用VC++开发微机与OMRONPLC间的一种通讯程序
日期：2007-4-4 23:50:14 来源：中国自动化网
点击： 作者：未知
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1、前言
可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作等面向用户的指令，并通过数字式或模拟式输入输出控制各种类型的机械的生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。早期的PLC以数字量的顺序控制为主，提供了简单的慢速的通信功能（只支持RS232、RS485、多采用Modbus协议），现在的PLC不仅具有逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作，而且还具有A / D、D / A转换，数值计算和数据处理等功能。它既可以对开关量进行控制，也可以对模拟量进行控制，随着PLC功能不断扩充，它还有通讯联网功能，举例C200HX / HG / HE的OMRON PLC的CPU内的RS - 232C端口和外设端口支持通信功能就有与编程设备（如编程器，LSS，或SSS （中文版））进行通信、与个人计算机和其它外设进行上位机链接通信、与个人计算机和其它外设进行RS - 232C、与其它PC进行1:1、再有是与装有NT链接接口的可编程终端（PT）进行NT链接通信（1:1、1:N），本课题就是基于OMRON PLC的链接通信（有通信协议），用VC++开发的上位机与PLC间的通信。
2、OMRON PLC的通信协议
目前，随着PLC的快速发展，越来越多的PLC生产厂商开发了它与计算机的通信功能（主要是利用计算机串口进行通信），本文是以C200HE PLC为例，作详细阐述，本文的通信协议采用的是上位机链接通信。上位机链接通信通过在上位机与PLC之间交换命令和应答实现的。在一次交换中传输的命令和应答数据称为一帧，一个帧最多可包含131个数据字符。
命令帧格式
从上位机发送一个命令时，按下示的格式排列命令数据
@符号必须置于每个命令的开头，节点号是用来辨识每一台PLC的节点，在本文中，它设置PLC的DM6558单元中，识别码设置两字符的命令代码，设置通信是读写PLC的哪个寄存器单元，例读写IR / SR区时它的识别码设置分别为RR和WR，读写DM区分别为RD和WD。正文设置命令参数，包括所要读写PLC寄存器单元的起始地址和字数。FCS是设置两字符的帧检查顺序码，是一个转换成2个ASCII字符的8位数据，这8位数据为从帧开始到正文结束（即FCS之前）所有数据执行“异或”操作的结果。终止符设置“*”和回车（CHR $（13））两字符，表示命令结束。命令帧可以有最多131个字符长。一个等于或大于132字符的命令必须分成若干帧。命令分段，使用回车定界符（CHR $（13））。
应答帧格式
识别码和正文取决于接收到的上位机联结命令，结束码表示命令完成的状态（即是否有错误发生），当应答超过132字符，它必须分成若干帧。结束码是应答帧中表示PLC应答的信息。例结束代码为00表示正常结束，13表示FCS错误，14表示格式错误，15表示入口码数据错误，18表示帧长度错误，A3表示传输数据时因FCS错误引起终止，A8表示传输数据时因帧长度错误引起终止。
本文的上位机命令帧包括读写PLC单元中的数据的命令。读命令帧为：@01RR0100000141* + CHR $（13），意思是上位机读取节点为1的PLC中的IR0100单元中的内容。写命令帧为：@01WR0100000171* + CHR $（13），意思是写一个数到节点为1的PLC的IR0100单元中。
3、系统结构图
下图是计算机与PLC通信的组成系统图
上位计算机与多个PLC进行通信，必须连接一个RS232 / 422电平转换器，RS422采用平衡发送接收方式，它具有传输距离长、抗干扰能力强和多点通信能力，最多可以接32台PLC，如图1所示，每一台PLC都必须挂一个COM06单元进行RS422方式连接，所有的PLC与计算机间的通讯采用的是PLC上位机链接通信协议。
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可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作等面向用户的指令，并通过数字式或模拟式输入输出控制各种类型的机械的生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。早期的PLC以数字量的顺序控制为主，提供了简单的慢速的通信功能（只支持RS232、RS485、多采用Modbus协议），现在的PLC不仅具有逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作，而且还具有A / D、D / A转换，数值计算和数据处理等功能。它既可以对开关量进行控制，也可以对模拟量进行控制，随着PLC功能不断扩充，它还有通讯联网功能，举例C200HX / HG / HE的OMRON PLC的CPU内的RS - 232C端口和外设端口支持通信功能就有与编程设备（如编程器，LSS，或SSS （中文版））进行通信、与个人计算机和其它外设进行上位机链接通信、与个人计算机和其它外设进行RS - 232C、与其它PC进行1:1、再有是与装有NT链接接口的可编程终端（PT）进行NT链接通信（1:1、1:N），本课题就是基于OMRON PLC的链接通信（有通信协议），用VC++开发的上位机与PLC间的通信。
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2、OMRON PLC的通信协议
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目前，随着PLC的快速发展，越来越多的PLC生产厂商开发了它与计算机的通信功能（主要是利用计算机串口进行通信），本文是以C200HE PLC为例，作详细阐述，本文的通信协议采用的是上位机链接通信。上位机链接通信通过在上位机与PLC之间交换命令和应答实现的。在一次交换中传输的命令和应答数据称为一帧，一个帧最多可包含131个数据字符。
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命令帧格式
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从上位机发送一个命令时，按下示的格式排列命令数据
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@符号必须置于每个命令的开头，节点号是用来辨识每一台PLC的节点，在本文中，它设置PLC的DM6558单元中，识别码设置两字符的命令代码，设置通信是读写PLC的哪个寄存器单元，例读写IR / SR区时它的识别码设置分别为RR和WR，读写DM区分别为RD和WD。正文设置命令参数，包括所要读写PLC寄存器单元的起始地址和字数。FCS是设置两字符的帧检查顺序码，是一个转换成2个ASCII字符的8位数据，这8位数据为从帧开始到正文结束（即FCS之前）所有数据执行“异或”操作的结果。终止符设置“*”和回车（CHR $（13））两字符，表示命令结束。命令帧可以有最多131个字符长。一个等于或大于132字符的命令必须分成若干帧。命令分段，使用回车定界符（CHR $（13））。
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应答帧格式
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识别码和正文取决于接收到的上位机联结命令，结束码表示命令完成的状态（即是否有错误发生），当应答超过132字符，它必须分成若干帧。结束码是应答帧中表示PLC应答的信息。例结束代码为00表示正常结束，13表示FCS错误，14表示格式错误，15表示入口码数据错误，18表示帧长度错误，A3表示传输数据时因FCS错误引起终止，A8表示传输数据时因帧长度错误引起终止。
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本文的上位机命令帧包括读写PLC单元中的数据的命令。读命令帧为：@01RR0100000141* + CHR $（13），意思是上位机读取节点为1的PLC中的IR0100单元中的内容。写命令帧为：@01WR0100000171* + CHR $（13），意思是写一个数到节点为1的PLC的IR0100单元中。
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3、系统结构图
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下图是计算机与PLC通信的组成系统图
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上位计算机与多个PLC进行通信，必须连接一个RS232 / 422电平转换器，RS422采用平衡发送接收方式，它具有传输距离长、抗干扰能力强和多点通信能力，最多可以接32台PLC，如图1所示，每一台PLC都必须挂一个COM06单元进行RS422方式连接，所有的PLC与计算机间的通讯采用的是PLC上位机链接通信协议。
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