FX系列可编程控制器与计算机通信的实现
日期：2006-4-16 15:41:32 来源：本文摘自《PLC&FA》
点击： 作者：未知
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可编程控制器PLC是以微处理器为核心，综合计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用工业自动控制装置，它具有可靠性高、体积小、功能强、程序设计简单、灵活通用、维护方便以及抗干扰能力强等优点，因而广泛应用于电力、冶金、能源、化工、交通等领域，但是大多数中小型PLC的显示功能较差，人机交互操作不便，管理人员不能及时了解现场情况，尤其是在现场调试中，为弥补PLC在这些方面的不足，在实际控制系统中，通常采用PLC作为下位机实现对生产过程的控制，以计算机作为上位机实现工艺流程参数显示、控制参数设置等功能，使PLC和计算机相互结合，充分发挥PLC在开关量、模拟量控制和计算机在管理、监控等方面的优势，以实现优势互补，极大提高控制系统的性价比。
实现计算机和PLC控制系统的关键是两者之间的通信，一般情况下，用户可以采用现有的组态软件实现监控，但该方法成本较高，为此本文介绍了在Visual Basic 6.0的环境下，实现计算机与三菱FX系列PLC的串行通信方法。
FX系列PLC的编程接口采用RS-422标准，而计算机的串行口采用RS-232C标准，因此采用接口模块FX-232AW将RS-422标准转换为RS-232C标准。如图1所示，计算机、PLC与FX-232AW之间采用反馈与交叉相结合的连接图。
图1 FX-232AW接口引线连接图
·引脚2、3:将引脚2、3交叉互连，使PLC与上位机之间能发送和接收数据。
·引脚4、5:将引脚4、5反馈短接，对计算机发送数据来说，PLC总是处于数据准备就绪状态，计算机在任何时候都可以将数据送到PLC中。
·引脚6、20:将引脚6、20交叉互连，对计算机来说就必须检测PLC是否处于准备就绪状态，即检测引脚6是否为高电平。当引脚6为高电平时，表示PLC准备就绪，可以接收数据，这时计算机就可以向PLC发送数据了;反之，当引脚6为低电平时，PLC与计算机则不能通信。
FX系列PLC与计算机的通信模式有两种:
· PLC与计算机采用专有协议(dedicated protocol)通信，这种方式无须编写梯形图，计算机直接读写PLC;
·PLC与计算机无协议通信，这种方式需要编写梯形图，并使用串行数据传送指令RS。这里介绍专有通信协议。
FX系列PLC与计算机专有通信协议提供有数据读取、控制命令写入、控制PLC启/停和网络测试等功能，该协议有两种格式:format1和format4。两种协议的区别在于字符串中是否添加CR/LF码，采用哪种格式的协议由PLC中的特殊数据寄存器D8120决定，计算机向PLC传送的字符串格式如图2所示，在该字符串中，可由D8120来决定是否添加和校验码，此外format4需要在字符串末尾添加CR/LF。计算机与FX系列PLC之间采用主从应答通信方式，PLC内部不需要额外的通信程序，只要将所需数据放在数据寄存器中即可。每个数据寄存器都有相应的物理通信地址，通信时计算机直接对物理通信地址进行操作。
图2 字符串格式
控制代码(Control Code)主要用来控制每步数据的传送。以format 1为例，当要对PLC进行读操作时，计算机发出请求报文，该报文以ENQ码开头，并包括了报文中的所有字段，其中有字符域A。PLC对计算机的请求作出响应，以STX码开头，以ETX码结尾，该报文不包括操作指令字段和消息等待时间。当计算机收到PLC发出的响应报文，计算机发出确认报文或未确认报文，该报文只包括有控制代码、站号、PC号和错误码Error Code，如图3所示。
图3 计算机从PLC读操作报文协议
计算机与PLC间通过报文来交换信息，这些信息在交换过程中需要遵守一些约定。当要对PLC进行写操作时，计算机同样发出请求报文，该报文以ENQ码开头，包括了报文中的所有字符字段，其中有字符区域C，PLC对计算机的请求作出响应，返回确认报文或未确认报文，如图4所示:
1 引言
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可编程控制器PLC是以微处理器为核心，综合计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用工业自动控制装置，它具有可靠性高、体积小、功能强、程序设计简单、灵活通用、维护方便以及抗干扰能力强等优点，因而广泛应用于电力、冶金、能源、化工、交通等领域，但是大多数中小型PLC的显示功能较差，人机交互操作不便，管理人员不能及时了解现场情况，尤其是在现场调试中，为弥补PLC在这些方面的不足，在实际控制系统中，通常采用PLC作为下位机实现对生产过程的控制，以计算机作为上位机实现工艺流程参数显示、控制参数设置等功能，使PLC和计算机相互结合，充分发挥PLC在开关量、模拟量控制和计算机在管理、监控等方面的优势，以实现优势互补，极大提高控制系统的性价比。
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实现计算机和PLC控制系统的关键是两者之间的通信，一般情况下，用户可以采用现有的组态软件实现监控，但该方法成本较高，为此本文介绍了在Visual Basic 6.0的环境下，实现计算机与三菱FX系列PLC的串行通信方法。
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2 PLC与计算机的通信端口连接
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FX系列PLC的编程接口采用RS-422标准，而计算机的串行口采用RS-232C标准，因此采用接口模块FX-232AW将RS-422标准转换为RS-232C标准。如图1所示，计算机、PLC与FX-232AW之间采用反馈与交叉相结合的连接图。
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图1 FX-232AW接口引线连接图
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·引脚2、3:将引脚2、3交叉互连，使PLC与上位机之间能发送和接收数据。
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·引脚4、5:将引脚4、5反馈短接，对计算机发送数据来说，PLC总是处于数据准备就绪状态，计算机在任何时候都可以将数据送到PLC中。
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·引脚6、20:将引脚6、20交叉互连，对计算机来说就必须检测PLC是否处于准备就绪状态，即检测引脚6是否为高电平。当引脚6为高电平时，表示PLC准备就绪，可以接收数据，这时计算机就可以向PLC发送数据了;反之，当引脚6为低电平时，PLC与计算机则不能通信。
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3 计算机与PLC之间的通信协议
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FX系列PLC与计算机的通信模式有两种:
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· PLC与计算机采用专有协议(dedicated protocol)通信，这种方式无须编写梯形图，计算机直接读写PLC;
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·PLC与计算机无协议通信，这种方式需要编写梯形图，并使用串行数据传送指令RS。这里介绍专有通信协议。
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FX系列PLC与计算机专有通信协议提供有数据读取、控制命令写入、控制PLC启/停和网络测试等功能，该协议有两种格式:format1和format4。两种协议的区别在于字符串中是否添加CR/LF码，采用哪种格式的协议由PLC中的特殊数据寄存器D8120决定，计算机向PLC传送的字符串格式如图2所示，在该字符串中，可由D8120来决定是否添加和校验码，此外format4需要在字符串末尾添加CR/LF。计算机与FX系列PLC之间采用主从应答通信方式，PLC内部不需要额外的通信程序，只要将所需数据放在数据寄存器中即可。每个数据寄存器都有相应的物理通信地址，通信时计算机直接对物理通信地址进行操作。
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图2 字符串格式
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控制代码(Control Code)主要用来控制每步数据的传送。以format 1为例，当要对PLC进行读操作时，计算机发出请求报文，该报文以ENQ码开头，并包括了报文中的所有字段，其中有字符域A。PLC对计算机的请求作出响应，以STX码开头，以ETX码结尾，该报文不包括操作指令字段和消息等待时间。当计算机收到PLC发出的响应报文，计算机发出确认报文或未确认报文，该报文只包括有控制代码、站号、PC号和错误码Error Code，如图3所示。
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图3 计算机从PLC读操作报文协议
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计算机与PLC间通过报文来交换信息，这些信息在交换过程中需要遵守一些约定。当要对PLC进行写操作时，计算机同样发出请求报文，该报文以ENQ码开头，包括了报文中的所有字符字段，其中有字符区域C，PLC对计算机的请求作出响应，返回确认报文或未确认报文，如图4所示:
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