VC環(huán)境下三菱PLC與微機的串行通信

分類：技術(shù)教程日期：2007-04-02 00:00:00

摘要：主要介紹三菱FX系列PLC與上位機之間的通訊協(xié)議，并采用CSerial類來實現(xiàn)串行通信，本文給出了程序設(shè)計方法和部分源代碼。
引言
可編程控制器（PLC）是集計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)、通信技術(shù)為一體的新型自動控制裝置。由于體積小、可靠性高以及組態(tài)靈活等優(yōu)點，PLC在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。將PC機與可編程控制器組合起來，充分利用PC機強大的人機接口功能、豐富的應(yīng)用軟件和低廉的價格來共同實現(xiàn)管理、控制一體化成為一個新的發(fā)展趨勢。本文重點介紹在Windows 2000環(huán)境下如何利用VC來實現(xiàn)PC機與三菱PLC之間的串行通訊。
1 三菱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，其傳輸速率固定為9600bps，奇偶校驗位采用偶校驗。數(shù)據(jù)格式如表1所示。數(shù)據(jù)以幀為單位發(fā)送和接收。一個多字符幀由圖1所示的五部分組成，其中和校驗值是將命令碼STX——ETX之間的字符的ASCII碼（十六進制數(shù)）相加，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。

(1) 起始字元（STX）：ASCII碼的起始字元STX對應(yīng)的16進制數(shù)位0x02。無論命令信息還是回應(yīng)信息，它們的起始字元均為STX，接收方以此來判知傳輸資料的開始。
(2) 命令號碼：為兩位16進制數(shù)。所謂命令號碼是指上位機要求下位機所執(zhí)行的動作類別，例如要求讀取或?qū)懭雴吸c狀態(tài)、寫入或讀取暫存器資料、強制設(shè)定、運行、停止等。在回應(yīng)信息中，下位機會將上位機接收到的命令號碼原原本本的隨同其它信息一同發(fā)送給上位機。
(3) 元件首地址：對應(yīng)要操作的元件的相應(yīng)的地址。如從D123單元中讀取數(shù)據(jù)時，要把它對應(yīng)的地址：0x10F6發(fā)送給PLC。
(4) 元件個數(shù)：一次讀取位元件或字元件的數(shù)量。
(5) 結(jié)束字元（ETX）：ASCII碼的結(jié)束字元ETX對應(yīng)的16進制數(shù)為0x03。無論命令信息還是回應(yīng)信息，它們的結(jié)束字元均為ETX，接收方以此來判知此次通訊已結(jié)束。
(6) 校驗碼（Checksum）：校驗碼是將STX-ETX之間的ASCII字元的16進制數(shù)值以“LRC（Longitudinal Redundancy Check）”法計算出1個Byte長度（兩個16進制數(shù)值00-FFH）的校驗碼。當下位機接收到信息后，用同樣的方法計算出接收信息的校驗碼，如果兩個校驗碼相同，則說明傳送正確。
FX2系列與計算機之間的通信是以主機發(fā)出的初始命令，PLC對其做出響應(yīng)的方式進行通信的。共有0、1、7、8四種命令，上位機實現(xiàn)對PLC的讀寫和強行置位。通過ENQ、ACK和NAK，上位機協(xié)調(diào)與PLC的通信應(yīng)答。
2 編程口操作命令類型
串行通信是計算機與其他機器之間進行通信的一種常用方法，在Windows操作系統(tǒng)中提供了實現(xiàn)各種串行通信的API函數(shù)。通過SC-09編程電纜或FX-232-BD通訊模塊，可以將PC機和計算機串行通信口RS-232連接起來，可以實現(xiàn)PC機對PLC的RAM區(qū)數(shù)據(jù)進行讀、寫操作。根據(jù)PLC本身所具有的特性，計算機可對PLC進行以下4種類型的操作：
(1) 位元件或字元件狀態(tài)讀操作(CMD0)；
(2) 位元件或字元件狀態(tài)寫操作(CMD1)；
(3) 位元件強制ON操作(CMD7)；
(4) 位元件強制OFF操作(CMD8)。
3 軟件編程
(1) 串行通信實現(xiàn)方法
在進行以上四種操作之前要對串行通信口進行必要的初始化。本人采用了一個專門針對串行通信的CSerial類，并在Open函數(shù)中進行了進一步的完善。它由MuMega Technologies公司提供的一個Visual C++類，我們只要理解CSerial類種的幾個成員函數(shù)，就能很方便地實現(xiàn)串行通信了。以下是該類定義：
class CSerial
{
public:
CSerial();
~CSerial();
BOOL Open( int nPort , int nBaud，int nParity，int nByteSize，int nStopBits );
BOOL Close( void );
int ReadData( void *, int );
int SendData( const char *, int );
int ReadDataWaiting( void );
BOOL IsOpened( void ){ return( m_bOpened ); }
protected:
BOOL WriteCommByte( unsigned char );
HANDLE m_hIDComDev;
OVERLAPPED m_OverlappedRead, m_OverlappedWrite;
BOOL m_bOpened;
};
① Serial::Open這個成員函數(shù)打開通信端口。帶五個參數(shù)，第一個是串口號，第二個參數(shù)是數(shù)據(jù)傳輸速率，第三個是數(shù)據(jù)效驗方式，第四個是數(shù)據(jù)位數(shù)，第五個是數(shù)據(jù)停止位。
② Serial::Close函數(shù)關(guān)閉通信端口。
③ CSerial::SendData函數(shù)把數(shù)據(jù)從一個緩沖區(qū)寫到串行端口。第一個參數(shù)是緩沖區(qū)指針，其中包含要被發(fā)送的資料；第二個參數(shù)是發(fā)送的字節(jié)數(shù)。
④ CSerial::ReadData函數(shù)從斷口接收緩沖區(qū)讀入數(shù)據(jù)。第一個參數(shù)是緩沖區(qū)指針，資料將被放入該緩沖區(qū)；第二個參數(shù)緩沖區(qū)的大小。

(2) 位元件或字元件狀態(tài)讀操作

操作對象元件：PLC內(nèi)部的X、Y、M、S、T、C、D元件；命令格式如表1；在發(fā)送完上述命令格式代碼后，就可以讀取PLC響應(yīng)信息了。響應(yīng)信息格式如圖2；

部分程序代碼：
BOOL CPlcComDlg::ReadPLC(char *Read, char *address, int bytes)
{
CSerial Serial;
char read_BUFFER;
if(Serial.Open(m_com, m_Buad, m_Parity, m_Byte, m_StopBites))
{
Serial.SendData(&ENQ_request,1);//發(fā)送聯(lián)絡(luò)訊號
Sleep(100);
Serial.ReadData(&read_BUFFER,1);//讀取PLC響應(yīng)訊號
if(read_BUFFER==ACK)
{
//初始化變量
//發(fā)送圖2命令格式代碼
ASCII(readdatasum_check,readdata_sum);
//將STX-ETX之間的字符相加，轉(zhuǎn)換成ASCII（十六進制），并取和的低二位數(shù)。
if(*readdatasum_CHECK==*readdatasum_check)//和校驗
{
//對讀出的數(shù)據(jù)進行處理，轉(zhuǎn)換成整型數(shù)
for(int j=0;j<bytes/2;j++)
{
for(i=j*2;i<j*2+4;i++)
Read[i]=(Read[i]>0x39)?(Read[i]-0x41+0xA):(Read [i]-0x30);
Read_value[j]=(((((Read [j*4+2]<<4)+Read [j*4+3]))+Read [j*4+0])<<4)+Read [j*4+1];
}
return TRUE;
}
else
return FALSE;
}
}
}
}
//將整數(shù)轉(zhuǎn)換成ASCII（十六進制），并取低二位，
void CPlcComDlg::ASCII(char *total_databytes, int read_bytes)
{
unsigned int uTmp;
uTmp=read_bytes & 0x000f;
total_databytes[1]=(uTmp<10)?(uTmp+0x30):(uTmp+0x41-0xA);
uTmp=(read_bytes>>4) & 0x000f;
total_databytes[0]=(uTmp<10)?(uTmp+0x30):(uTmp+0x41-0xA);
}

(3) 位元件或字元件狀態(tài)寫操作

操作對象元件：PLC內(nèi)部的X、Y、M、S、T、C、D元件；命令格式如圖3所示。

程序代碼（略）。

(4) 位元件強制ON操作

操作對象元件：PLC內(nèi)部的X、Y、M、S、T、C元件；命令格式如圖4所示。

部分程序代碼如下：
void CPlcComDlg::ForceOnOpreation(char *Address)
{
CSerial Serial;
char read_BUFFER;
CString strtemp;
if(Serial.Open(m_com,9600))
{
Serial.SendData(&ENQ_request,1);
Sleep(100);
Serial.ReadData(&read_BUFFER,1);
if(read_BUFFER==ACK)
{
//初始化變量
//發(fā)送圖4命令格式代碼
ASCII(Sum_Check,sum); //將STX-ETX之間的字符相加，轉(zhuǎn)換成ASCII（十六進制），并取和的低二位數(shù)
for(i=0;i<2;i++)
Serial.SendData(&Sum_Check[i],1);//和校驗
Sleep(100);
Serial.ReadData(&read_buffer,1);
if(read_buffer==ACK)
return TRUE;
else
return FALSE;
}
}
}