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Ｓｅｒｉａｌ
Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
ｂｅｔｗｅｅｎ
Ｐｅｒｓｏｎａｌ
Ｃｏｍｐｕｔｅｒ
ａｎｄ
ＰＬＣ
(北京航空航天大学)
李
耿
宗光华
Li,Geng Zhong,Guanghua
摘要：本文对ＦＸ系列ＰＬＣ的通信协议进行了详细的介绍，并以ＶＢ为开发工具实现了ＰＣ机与ＦＸ系列ＰＬＣ的串行通信。
关键词：
ＰＬＣ ;串行通信;ＶＢ６．０
Ａｂｓｔｒａｃｔ;Ｔｈｉｓ
ｐａｐｅｒ
ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ
ｔｈｅ
ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
ｐｒｏｔｏｃｏｌ
ｏｆ
ＦＸ
ｓｅｒｉｅｓ
ＰＬＣ
ａｎｄ
ａｃｈｉｅｖｅｓ
ｓｅｒｉａｌ
ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
ｂｅｔｗｅｅｎ
ＰＣ
ａｎｄ
ＦＸ
ｓｅｒｉａｌ
ＰＬＣ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ;
ＰＬＣ;
Ｓｅｒｉａｌ
Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
;ＶＢ６．０
１
前言
ＰＬＣ以卓越的可靠性和方便的可编程性广泛应用于工业控制领域。实现ＰＣ机与ＰＬＣ通信的目的是为了向用户提供诸如工艺流程图显示、动态数据画面显示、报表显示、窗口技术等多种功能，为ＰＬＣ提供良好的人机界面。本文详细介绍了ＦＸ系列ＰＬＣ的通信协议，并在Ｗｉｎｄｏｗｓ环境下，使用ＶＢ６．０开发通信程序，实现了ＰＣ机与ＦＸ系列ＰＬＣ之间的串行通信。
２
ＰＣ机与ＰＬＣ实现通信的条件
带异步通信适配器的ＰＣ机与ＰＬＣ只有满足如下条件，才能互联通信：
（１）带有异步通信接口的ＰＬＣ才能与带异步通信适配器的ＰＣ机互联。还要求双方采用的总线标准一致，否则要通过“总线标准变换单元”变换之后才能互联。
（２）双方的初始化，使波特率、数据位数、停止位数、奇偶校验都相同。
（３）要对ＰＬＣ的通信协议分析清楚，严格地按照协议的规定及帧格式编写ＰＣ机的通信程序。ＰＬＣ中配有通信机制，一般不需用户编程。
３
ＰＣ机及与ＦＸ系列ＰＬＣ的串行通讯
３．１
硬件连接
ＰＣ机与ＦＸ系列ＰＬＣ不能直接连接，要经过ＦＸ－２３２ＡＷ单元进行ＲＳ２３２Ｃ／ＲＳ－４２２的变换，下图表示了它们之间的连接关系：
３．２
ＦＸ系列ＰＬＣ的通信协议
在ＰＣ机中必须依据互联的ＰＬＣ的通信协议来编写通信程序，因此先介绍ＦＸ系列ＰＬＣ的通信协议。
（１）数据格式
ＦＸ系列ＰＬＣ采用异步格式，由１位起始位、７位数据位、１位偶校验位及１位停止位组成，波特率为９６００ｂｐｓ，字符为ＡＳＣＩＩ码。格式如下：
（２）通信命令
ＦＸ系列ＰＬＣ有４个通信命令，它们是读命令、写命令、强制通命令、强制断命令，如下表所示。表中Ｘ—输入继电器；Ｙ—输出继电器；Ｍ—辅助继电器；Ｓ—状态元件；Ｔ—定时器；Ｃ—计数器；Ｄ—数据寄存器。
（３）通信控制字符
ＦＸ系列ＰＬＣ采用面向字符的传输规程，用到５个通信控制字符，如下表所示。
*当ＰＬＣ对ＰＣ机发来的ＥＮＱ不理解时，用ＮＡＫ回答。
（４）报文格式
ＰＣ机向ＰＬＣ发送的报文格式如下：
其中ＳＴＸ为开始标志：０２Ｈ；ＥＴＸ为结束标志：０３Ｈ；ＣＭＤ为命令的ＡＳＣＩＩ码；ＳＵＭＨ，ＳＵＭＬ为从ＣＭＤ到ＥＴＸ按字节求累加和，溢出不计。由于每字节十六进制数变为两字节ＡＳＣＩＩ代码，故校验和为ＳＵＭＨ与ＳＵＭＬ。
数据段格式与含义如下：
*写命令的数据段有数据，读命令的数据段则无数据。
读／写字节数为０１Ｈ～４０Ｈ（１～６４）个。
ＰＬＣ向ＰＣ机发送的应答报文格式如下：
*对读命令的应答报文数据段为要读取的数据，一个数据占两个字节，分上位下位：
对写命令的应答报文无数据段，而用ＡＣＫ及ＮＡＫ作为应答内容。
（５）传输过程
ＰＣ机与ＦＸ系列ＰＬＣ之间采用应答方式通信，传输出错则组织重发。其传输过程如下：
ＰＬＣ根据ＰＣ机的命令，在每个循环扫描结束处的ＥＮＤ语句后组织自动应答，无需用户在ＰＬＣ一方编写程序。
４
利用ＶＢ６．０编写通信程序
下面以一个简单的例子来说明编写通信程序的要点。假设ＰＣ机要求从ＰＬＣ中读入从Ｄ１２３开始的４个字节的数据(Ｄ１２３，Ｄ１２４)，其传输应答过程及报文如下（图略可向作者索取）：
命令报文中１０Ｆ６Ｈ为Ｄ１２３的地址，０４Ｈ表示要读入４个字节的数据。校验和ＳＵＭ＝３０Ｈ＋３１Ｈ＋３０Ｈ＋４６Ｈ＋３６Ｈ＋３０Ｈ＋３４Ｈ＋
０３Ｈ＝１７４Ｈ，溢出部分不计，故ＳＵＭＨ为＇７＇，ＳＵＭＬ为‘４’，相应的ＡＳＣＩＩ码为“３７Ｈ”，“３４Ｈ”。应答报文中４个字节的十六进制数，其相应的ＡＳＣＩＩ码为８个字节，故应答报文长度为１２个字节。
根据ＰＣ机与ＦＸ系列ＰＬＣ的传输应答过程编制出如下所示的通信程序流程图略。
利用ＶＢ的ＭＳＣｏｍｍ控件，按照流程图可以编写如下通信程序实现ＰＣ机与ＦＸ系列ＰＬＣ之间的串行通信以完成数据的读取。ＭＳＣｏｍｍ控件可以采用轮询或事件驱动的方法从端口获取数据。在这个例子中使用了轮询方法。
（１）通信口初始化
Ｐｒｉｖａｔｅ
Ｓｕｂ
Ｉｎｉｔｉａｌｉｚｅ()
ＭＳＣｏｍｍ１．ＣｏｍｍＰｏｒｔ ＝
１
ＭＳＣｏｍｍ１．Ｓｅｔｔｉｎｇｓ ＝
″９６００,Ｅ,７,１″
ＭＳＣｏｍｍ１．ＩｎＢｕｆｆｅｒＳｉｚｅ ＝
１０２４
ＭＳＣｏｍｍ１．ＯｕｔＢｕｆｆｅｒＳｉｚｅ ＝
１０２４
ＭＳＣｏｍｍ１．ＩｎｐｕｔＬｅｎ ＝
０
ＭＳＣｏｍｍ１．ＩｎｐｕｔＭｏｄｅ ＝
ｃｏｍＩｎｐｕｔＭｏｄｅＴｅｘｔ
ＭＳＣｏｍｍ１．Ｈａｎｄｓｈａｋｉｎｇ ＝
ｃｏｍＮｏｎｅ
ＭＳＣｏｍｍ１．ＰｏｒｔＯｐｅｎ ＝
Ｔｒｕｅ
Ｅｎｄ
Ｓｕｂ
（２）请求通信与确认
Ｐｒｉｖａｔｅ
Ｆｕｎｃｔｉｏｎ
ＭａｋｅＨａｎｄＳｈａｋｉｎｇ()
Ａｓ
Ｂｏｏｌｅａｎ
Ｄｉｍ
ＩｎＰａｃｋａｇｅ
Ａｓ
Ｓｔｒｉｎｇ
ＭＳＣｏｍｍ１．ＯｕｔＢｕｆｆｅｒＣｏｕｎｔ ＝
０
ＭＳＣｏｍｍ１．ＩｎＢｕｆｆｅｒＣｏｕｎｔ ＝
０
ＭＳＣｏｍｍ１．Ｏｕｔｐｕｔ ＝
Ｃｈｒ(＆Ｈ５)
Ｄｏ
ＤｏＥｖｅｎｔｓ
Ｌｏｏｐ
Ｕｎｔｉｌ
ＭＳＣｏｍｍ１．ＩｎＢｕｆｆｅｒＣｏｕｎｔ
＝
１
ＩｎＰａｃｋａｇｅ
＝
ＭＳＣｏｍｍ１．Ｉｎｐｕｔ
Ｉｆ
ＩｎＰａｃｋａｇｅ
＝
Ｃｈｒ(＆Ｈ６)
Ｔｈｅｎ
ＭａｋｅＨａｎｄＳｈａｋｉｎｇ ＝
Ｔｒｕｅ
Ｅｌｓｅ
ＭａｋｅＨａｎｄＳｈａｋｉｎｇ ＝
ＦａｌｓｅＥｎｄ
Ｉｆ
Ｅｎｄ
Ｆｕｎｃｔｉｏｎ
（３）发送命令报文
Ｐｒｉｖａｔｅ
Ｓｕｂ
ＳｅｎｄＦｒａｍｅ()
Ｄｉｍ
ＯｕｔＳｔｒｉｎｇ
Ａｓ
Ｓｔｒｉｎｇ
ＭＳＣｏｍｍ１．ＯｕｔＢｕｆｆｅｒＣｏｕｎｔ ＝
０
ＭＳＣｏｍｍ１．ＩｎＢｕｆｆｅｒＣｏｕｎｔ ＝
０
ＯｕｔＳｔｒｉｎ
＝
Ｃｈｒ(＆Ｈ２)＋″０″＋″１０Ｆ６０４″＋Ｃｈｒ(＆Ｈ３)＋″７４″
ＭＳＣｏｍｍ１．Ｏｕｔｐｕｔ ＝
ＯｕｔＳｔｒｉｎｇ
Ｅｎｄ
Ｓｕｂ
（４）读取应答报文
Ｐｒｉｖａｔｅ
Ｓｕｂ
ＲｅｃｅｉｖｅＦｒａｍｅ()
Ｄｉｍ
ＩｎＳｔｒｉｎｇ
Ａｓ
Ｓｔｒｉｎｇ
Ｄｏ
ＤｏＥｖｅｎｔｓ
Ｌｏｏｐ
Ｕｎｔｉｌ
ＭＳＣｏｍｍ１．ＩｎＢｕｆｆｅｒＣｏｕｎｔ
＝
１２
ＩｎＳｔｒｉｎｇ
＝
ＭＳＣｏｍｍ１．Ｉｎｐｕｔ
Ｅｎｄ
Ｓｕｂ
５
结束语
以本文所述机制编写的通信程序已成功用于以ＦＸ２Ｎ型ＰＬＣ作为主控制器的高层建筑玻璃幕墙清洗机器人系统中，通过该通信程序，实现了ＰＣ机对ＰＬＣ的监视和控制。同时，本程序对ＰＣ机与其它型号ＰＬＣ之间的通信也有一定的借鉴意义。
参考文献
[１]ＦＸ２Ｎ可编程控制器编程手册
[２]ＦＸ－２３２ＡＷ
ＲＳ４２２
ＴＯ
ＲＳ２３２Ｃ
ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ
ＵＮＩＴ
[３]Ｖｉｓｕａｌ
Ｂａｓｉｃ
６从入门到精通，电子工业出版社
[４]可编程控制器网络通信及应用，清华大学出版社
作者简介：李耿，男，１９７５年出生，现为北京航空航天大学机械工程学院硕士研究生,主要进行高层建筑玻璃幕墙清洗机器人系统的研究与开发。电话：０１０－８２３１４５５４,Ｅ－ｍａｉｌ：ｂｊｌｇ＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ
（１０００８３
北京航空航天大学机器人研究所）李
耿
宗光华 | 