1引言
　　
　　在現代工業(yè)中，PLC之間或PLC與計算機之間的通信聯(lián)網應用日益廣泛。PLC的聯(lián)網功能越來越強。以歐姆龍CP1、CJ1和CS1系列PLC為例，配合使用各種模塊，可以支持工業(yè)以太網、ControllerLink等現場總線通信聯(lián)網功能。但是，應用廣泛的CPM1A、CPM2A等中小型PLC的通信聯(lián)網一般只能采用工業(yè)總線的物理層形式（如RS232或RS485），通信的穩(wěn)定性與抗*力并不是很強。
　　
　　本文選用歐姆龍的CPM2A機型，配合使用RS232-CAN適配器，實現了計算機與PLC的通信聯(lián)網，方法簡單，實用性強。
　　
　　2CAN總線簡介
　　
　　CAN總線由德國BOSCH公司首先提出來的，CAN總線是目前工業(yè)界廣泛應用的總線。
　　
　　CAN控制器工作于多主站方式，網絡中的各節(jié)點都可根據總線訪問優(yōu)先權采用無損結構的逐位仲裁的方式競爭向總線發(fā)送數據。CAN協(xié)議廢除了傳統(tǒng)的站地址編碼，可使網絡內的節(jié)點個數在理論上不受限制，通信實時性強，提高系統(tǒng)的可靠性和系統(tǒng)的靈活性。
　　
　　報文采用短幀格式，傳輸時間短，受干擾概率低，保證了數據出錯率極低。CAN的每幀信息都有CRC校驗及其他檢錯措施，具有*的檢錯效果。CAN的通訊介質可以為雙絞線、同軸電纜或光纖，選擇靈活。CAN節(jié)點在錯誤幀的情況下具有自動關閉輸出功能，而總線上其它節(jié)點的操作不受影響。CAN總線通過兩個輸出端CANH和CANL與物理總線相連，不會出現損壞某些節(jié)點的現象。CAN節(jié)點在錯誤嚴重的情況下具有自動關閉輸出功能，以使總線上其他節(jié)點的操作不受影響，不會出現象“死鎖”狀態(tài)。
　　
　　3通信結構
　　
　　通信系統(tǒng)組成如圖1所示，上位計算機運行監(jiān)控軟件與OMRON的PLC編程及配置軟件，并將計算機串口連接到RS232-CAN適配器，配置為CAN總線。下位PLC采用多臺OMRON的CPM2A型PLC，將CPM2A的串口連接RS232-CAN適配器，實現CAN總線通信。　　　　
　　通過適配器，計算機與PLC成為CAN總線的節(jié)點。
　　
　　節(jié)點之間通過雙絞屏蔽線進行總線式連接，首尾節(jié)點需要接120R的匹配電阻。上位計算機可以通過CAN總線實時監(jiān)控PLC系統(tǒng)的運行。
　　
　　此方案是現場總線技術與集中控制技術的有機結合，聯(lián)網后的PLC網絡可以構成一個DCS系統(tǒng)。用戶在計算機上可以遠程監(jiān)控、配置任何一臺PLC的程序或狀態(tài)。并能夠在投入較低硬件成本的基礎上，實現良好的系統(tǒng)運行性能。這個方案充分發(fā)揮了CAN總線的通信特點:實時、可靠、高速、遠距離、易維護等。
　　
　　使用RS232-CAN適配器后，通信距離擴大到5公里（9600bps時），組網的PLC可增至110臺（實際上受PLC內部系統(tǒng)軟件的限制，zui多只能支持32臺PLC聯(lián)網）。
　　
　　RS232-CAN適配器采用光電隔離，大大提高了系統(tǒng)的抗*力和安全性能。
　　
　　另外，使用RS232-CAN適配器，并不需改變PLC系統(tǒng)原有的PLC通訊協(xié)議和上位機監(jiān)控軟件，開發(fā)人員無須更改現在使用的串口通信程序，zui大限度的節(jié)省成本。
　　
　　4HOST-LINK通信協(xié)議
　　
　　采用RS232-CAN適配器，計算機與PLC的串口都被配置成CAN總線。通信方式與上位機監(jiān)控軟件的編程方式與串行通信*相同。通信協(xié)議一般采用OMRON公司的HOST-LINK通信協(xié)議。
　　
　　OMRON公司的HOST-LINK通信系統(tǒng)是由上位計算機（IBMPC或兼容機）通過安裝在各臺PLC上的HOST-LINK單元或串行通信接口連接多臺PLC構成的網絡。上位機對系統(tǒng)中的PLC進行集中管理與監(jiān)控，通過與HOST-LINK單元的通信，可以編輯或修改各臺PLC的程序，實時監(jiān)控其運行過程，實現自動化系統(tǒng)的集散控制。對于小型PLC（如CPM2A），可以通過其RS232通信端口進行鏈接。
　　
　　系統(tǒng)使用HOST-LINK通信協(xié)議進行通信，上位機具有傳送優(yōu)先權，總是首先發(fā)出命令并啟動通信，HOST-LINK單元收到命令交由PLC執(zhí)行，然后將執(zhí)行結果返回上位機，二者以通信幀為單位，輪流交換數據。
　　
　　通信時，一組傳送的數據稱為“塊”，它是命令或響應的單位，從上位機發(fā)送到HOST-LINK單元的數據塊稱為命令塊，反過來，從HOST-LINK單元發(fā)送到上位機的數據塊稱為響應塊。多點通信時，可作為單幀發(fā)送的zui大數據塊為131個字符，因此當一個數據塊含有132個或更多字符時，要分成兩幀或多幀發(fā)送。
　　
　　每個數據塊都以設備號及標題開始，以校驗碼（FCS）及結束符結束。響應塊中還包括反應執(zhí)行結果的響應碼。通信格式如圖2所示。　　　　
　　5通信實現
　　
　　用戶可以采用通用的組態(tài)軟件（如組態(tài)王）實現計算機與PLC的通信，也可以編寫計算機程序。
　　
　　要編寫計算機通信程序，可以采用VB、VC等語言進行編程，編程可以有多種方式[4]。使用MSComm控件通過串行端口傳送和接收數據，實現計算機與PLC之間的數據通信，編程較簡單。
　　
　　MSComm控件提供了一種有效的處理串*互作用的方法:事件驅動法。該方法利用OnComm事件捕獲并處理通信及其錯誤，當CommEvent屬性發(fā)生變化時，就產生事件并等待相應處理。每個MSComm控件都有一個串口相對應。
　　
　　VisualBasic6.0（以下簡稱VB）是一種功能強大、簡單易學的程序設計語言，利用ActiveX控件MSComm能十分方便地開發(fā)出使用計算機串口的計算機通信程序。本文在VB中使用MSComm控件實現上位機與PLC的串行通信。
　　
　　VB程序由串口初始化、數據發(fā)送、數據接收等幾大部分組成。主要的程序段如下所示。　　
　　Rem程序加載時進行串口初始化　　
　　以上給出了計算機與PLC通信的主要程序段。需要注意的是，如果傳送的數據大于132個字符，可以將數據分成起始幀、若干中間幀、結束幀進行傳送。起始幀必須包含設備號，命令碼等，否則通信的過程中將會有錯誤發(fā)生。上位機每發(fā)送完一幀時，在收到PLC返回的分界符（即“↙”）后再發(fā)送下一幀，只有當結束幀數據發(fā)送完畢時才返回響應代碼。
　　
　　6結束語
　　
　　本文基于VB利用MSComm控件實現了上位機與歐姆龍PLC的串行通信，充分發(fā)揮了CAN總線實時、可靠、高速、遠距離、易維護的特點。計算機能夠深入地配合PLC廠商提供的各種軟件，從而實現更多強大的功能，比如系統(tǒng)配置、人機界面、組態(tài)開發(fā)等。
　　
　　通常，計算機與PLC通過串口連接，實現各種通信功能。但串口的通信距離、節(jié)點數量都受到了串口本身的性能限制。比如，RS-232標準只可以實現1:1通信，RS-422/485標準能夠實現32個節(jié)點以內的通信，通信距離、抗*力都比較弱，并不能夠滿足實際工業(yè)現場多臺PLC聯(lián)網應用的需求。即使借助RS232/RS485-CAN適配器也很難突破串行通信本身的功能限制[5]。
　　
　　針對這一情況，可以采用計算機內置PC-CAN接口卡，可以建立起1條或者多條CAN總線網絡，并通過連接在CAN總線網絡中的RS232/RS485-CAN適配器，借助于CAN總線網絡配套的虛擬串口軟件，建立多達2047個標準的串行通信端口，從而連接多達2047條串行網絡[6]。也就是說，可以在同1條普通雙絞線上連接多達2047臺PLC設備，工控PC訪問連接在這條CAN總線網絡上的PLC設備，也與操作標準串口*一致。
　　
　　這種方式可以充分發(fā)揮工控PC的作用，通信效率比較高，應用靈活，是一般PLC網絡建設的主流方向。