

　　系統(tǒng)布置要求敘述如下：

　　plc cpu負(fù)責(zé)開關(guān)量、模擬量的采集档叔、運(yùn)算桌粉，實(shí)施直接的控制功能;通訊模塊cmm311通過兩個(gè)通訊口分別連接上位機(jī)及觸摸屏，實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面與plc的數(shù)據(jù)通訊;pcm模塊的com2與westinghouse（西屋儀表）mint ii網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換器相連衙四，負(fù)責(zé)通過mint ii網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換器與現(xiàn)場三個(gè)種類的12臺(tái)westinghouse儀表通訊铃肯，采集電流、電壓凹毛、功率等各種物理量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)宦逃，同時(shí)，com1在調(diào)試完畢后用來與現(xiàn)場一臺(tái)三菱fx2n plc通訊鸳岩，實(shí)現(xiàn)從ge plc系統(tǒng)到fx2n系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通路柄哀，方案圖如圖1所示。

 

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　　2.1 minit ii轉(zhuǎn)換器通訊協(xié)議簡介

　　在這個(gè)方案中听番，minit ii與下位設(shè)備的硬件連接為雙絞線把丹，minit ii及下位各設(shè)備都并入雙絞線組成的westinghouse incom網(wǎng)絡(luò)，在該網(wǎng)絡(luò)中各通訊主體使用二進(jìn)制通訊方式核看，數(shù)據(jù)幀均由33位二進(jìn)制數(shù)構(gòu)成躯法，minit ii充當(dāng)主站（master）角色，對下位各設(shè)備發(fā)起通訊胡炼，進(jìn)行輪詢豹女。

　　pcm311模塊與minit ii轉(zhuǎn)換器進(jìn)行的是ascii碼通訊方式摹削，而minit ii轉(zhuǎn)換器與下位dt3000、mp3000拷肌、iq200各系列設(shè)備的通訊方式為二進(jìn)制碼通訊到旦，實(shí)際上minit ii所起到的作用是將pcm模塊發(fā)出的ascii碼指令幀轉(zhuǎn)譯為二進(jìn)制碼指令幀，當(dāng)然巨缘，在通訊過程中添忘，我們只需關(guān)心ascii碼通訊幀的格式，minit ii會(huì)自動(dòng)將其轉(zhuǎn)為二進(jìn)制格式后發(fā)到incom網(wǎng)絡(luò)中去若锁。

　　minit ii模塊的25針rs232串行口接收的ascii碼幀由10個(gè)ascii碼字符組成搁骑，分為控制指令幀、數(shù)據(jù)指令幀兩類又固，大致形式如下：

　　控制指令：

　≈倨鳌（stx）（c/d）（inst）（comm）（scomm）（address）（sumcheck）

　　數(shù)據(jù)指令：

　　（stx）（c/d）（data）（sumcheck）

　　stx：第2號ascii碼仰冠，占一位

　　c/d：控制指令時(shí)為1乏冀，數(shù)據(jù)指令時(shí)為0，占一位

　　inst洋只、comm辆沦、scomm：由這三個(gè)數(shù)字指定需要返回的參數(shù)，各占一位

　　address：指定指令的發(fā)送對象驮尘，是一個(gè)三位數(shù)的十六制數(shù)丛滋，占三位

　　sumcheck：和校驗(yàn)碼，占二位

　　data：返回的數(shù)據(jù)信息温辉，占六位

　　minit ii串行通訊參數(shù)在其面板上通過開關(guān)來選定技窝。

　　2.2 fx2n plc通訊協(xié)議簡介

　　fx2n是三菱品牌plc在小系統(tǒng)控制應(yīng)用中使用較多的一種經(jīng)濟(jì)型plc，外部設(shè)備通過232bd创皿、485bd等插件或485adp等模塊可與其建立ascii碼串行通訊投戴，讀取plc內(nèi)部寄存器的值。其協(xié)議格式如下：

　“烛稹（1） 讀寄存器

　　*外設(shè)：（enq）（站號）（pc號）（命令字符）（等待時(shí)間）（頭元件）（元件數(shù)）（和校驗(yàn)）

　　*plc：（stx）（站號）（pc號）（返回?cái)?shù)據(jù)）（etx）（和校驗(yàn)）

　　*外設(shè)：（ack）（站號）（pc號）

　　（2） 寫寄存器

　　*外設(shè)：（enq）（站號）（pc號）（命令字符）（等待時(shí)間）（頭元件）（元件數(shù)）（寫出數(shù)據(jù)）（和校驗(yàn)）

　　*plc：（stx）（站號）（pc號）

　　*enq砍毡、stx十旗、ack、etx：為相應(yīng)的ascii碼

　　*站號：plc的站地址聂袱，為兩位十六進(jìn)制數(shù)（00-0fh）溯内，由plc的d8121寄存器指定

　　*pc號：用于a系列melsecnet網(wǎng)絡(luò)中的plc，對fx2n均為ffh

　　*命令字符：分為位讀（br）欠捶、位寫（bw）闷畸、字讀（wr）、字寫（ww）

　　*等待時(shí)間：以10ms為單位，以十六進(jìn)制數(shù)表示慕淡，占一個(gè)字符（0-f）

　　*頭元件：為要讀忍疾、寫的開始元件號，如m0001殿漠、d0000等赴精。

　　*元件數(shù)：為要讀、寫的元件個(gè)數(shù)绞幌。

　　*返回?cái)?shù)據(jù)蕾哟、寫出數(shù)據(jù)：為從plc返回的寄存器值或要寫到plc的數(shù)據(jù)值

　　由于fx2n與中央控制柜距離較遠(yuǎn)，故本系統(tǒng)中采用fx2n與485bd插件莲蜘，pcm311模塊經(jīng)232/485轉(zhuǎn)換器與485bd相連谭确，轉(zhuǎn)換器與485bd之間采用兩對雙絞線相連，全雙工方式通訊票渠，plc串行通訊參數(shù)在d8120中設(shè)定逐哈。

 

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　　2.3 megabasic的語法簡介

　　（1） 串口操作：pcm模塊共有二個(gè)串口泻漏，它們均可在megabasic程序中被打開翎噩，與外部進(jìn)行通訊，以下為常用的串口操作函數(shù)哆念。

　　*串口的打開：open 治弯，

　　如open #8，“com1”

　　*串口的關(guān)閉：close

　　如close #8

　　*串口通訊參數(shù)的設(shè)定：ioctl 桨拉，

　》部（2） ioctl_string格式為：

　　baud（波特率），parity（校驗(yàn)）涎捆，databits（數(shù)據(jù)位）幅瑞，stopbits（停止位），flowctl（流控制方式）灯葡，physical（物理協(xié)議如232/485/422）蒙便，duplexmode（通訊模式，半雙工/全雙工）

　　如ioctl #8结阅，“19200仓陆，n，8蝎毡，1厚柳，n，232”

　　（3） 從串口讀取數(shù)據(jù)：inchr$（别垮，便监，，碳想，）

　　如restr=inchr$（ch%烧董，10，“”移袍，0解藻，timeout%）

　　（4） 向串口發(fā)送數(shù)據(jù)：print葡盗，

　　如print #8螟左，“hello world”

　　（5） megabasic程序?qū)lc寄存器的訪問：

　　對于pcm模塊所在的plc系統(tǒng)中的寄存器如%i觅够，%q胶背，%r，%m等尽由，basic程序中并不可直接引用爹蒋，而需通過使用特定的功能指令來訪問它們。

　　a）訪問plc寄存器之前野戏，先要使用syslink指令遵非。

　　syslink，哺挺，［type］

　　local_name:basic程序內(nèi)部定義的變量

　　cpu_symbol:plc的寄存器名华媳，外加雙引號（如“%r500”）

　　type：關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的類型，如bool暴姓，byte娇紊，int16，uint湿儡，dint等

　　b） 讀触茎、寫plc寄存器

　　sysread

　　syswrite

　　在syslink指令執(zhí)行后，即可使用上面兩個(gè)指令分別讀处榔、寫basic變量所關(guān)聯(lián)的plc寄存器希俩。

　　2.4 系統(tǒng)編程過程簡介

　　根據(jù)minit ii通訊協(xié)議及megabasic語言的基本語法，在文本編輯器（如記事本）中寫好大致的程序纲辽，特別是對返回?cái)?shù)據(jù)的解析編寫專門的函數(shù)來進(jìn)行處理斜纪，以得到浮點(diǎn)數(shù)形式的電壓、電流文兑、功率等數(shù)據(jù)，其中重點(diǎn)要注意好對返回錯(cuò)誤幀時(shí)的處理腺劣，還有采集不同數(shù)據(jù)時(shí)的協(xié)議上的差別绿贞，這一部分程序?qū)懞煤笠蚩椋胮cm模塊的com1通過logicmaster軟件導(dǎo)入pcm模塊，用com1監(jiān)視運(yùn)行籍铁，用com2通訊涡上，進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試，根據(jù)調(diào)試情況加以修正完善拒名，得到最終版本吩愧。

　　類似上述步驟，根據(jù)fx2n的通訊協(xié)議增显，寫好與fx2n通訊的程序慎瓮，用com1監(jiān)視運(yùn)行，用com2通訊伊丘，經(jīng)調(diào)試修正捧法，得到最終版本。

　　將兩個(gè)版本的程序合并异瞭，并將與fx2n通訊的端口改為com1裹五，去掉程序中用于監(jiān)視運(yùn)行的輸出語句（print），再重新導(dǎo)入pcm模塊中睛宝，一個(gè)滿足系統(tǒng)要求的完整的通訊程序就這樣就寫成了捅县。

3 結(jié)束語

　　用類似本系統(tǒng)中的pcm模塊完成通訊任務(wù)，筆者認(rèn)為其相對利用plc梯形圖程序進(jìn)行通訊優(yōu)點(diǎn)很明顯酬楚。首先由于其使用的是與微機(jī)系統(tǒng)中的basic語言語法相同的高級語言猪晰，易學(xué)易懂，處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)運(yùn)算時(shí)得心應(yīng)手彪珠，在復(fù)雜的有大量通訊任務(wù)的系統(tǒng)中有很重大的推廣價(jià)值;再者在系統(tǒng)調(diào)試時(shí)也有明顯優(yōu)勢质法，一個(gè)端口正在通訊時(shí)，一個(gè)端口實(shí)時(shí)監(jiān)視程序的運(yùn)行情況浸船，并可以自然語言的形式輸出實(shí)時(shí)的調(diào)試信息妄迁，plc程序就不會(huì)有這么好的效果，那么結(jié)果是這種系統(tǒng)的開發(fā)周期必然大為縮短李命。

　　plc系統(tǒng)中采用basic語言的協(xié)處理器登淘，筆者認(rèn)為這是plc應(yīng)用中一個(gè)新的發(fā)展，對簡化編程封字，減輕工控系統(tǒng)開發(fā)者的開發(fā)壓力可起到較大的作用黔州，據(jù)了解，很多plc廠商都有類似功能的模塊生產(chǎn)阔籽，如三菱公司就推出了ad51h高速智能通信組件流妻，使用ad51h basic語言，支持四個(gè)通信口，具備384k內(nèi)存绅这，大大提高了plc系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信與收集方面的靈活性涣达。

 

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