1  前言
      可編程控制器（plc）是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、通信技術(shù)為一體的新型自動(dòng)控制裝置。由于體積小、可靠性高以及組態(tài)靈活等優(yōu)點(diǎn)，plc在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在plc組成的自動(dòng)測(cè)量和控制系統(tǒng)中，一般采用主從式控制結(jié)構(gòu)，由plc向計(jì)算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù),計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)后根據(jù)具體情況向plc發(fā)出相應(yīng)的指令,控制plc的運(yùn)行。plc作為下位機(jī)，完成數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)判別、輸出控制等任務(wù)，上位機(jī)（微型計(jì)算機(jī)、工業(yè)控制機(jī)）完成采集數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)、分析處理、狀態(tài)顯示以及打印輸出等任務(wù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。目前市場(chǎng)上常用的人機(jī)界面或監(jiān)控組態(tài)軟件價(jià)格昂貴且由國(guó)外公司壟斷, 對(duì)于小型企業(yè)的單機(jī)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，許多功能并不實(shí)用，同時(shí)組態(tài)軟件的本身也還存在不足之處，不能滿足一些特殊要求。因此，目前仍然需要技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際情況開發(fā)小型經(jīng)濟(jì)適用的軟件。筆者針對(duì)比較簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)，利用vc＋＋6.0設(shè)計(jì)了一個(gè)通信程序,實(shí)現(xiàn)了windows環(huán)境下上位計(jì)算機(jī)對(duì)多臺(tái)plc的靈活監(jiān)控。 
2  通信類型
      日本三菱公司是的工廠自動(dòng)化設(shè)備制造商，其工業(yè)可編程控制器在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有相當(dāng)大的份額。本項(xiàng)目選用三菱fx2n-48mr型plc，fx系列plc支持以下5種通信類型: 
    （1） plc的n:n通信方式;
    （2） plc雙機(jī)并聯(lián)通信方式;
    （3） plc與計(jì)算機(jī)專有協(xié)議通信方式;
    （4） plc與計(jì)算機(jī)無(wú)協(xié)議通信方式（使用rs指令或fx2n-232if特殊功能塊）;
    （5） 自由端口設(shè)計(jì)方式（需要特殊通信模塊，使用較少）。
      各種通信類型的具體特性列于表1。本系統(tǒng)采用專有協(xié)議通信方式，以pc機(jī)為主站，通過fx-485pc-if及fx2n-485bd與多臺(tái)plc從站連接（zui多16臺(tái)），每臺(tái)plc被賦予*的站號(hào)用以標(biāo)志身份，上位機(jī)通過rs-485通信總線對(duì)plc進(jìn)行控制。
3 通信協(xié)議



       fx2n系列plc通信采用異步格式，較常用的數(shù)據(jù)幀由1位起始位、7位數(shù)據(jù)位、1位停止位及1位校驗(yàn)位組成，波特率為9600bps。傳輸數(shù)據(jù)以字節(jié)為單位，分為高4位和低4位，每4位轉(zhuǎn)化為1個(gè)ascii字符發(fā)送。以上位機(jī)從plc讀取數(shù)據(jù)為例。
      計(jì)算機(jī)方發(fā)送數(shù)據(jù)幀格式如表2所示：



      enq是請(qǐng)求通信標(biāo)志;station no.代表plc站號(hào)，設(shè)定范圍00h－0fh;pc no. 是plc的cpu代號(hào)，fx系列為ffh;command是操作命令碼，具體內(nèi)容列于表3;message wait time表示從命令發(fā)出到plc回應(yīng)之間的等待時(shí)間，允許值從0-150ms，設(shè)定為00h-0fh;character area a為傳送字符串，包括位元件或字元件的首地址和單元字節(jié)個(gè)數(shù); sum check code是和校驗(yàn)碼，分為高4位和低4位。
      plc應(yīng)答格式如表4所示。
      stx是幀開始字符;character area b為傳送數(shù)據(jù)，fx系列plc一次zui多可以傳送64比特即40h數(shù)據(jù);etx為幀結(jié)束字符;其余含義同上。
      本程序的主要功能為，每隔一定時(shí)間（由用戶通過界面設(shè)定）按站號(hào)順序批量讀取plc中位元件y000-y017的狀態(tài)，將數(shù)據(jù)存放入數(shù)據(jù)庫(kù)plc表中。
      總共有2臺(tái)plc，對(duì)于站號(hào)為i 的plc，命令格式如表5所示。 
4  軟件編程
      軟件設(shè)計(jì)選用visualc++6.0作為開發(fā)平臺(tái)，利用其提供的mscomm控件，可以方便地實(shí)現(xiàn)plc與上位機(jī)的串行通信。該通信控件提供了使用rs232開發(fā)串行通信軟件的細(xì)則，使用事件驅(qū)動(dòng)或查詢方式來(lái)解決開發(fā)通信軟件中遇到的問題。該控件有27個(gè)屬性，主要的屬性如表6所示。
      首先將mscomm控件加入工程，同時(shí)安裝1個(gè)系統(tǒng)定時(shí)器。通信控件m_mycom用于訪問串口、發(fā)送和接收數(shù)據(jù);系統(tǒng)定時(shí)器用于控制每隔一定時(shí)間間由上位機(jī)向plc發(fā)送命令。通信程序部分代碼如下:







// 首先初始化通信端口 
bool cplccommdlg::oninitdialog（）
｛……
m_mycom.setcommport（1）;  file://選擇com1
m_mycom.setinbuffersize（1024）; file://設(shè)置輸入緩沖區(qū)的大小
m_mycom.setoutbuffersize（512）;  file://設(shè)置輸出緩沖區(qū)的大小
m_mycom.setinputmode（1）;//設(shè)置數(shù)據(jù)獲取方式
m_mycom.setsettings（"9600,e,7,1"）;//設(shè)置通信參數(shù)
m_mycom.setinputlen（0）;      file://設(shè)置讀取方式
if（!m_mycom.getportopen（） ）;   
m_mycom.setportopen （true）;   file://打開串口
stationno=0x30;
if（settimer（1,m_usertime,null）==0）
afxmessagebox（"error setting,please check it!"）
｝
file://消息處理函數(shù)ontimer
void cplccommdlg::ontimer（uint nidevent） 
｛
 byte receivedata[1024]; 
byte senddata[]=｛｀0x05｀,｀0｀,｀i｀,｀f｀,｀f｀,｀w｀,｀r｀,｀a｀,｀y｀,｀0｀,｀0｀,｀0｀,｀0｀,
｀0｀,｀1｀,｀sumh｀,｀suml｀｝;
if（stationno<0x31）
stationno++;
else 
stationno=0x30;
senddata[3]= stationno;
sumcheck（senddata,17）
 cbytearray array;
array.removeall（）;
array.setsize（17）;
for（int k=0;k<17;k++）
｛
array.setat（k,senddata[k]）;
｝
m_mycom.setoutput（colevariant（array））;//發(fā)送命令
 ……//數(shù)據(jù)接收處理及加入數(shù)據(jù)庫(kù)操作
｝
file://和校驗(yàn)函數(shù)sumcheck
void cplccommdlg::sumcheck（byte temp[],int n）
｛
int i;
byte sum=0x00,sumh=0xf0,suml=0x0f;
for（i=1;i<=n-3;i++）
sum+=temp[i];
suml= suml∑
sumh= sumh∑
sumh= sumh>>4;
temp[n-1]= suml;
temp[n-2]= sumh;
｝
 
5  結(jié)論
      串行通信是目前計(jì)算機(jī)與其他設(shè)備之間重要的通信手段之一，本程序作為小型監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)對(duì)多臺(tái)plc的實(shí)時(shí)監(jiān)控，傳送數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，程序運(yùn)行穩(wěn)定。整個(gè)控制系統(tǒng)方便可靠，同時(shí)又節(jié)省了大筆投資，具有相當(dāng)大的實(shí)用性。