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)中的應用為例進行探討山析，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)通訊問題時能起到的作用奶是，為廣大同行提供又一種串行通訊解決方案。

　　1 簡介

　　basic語言是微機系統(tǒng)中廣泛應用的一種高級編程語言聚磺，它的指令接近思維邏輯的表達瓤计，與自然語言有相通之處，易學易懂莹宁，同時它包涵豐富的算法函數(shù)圾峭，能十分方便地進行各種數(shù)據(jù)處理，因而深受廣大編程愛好者喜愛庇鸭。plc是計算機科學在工業(yè)控制領(lǐng)域內(nèi)的一個重要分支废徙，它一般采用梯形圖、語句表作為其編程語言狂嘉，由于梯形圖形似電氣原理圖爵孔，直觀易懂，易為電氣工程師所接受询蚊，為plc的推廣應用起到了極大的推動作用神阔。plc從誕生至今，幾十年來因震，應用領(lǐng)域不斷擴大吩捞，現(xiàn)在鳞编，通訊問題已成為plc應用中的一個重要課題之一。

　　2 系統(tǒng)簡述

　　本系統(tǒng)采用ge fanuc 90-30系列plc model351渐扮，一塊智能通訊模塊cmm311论悴，一塊可編程智能通訊模塊pcm311，及開關(guān)量輸入墓律、輸出模塊膀估，模擬量輸入模塊若干。

　　通訊模塊cmm311有兩個通訊口耻讽，分別負責與上位機組態(tài)軟件及現(xiàn)場digital觸摸屏進行通訊察纯。

　　可編程通訊模塊pcm311為通訊協(xié)處理機，內(nèi)有固化的megabasic語言解釋程序针肥，能執(zhí)行通過外部編程終端存儲進來的basic程序饼记。該模塊有兩個通訊端口，一個端口為編程口慰枕，ge公司logicmaster編程軟件包中有專用于pcm模塊編程的軟件具则，用它可通過該編程口登錄pcm模塊，將計算機中文本形式的basic代碼文件存入模塊的存儲器中;另一個端口為專用外部通訊口捺僻，在basic程序中可打開此端口與外部智能設(shè)備進行通訊乡洼。在特殊時候，編程口也可被basic程序打開嚼讹，作與外部設(shè)備通訊用扛焊，但這樣使用在調(diào)試時稍有不便。

　　系統(tǒng)布置要求敘述如下：

　　plc cpu負責開關(guān)量脊腺、模擬量的采集崎绽、運算，實施直接的控制功能;通訊模塊cmm311通過兩個通訊口分別連接上位機及觸摸屏茉园，實現(xiàn)人機界面與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)換器相連宅殿，負責通過mint ii網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換器與現(xiàn)場三個種類的12臺westinghouse儀表通訊，采集電流汁讹、電壓诞书、功率等各種物理量的實時數(shù)據(jù)，同時棋裳，com1在調(diào)試完畢后用來與現(xiàn)場一臺三菱fx2n plc通訊快檀，實現(xiàn)從ge plc系統(tǒng)到fx2n系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通路，方案圖如圖1所示凭协。

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　　2.1 minit ii轉(zhuǎn)換器通訊協(xié)議簡介

　　在這個方案中都晶，minit ii與下位設(shè)備的硬件連接為雙絞線，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制通訊方式耽梅，數(shù)據(jù)幀均由33位二進制數(shù)構(gòu)成薛窥，minit ii充當主站（master）角色，對下位各設(shè)備發(fā)起通訊眼姐，進行輪詢诅迷。

　　pcm311模塊與minit ii轉(zhuǎn)換器進行的是ascii碼通訊方式，而minit ii轉(zhuǎn)換器與下位dt3000妥凳、mp3000竟贯、iq200各系列設(shè)備的通訊方式為二進制碼通訊，實際上minit ii所起到的作用是將pcm模塊發(fā)出的ascii碼指令幀轉(zhuǎn)譯為二進制碼指令幀逝钥，當然，在通訊過程中拱镐，我們只需關(guān)心ascii碼通訊幀的格式艘款，minit ii會自動將其轉(zhuǎn)為二進制格式后發(fā)到incom網(wǎng)絡(luò)中去。

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

　　控制指令：

　◎鸨省（stx）（c/d）（inst）（comm）（scomm）（address）（sumcheck）

　　數(shù)據(jù)指令：

　《撂（stx）（c/d）（data）（sumcheck）

　　stx：第2號ascii碼，占一位

　　c/d：控制指令時為1床少，數(shù)據(jù)指令時為0砂两，占一位

　　inst、comm橘疚、scomm：由這三個數(shù)字指定需要返回的參數(shù)汪汰，各占一位

　　address：指定指令的發(fā)送對象，是一個三位數(shù)的十六制數(shù)胶僵，占三位

　　sumcheck：和校驗碼步盼，占二位

　　data：返回的數(shù)據(jù)信息，占六位

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

　　2.2 fx2n plc通訊協(xié)議簡介

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

　　（1） 讀寄存器

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

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

　　*外設(shè)：（ack）（站號）（pc號）

　』菸簟（2） 寫寄存器

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

　　*plc：（stx）（站號）（pc號）

　　*enq幕与、stx、ack、etx：為相應的ascii碼

　　*站號：plc的站地址啦鸣，為兩位十六進制數(shù)（00-0fh）潮饱，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）诫给、位寫（bw）香拉、字讀（wr）、字寫（ww）

　　*等待時間：以10ms為單位中狂，以十六進制數(shù)表示凫碌，占一個字符（0-f）

　　*頭元件：為要讀、寫的開始元件號胃榕，如m0001盛险、d0000等。

　　*元件數(shù)：為要讀勋又、寫的元件個數(shù)颅婴。

　　*返回數(shù)據(jù)、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葡料，故本系統(tǒng)中采用fx2n與485bd插件汗钳，pcm311模塊經(jīng)232/485轉(zhuǎn)換器與485bd相連，轉(zhuǎn)換器與485bd之間采用兩對雙絞線相連佃贞，全雙工方式通訊磺瓤，plc串行通訊參數(shù)在d8120中設(shè)定。

　　2.3 megabasic的語法簡介

　×ザ怼（1） 串口操作：pcm模塊共有二個串口设连，它們均可在megabasic程序中被打開，與外部進行通訊丹叨，以下為常用的串口操作函數(shù)辨迷。

　　*串口的打開：open ，

　　如open #8洁乏，“com1”

　　*串口的關(guān)閉：close

　　如close #8

　　*串口通訊參數(shù)的設(shè)定：ioctl 袁暗，

　　（2） ioctl_string格式為：

　　baud（波特率）倍试，parity（校驗）讯屈，databits（數(shù)據(jù)位），stopbits（停止位）县习，flowctl（流控制方式）涮母，physical（物理協(xié)議如232/485/422），duplexmode（通訊模式躁愿，半雙工/全雙工）

　　如ioctl #8叛本，“19200，n，8来候，1跷叉，n，232”

　∮痢（3） 從串口讀取數(shù)據(jù)：inchr$（云挟，，转质，园欣，）

　　如restr=inchr$（ch%，10埠限，“”幔膝，0，timeout%）

　∶蠖簟（4） 向串口發(fā)送數(shù)據(jù)：print噪境，

　　如print #8，“hello world”

　∩ト獭（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，%q陶握，%r参挨，%m等，basic程序中并不可直接引用禁歧，而需通過使用特定的功能指令來訪問它們亮蜓。

　　a）訪問plc寄存器之前，先要使用syslink指令架独。

　　syslink挠囚，，［type］

　　local_name:basic程序內(nèi)部定義的變量

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

　　type：關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的類型堪遂，如bool，byte萌庆，int16溶褪，uint，dint等

　　b） 讀践险、寫plc寄存器

　　sysread

　　syswrite

　　在syslink指令執(zhí)行后猿妈，即可使用上面兩個指令分別讀、寫basic變量所關(guān)聯(lián)的plc寄存器巍虫。

　　2.4 系統(tǒng)編程過程簡介

　　根據(jù)minit ii通訊協(xié)議及megabasic語言的基本語法彭则，在文本編輯器（如記事本）中寫好大致的程序，特別是對返回數(shù)據(jù)的解析編寫專門的函數(shù)來進行處理，以得到浮點數(shù)形式的電壓俯抖、電流输瓜、功率等數(shù)據(jù)，其中重點要注意好對返回錯誤幀時的處理蚌成，還有采集不同數(shù)據(jù)時的協(xié)議上的差別前痘，這一部分程序?qū)懞煤螅胮cm模塊的com1通過logicmaster軟件導入pcm模塊秕刊，用com1監(jiān)視運行崎爽，用com2通訊，進行聯(lián)機調(diào)試腮德，根據(jù)調(diào)試情況加以修正完善摹撰，得到最終版本。

　　類似上述步驟枫技，根據(jù)fx2n的通訊協(xié)議行翘，寫好與fx2n通訊的程序，用com1監(jiān)視運行秧朝，用com2通訊领末，經(jīng)調(diào)試修正，得到最終版本噩振。

　　將兩個版本的程序合并痘涧，并將與fx2n通訊的端口改為com1，去掉程序中用于監(jiān)視運行的輸出語句（print）钻寿，再重新導入pcm模塊中纤壁，一個滿足系統(tǒng)要求的完整的通訊程序就這樣就寫成了。

　　3 結(jié)束語

　　用類似本系統(tǒng)中的pcm模塊完成通訊任務(wù)捺信，筆者認為其相對利用plc梯形圖程序進行通訊優(yōu)點很明顯酌媒。首先由于其使用的是與微機系統(tǒng)中的basic語言語法相同的高級語言，易學易懂迄靠，處理復雜的數(shù)據(jù)運算時得心應手秒咨，在復雜的有大量通訊任務(wù)的系統(tǒng)中有很重大的推廣價值;再者在系統(tǒng)調(diào)試時也有明顯優(yōu)勢，一個端口正在通訊時梨水，一個端口實時監(jiān)視程序的運行情況拭荤，并可以自然語言的形式輸出實時的調(diào)試信息，plc程序就不會有這么好的效果疫诽，那么結(jié)果是這種系統(tǒng)的開發(fā)周期必然大為縮短舅世。

　　plc系統(tǒng)中采用basic語言的協(xié)處理器，筆者認為這是plc應用中一個新的發(fā)展奇徒，對簡化編程雏亚，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缨硝，據(jù)了解，很多plc廠商都有類似功能的模塊生產(chǎn)罢低，如三菱公司就推出了ad51h高速智能通信組件谎拴，使用ad51h basic語言，支持四個通信口和月，具備384k內(nèi)存呐品，大大提高了plc系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信與收集方面的靈活性。

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