1  引言

plc具有高可靠性和很強(qiáng)的抗干擾能力，因而在工業(yè)控制中得到了廣泛的使用。隨著工業(yè)的自動(dòng)化程度的提高，對(duì)plc的應(yīng)用提出了更高的要求：更快的處理速度，更高的可靠性，控制與管理功能一體化?？刂婆c管理一體化也就是將計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)應(yīng)用于plc，使plc用于下位分散控制，用計(jì)算機(jī)提供圖形顯示界面，同時(shí)對(duì)下位機(jī)進(jìn)行監(jiān)控。本文討論的是上位計(jì)算機(jī)與omron（歐姆龍）cpm2a型plc的通信與監(jiān)控設(shè)計(jì)。

2 cpm2a的上位通信協(xié)議

cpm2a的數(shù)據(jù)是以幀的格式發(fā)送的，當(dāng)通信命令小于一幀時(shí)，發(fā)送格式如圖1所示。其中正文最多122個(gè)字符。當(dāng)命令塊內(nèi)容大于一幀時(shí)，由起始幀、中間幀、及結(jié)果幀組成。起始幀最多131個(gè)字符，中間幀及結(jié)束幀最多128個(gè)字符。起始幀由設(shè)備號(hào)、命令碼、正文、 fcs、和分界符構(gòu)成。中間幀有正文、fcs、分界符組成。結(jié)束幀由正文fcs、結(jié)束符組成。上位機(jī)每發(fā)送完一幀，在收到plc發(fā)回的分界符后再發(fā)送下一幀。

 圖1  cpm2a 通信時(shí)命令塊的格式

命令塊中的校驗(yàn)碼fcs是８位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成的２位ascⅱ字符。這８位數(shù)據(jù)是將一幀數(shù)據(jù)中校驗(yàn)碼前的所有字符的ascⅱ碼位按連續(xù)異或的結(jié)果。轉(zhuǎn)換成字符時(shí)，按照２位十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的數(shù)字字符。

plc接收到上位機(jī)發(fā)送的命令幀后，自動(dòng)產(chǎn)生響應(yīng)塊，響應(yīng)塊的格式與圖1格式類似，只是在命令碼后面多了兩位的響應(yīng)碼，響應(yīng)碼表示了上位機(jī)命令的出錯(cuò)信息。響應(yīng)碼00表示plc正常完成上位機(jī)命令。

3  plc命令的編寫

在cpm2a的上位鏈接系統(tǒng)中，plc接收指令并被動(dòng)地給上位機(jī)返回響應(yīng)塊。所以作為下位機(jī)的plc不需要編寫通信程序。

上位機(jī)與plc的通信不能改變plc的輸入狀態(tài)。為了通過上位機(jī)改變plc的輸出，在編寫下位機(jī)的程序時(shí)就要利用plc的工作位，通過上位機(jī)改變工作位的狀態(tài)來改變plc的輸出，從而達(dá)到上位機(jī)對(duì)plc輸出的控制。

如圖2所示，在梯形圖中加入了工作位3.00，4.00。系統(tǒng)正常工作時(shí)3.00，4.00置off，當(dāng)需要實(shí)現(xiàn)上位機(jī)控制時(shí)，把3.00置on，使plc的輸入端0.00失效，通過工作位4.00的通斷來控制系統(tǒng)的輸出。

圖2  實(shí)現(xiàn)上位機(jī)監(jiān)控的plc編程

4  編寫上位機(jī)通信程序

在上位鏈接系統(tǒng)中，通信一般都是由上位機(jī)發(fā)起的，按plc標(biāo)準(zhǔn)通信進(jìn)行連接。上位機(jī)給plc發(fā)送操作指令，plc按照指令執(zhí)行相應(yīng)的操作，同時(shí)給上位機(jī)返回?cái)?shù)據(jù)。串口通信流程如圖3所示。

圖3  通信流程圖 

4.1 編寫上位通信程序

編寫通信程序可以采用高級(jí)語言或者匯編語言，下面給出的例子是用delphi編寫的上位機(jī)與cpm2a型plc通信程序.通信采用標(biāo)準(zhǔn)通信模式。通信界面如圖4。

圖4  通信界面

//程序初始化:

tbbbb1.init_plc(nport:integer);

begin

if  mscomm.portopen then

mscomm.portopen:=false;

mscomm.commport:=nport; 

//通信端口選擇

mscomm.settings:='9600,e,7,1';

//1位起始位，7位數(shù)據(jù)位，偶效驗(yàn)，2位停止位，9600bps

mscomm.portopen:=true;//打開串口

end;    

//fcs校驗(yàn)

function fcs(s:bbbbbb):variant;

var

 i,len,tmpvar:integer;

datacheck:byte;

f1,f2:byte;

begin

f1:=0;

f2:=0;

datacheck:=0;

len:=length(s);

tmpvar:=0;

for i:=1 to len do

begin

datacheck:=ord(datacheck) xor ord(s[i]);

end;

f1:=datacheck and $0f;

f2:=datacheck and $f0;

f2:=f2 shr 4;

result:=inttostr(f2)+inttostr(f1);

end;

// 調(diào)用mscomm控件實(shí)現(xiàn)plc通信

procedure tbbbb1.handshake_plc;

var

tmpbyte1,tmpbyte2:char;

tmpvar:bbbbbb;

      s:bbbbbb;

     begin

init_plc(1);

s:=edit1.text;

tmpvar:=s+inttostr(fcs(s))+'*'+chr(13);

      mscomm.rthreshold:=0;

mscomm.output:=tmpvar;

//向串口輸出數(shù)據(jù)

sleep(1000);// 延時(shí)

tmpvar:=mscomm.bbbbb;

//從串口讀取數(shù)據(jù)

tmpbyte1:=tmpvar[5];

     tmpbyte2:=tmpvar[6];

if tmpbyte1=chr(48)& tmpbyte2:=chr(48);

//校驗(yàn)碼等于00,plc正常完成操作

then

begin

showmessage('發(fā)送的數(shù)據(jù)正確');

else

showmessage('發(fā)送的數(shù)據(jù)有問題');

//end;

end;  

4.2 實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)plc的監(jiān)控

編寫通信程序建立了上位機(jī)與plc的連接.在plc的任何工作方式下都可以通過“讀”指令讀取plc的狀態(tài).從而對(duì)plc進(jìn)行監(jiān)視.只有當(dāng)plc的工作方式為監(jiān)視的情況下才可以通過上位機(jī)對(duì)plc進(jìn)行控制.所以在需要上位機(jī)實(shí)施控制的系統(tǒng)里面plc都必須設(shè)置為監(jiān)視工作方式。上位機(jī)只需要設(shè)置plc的相應(yīng)工作位就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)plc的控制。   

5  結(jié)束語

本文論述了實(shí)現(xiàn)plc的上位鏈接系統(tǒng)通信的原理，以及要實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)下plc控制的plc編程技術(shù)細(xì)節(jié)。通過上位機(jī)對(duì)plc的監(jiān)視與控制，可用方便的實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)過程的自動(dòng)化監(jiān)控。