PLC與上位機的通信
摘要：對FX2系列的PLC與上拉機的通信實現(xiàn)郊男，提出了一種價格低培晓、體積小的接口方案短材，討論了其硬件和軟件的設計思想宝各，該接口裝置與控制室和實驗室環(huán)境下運行可靠烹豫。
關鍵詞：上位機 通信 接口 可編程控制器
PLC作為一種高性能的控制裝置搭独，在分布式系統(tǒng)中得到了越來越廣泛的應用。在這種控制方式中廊镜，上位監(jiān)控機系統(tǒng)是其中重要的組成部分牙肝。PLC可以多種方式如直接采用現(xiàn)有的組態(tài)監(jiān)控軟件與上位監(jiān)迭機通信，但針對小規(guī)模的控制系統(tǒng)嗤朴，找到一種高性能價格比的通信方法配椭，具有積極的實際意義。本文就日本三菱公司生產(chǎn)的FX2可編程控制器與PC機通信方式的實現(xiàn)雹姊，從軟股缸、硬件兩個方面來說明這個問題。
1 通信裝置的硬件描述
PLC與PC機之間實現(xiàn)通道吱雏，可使二者互補功能上的不足敦姻，PLC用于控制方面既方便又可靠，而PC機在圖形顯示歧杏、數(shù)據(jù)處理镰惦、打印報表以及中文顯示等方面有很強的功能。因此犬绒，各PLC制造廠家紛紛開發(fā)了適用于本公司的各種型號PLC與PC機通信的接口模塊娩伴。三菱公司開發(fā)的FX-232AW接口模塊用于FX2系列PLC與計算機通信。還有與以太網(wǎng)連接的接口模塊AJ71E71等吝、與MAP網(wǎng)連接的接口模塊AJ71M51-S1靠牙、與FAIS MAP網(wǎng)連接的接口模塊AJ71M51M1等。不同的通信方式泽中，有著不同的成本價格和不同的適用范圍虎疗。在此介紹一種通過PC機的RS-232口與PLC進行通信的實現(xiàn)方法。
FX2系列PLC的編程接口采用RS-422標準炮惕，而計算機的串行口采用RS-232標準瓜坎。因此，作為實現(xiàn)PLC計算機通信的接口電路射贡，必須將RS-422標準轉(zhuǎn)換成RS-232標準瞪歹。
RS-232與RS-422標準在信號的傳送、邏輯電平均不相同。
RS-232采用單端接收器和單端發(fā)送器蛇热，只用一根信號線來傳送信息梗爸，并且根據(jù)該信號線上電平相對于公共的信號地電平的大小來決定邏輯的“1”（-3～-15V）和“0”（+3～+15V）；
RS-422標準是一種以平衡方式傳輸?shù)臉藴识锬ⅲ措p端發(fā)送和雙端接收末盔，根據(jù)兩條傳輸線之間的電位差值來決定邏輯狀態(tài)。RS-422電路由發(fā)送器座慰、平衡連接電纜陨舱、電纜終端負載和接收器組成。它通過平衡發(fā)送器和差動接收器將邏輯電平和電位差之間進行轉(zhuǎn)換（+2V表示“0”版仔，-2V表示“1”）游盲。
選用MAXIM公司的MAX202實現(xiàn)RS-232與TTL之間的電平轉(zhuǎn)換。MAX202內(nèi)部有電壓倍增電路和轉(zhuǎn)換電路蛮粮，僅需+5V電源就可工作益缎，使用十分方便；選用MAX490實現(xiàn)RS-485與TTL之間的轉(zhuǎn)換然想。每片MAX490有一對發(fā)送器/接收器莺奔，由于通信采用全雙工方式，故需兩片MAX490变泄，另外只需外接4只電容即可令哟。
PLC的RS-422接口配接DB-25型連接器，而PC機一般用DB-9型連接器巷科。
將RS-232的RS冠八、CS短接，這樣對計算機發(fā)送數(shù)據(jù)來說底靴，PLC總是處于就緒狀態(tài)串题。也就是說，計算機在任何時候都可以將數(shù)據(jù)送到PLC內(nèi)贝崎。又由于DR宽舱、ER交叉連接，因此还凸，對計算機接收數(shù)據(jù)來說荸脂，必須等待至PLC處于準備就緒狀態(tài)。
2 通信裝置的軟件描述
2.1 FX2系列PLC與計算機之間通信協(xié)議
FX2系列PLC與計算機之間的通信采用RS-232標準童盏，其傳輸速率固定為9600bps奕辖，奇偶校驗位采用偶校驗。數(shù)據(jù)以幀為單位發(fā)送和接收呛疫。一個多字符幀由力所示的五部分組成鲫肿，其中和校驗值是將命令碼ETX之間的的呢字符的ASCII碼（十六進制數(shù)）相加泡嘴，取得所得和的最低二位數(shù)。STX和ETX分別表示該字符幀的起始標起和結(jié)束標志逆济。
FX2系列與計算機之間的通信是以主機發(fā)出的初始命令酌予，PLC對其作出響應的方式進行通信的。共有0奖慌、1抛虫、7、8四種命令简僧，上位機實現(xiàn)對PLC的讀寫和強行置位建椰。通過ENQ、ACK和NAK涎劈，上位機協(xié)調(diào)與PLC的通信應答广凸。
2.2 通信過程
采用Bland C編寫主機與PLC的通信程序。首先必須對COM1口進行初始化蛛枚，波特率為9600bps，奇偶校驗位采用偶校驗脸哀，七位有效數(shù)據(jù)蹦浦。當計算機接收到來自PLC的應答字符ACK后，就可以進入數(shù)據(jù)通信了摧垄。
計算機可對PLC內(nèi)各軟設備進行讀跃恍、寫和強制ON/OFF操作。除開PLC的計時器和計數(shù)器的設定值采用常數(shù)時匕蚁，以及文件寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)态置，F(xiàn)X2系列PLC的所有開關量輸入、輸出以及各軟件設備對計算機都是透明的渊唁。其操作時的多字符幀的格式如圖3所示垄获。但不同的操作在“多個字符”項內(nèi)有所不同。例如仆玖，計算機對PLC的軟設備Y20～Y37進行讀操作彻虾，查裝置地址表為00A2，讀取2字節(jié)數(shù)據(jù)歪低。
關鍵詞：上位機 通信 接口 可編程控制器
PLC作為一種高性能的控制裝置搭独，在分布式系統(tǒng)中得到了越來越廣泛的應用。在這種控制方式中廊镜，上位監(jiān)控機系統(tǒng)是其中重要的組成部分牙肝。PLC可以多種方式如直接采用現(xiàn)有的組態(tài)監(jiān)控軟件與上位監(jiān)迭機通信，但針對小規(guī)模的控制系統(tǒng)嗤朴，找到一種高性能價格比的通信方法配椭，具有積極的實際意義。本文就日本三菱公司生產(chǎn)的FX2可編程控制器與PC機通信方式的實現(xiàn)雹姊，從軟股缸、硬件兩個方面來說明這個問題。
1 通信裝置的硬件描述
PLC與PC機之間實現(xiàn)通道吱雏，可使二者互補功能上的不足敦姻，PLC用于控制方面既方便又可靠，而PC機在圖形顯示歧杏、數(shù)據(jù)處理镰惦、打印報表以及中文顯示等方面有很強的功能。因此犬绒，各PLC制造廠家紛紛開發(fā)了適用于本公司的各種型號PLC與PC機通信的接口模塊娩伴。三菱公司開發(fā)的FX-232AW接口模塊用于FX2系列PLC與計算機通信。還有與以太網(wǎng)連接的接口模塊AJ71E71等吝、與MAP網(wǎng)連接的接口模塊AJ71M51-S1靠牙、與FAIS MAP網(wǎng)連接的接口模塊AJ71M51M1等。不同的通信方式泽中，有著不同的成本價格和不同的適用范圍虎疗。在此介紹一種通過PC機的RS-232口與PLC進行通信的實現(xiàn)方法。
FX2系列PLC的編程接口采用RS-422標準炮惕，而計算機的串行口采用RS-232標準瓜坎。因此，作為實現(xiàn)PLC計算機通信的接口電路射贡，必須將RS-422標準轉(zhuǎn)換成RS-232標準瞪歹。
RS-232與RS-422標準在信號的傳送、邏輯電平均不相同。
RS-232采用單端接收器和單端發(fā)送器蛇热，只用一根信號線來傳送信息梗爸，并且根據(jù)該信號線上電平相對于公共的信號地電平的大小來決定邏輯的“1”（-3～-15V）和“0”（+3～+15V）；
RS-422標準是一種以平衡方式傳輸?shù)臉藴识锬ⅲ措p端發(fā)送和雙端接收末盔，根據(jù)兩條傳輸線之間的電位差值來決定邏輯狀態(tài)。RS-422電路由發(fā)送器座慰、平衡連接電纜陨舱、電纜終端負載和接收器組成。它通過平衡發(fā)送器和差動接收器將邏輯電平和電位差之間進行轉(zhuǎn)換（+2V表示“0”版仔，-2V表示“1”）游盲。
選用MAXIM公司的MAX202實現(xiàn)RS-232與TTL之間的電平轉(zhuǎn)換。MAX202內(nèi)部有電壓倍增電路和轉(zhuǎn)換電路蛮粮，僅需+5V電源就可工作益缎，使用十分方便；選用MAX490實現(xiàn)RS-485與TTL之間的轉(zhuǎn)換然想。每片MAX490有一對發(fā)送器/接收器莺奔，由于通信采用全雙工方式，故需兩片MAX490变泄，另外只需外接4只電容即可令哟。
PLC的RS-422接口配接DB-25型連接器，而PC機一般用DB-9型連接器巷科。
將RS-232的RS冠八、CS短接，這樣對計算機發(fā)送數(shù)據(jù)來說底靴，PLC總是處于就緒狀態(tài)串题。也就是說，計算機在任何時候都可以將數(shù)據(jù)送到PLC內(nèi)贝崎。又由于DR宽舱、ER交叉連接，因此还凸，對計算機接收數(shù)據(jù)來說荸脂，必須等待至PLC處于準備就緒狀態(tài)。
2 通信裝置的軟件描述
2.1 FX2系列PLC與計算機之間通信協(xié)議
FX2系列PLC與計算機之間的通信采用RS-232標準童盏，其傳輸速率固定為9600bps奕辖，奇偶校驗位采用偶校驗。數(shù)據(jù)以幀為單位發(fā)送和接收呛疫。一個多字符幀由力所示的五部分組成鲫肿，其中和校驗值是將命令碼ETX之間的的呢字符的ASCII碼（十六進制數(shù)）相加泡嘴，取得所得和的最低二位數(shù)。STX和ETX分別表示該字符幀的起始標起和結(jié)束標志逆济。
FX2系列與計算機之間的通信是以主機發(fā)出的初始命令酌予，PLC對其作出響應的方式進行通信的。共有0奖慌、1抛虫、7、8四種命令简僧，上位機實現(xiàn)對PLC的讀寫和強行置位建椰。通過ENQ、ACK和NAK涎劈，上位機協(xié)調(diào)與PLC的通信應答广凸。
2.2 通信過程
采用Bland C編寫主機與PLC的通信程序。首先必須對COM1口進行初始化蛛枚，波特率為9600bps，奇偶校驗位采用偶校驗脸哀，七位有效數(shù)據(jù)蹦浦。當計算機接收到來自PLC的應答字符ACK后，就可以進入數(shù)據(jù)通信了摧垄。
計算機可對PLC內(nèi)各軟設備進行讀跃恍、寫和強制ON/OFF操作。除開PLC的計時器和計數(shù)器的設定值采用常數(shù)時匕蚁，以及文件寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)态置，F(xiàn)X2系列PLC的所有開關量輸入、輸出以及各軟件設備對計算機都是透明的渊唁。其操作時的多字符幀的格式如圖3所示垄获。但不同的操作在“多個字符”項內(nèi)有所不同。例如仆玖，計算機對PLC的軟設備Y20～Y37進行讀操作彻虾，查裝置地址表為00A2，讀取2字節(jié)數(shù)據(jù)歪低。
如傳送的命令有錯誤溅宅，PLC返回NAK信號，本次操作失敗盔曼，重新進行搪书。
為了保證主機與PLC的通信準確無誤，上位機也必須按通信協(xié)議進行和校吴侦。如接收的信息有誤屋休，則重新讀取惶我。如重復3次仍不行，則顯示錯誤信息博投。
使用C語言很容易實現(xiàn)以上編程绸贡。
主機還可向PLC寫數(shù)據(jù)，進行單點的強近置位和復位毅哗。
對于運行在控制和實驗室環(huán)境飛速下本方案運行可靠听怕、性價比高、體積小虑绵、但是對于通信距離長尿瞭，環(huán)境惡劣的發(fā)問，需加光電隔離等措施翅睛。
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