PLC与计算机之间程控通讯技术研究

摘 要

在现代化的建设中，PLC的应用越来越普遍，传统继电器，控制盘等顺序控制器纷纷被PLC取代，PLC更加被广泛的应用于工业的自动化生产线上。在这样广泛的使用中，工作人员在实际应用PLC时，要实时监控其工作状态，及时的修改不符合要求的参数，提升产品的质量。因此PLC与上位机之间的通讯至关重要。本文将以采用三菱公司的F用于FX2系列PLC与计算机之间的FX—FX232AW模块的通信硬件连接线为例，阐述PLC的工作原理和结构框架。其中将会介绍串口通信程序的设计，以VC++6.0为基础，采用微软研发的串行通信编程ActiveX控件，用以方便编程。

【关键词】PLC 通讯技术 远程控制

可以预见计算机通讯技术将在过程控制技术的发展中得到更为广泛的运用。PLC与上位机之间的通信，是计算机通讯技术程序能够更好运行的保证。PLC与上位机之间的通信方式包括很多种，例如，VC++、LabVIEW、VB等。组态软件虽然在通信上优势明显，但是其高额的成本使得其难以被普遍使用。因此工程师更倾向于利用VC++实现PLC与上位机之间的通信，既不用为高额的成本发愁同时还能使界面更加的人性化，应用也相对较广。

1 关于PLC

PLC的工作方式循环扫描时，对象时设备，与PC对象是人的工作模式大不相同。PLC包括：自行诊断，输入采样，程序执行，输出刷新等5个工作程序，每5个工作程序作为一个扫描周期，时间为0.2ms。在硬件系统上PLC与一般的微型计算机系统并无较大差别，但是与微型计算机不同的是，PLC一直是作为一种实时的工业控制系统在使用，在中央处理器的工作方式，以及对用户程序的处理上都是与一般微型计算机不同，在编程方面PLC有着自己的独特之处。

西门子公司所研发S7—300可编程控制器，包含了多种性能多种级别的通信处理模块，有针对点通信的CP340、CP341处理模块。在S7—200中的小型PLC通过EM—277通信模块构建网络，来支持Profibus的现场总线系统。三菱公司研发的FX2系列小型PLC的通信接口支持多种模式的通信。以下将以三菱公司的FX—232AW模块用于FX2系列PLC与计算机之间通信硬件接线为例进行阐述。

2 PLC的编程语言

在PLC的编程语言设计上每个设计厂家都有自己的一套方案，但是总体上来讲可以将PLC的编程语言分为5类，但是其中最主要的编程语言有三种包括：梯形图语言、助记符语言、功能块语言。

3 与上位机的连接

FX—232AW采用的接口标准是RS422，这与计算机的RS232串口接口并不完全匹配，两者在信号的传输以及逻辑电平上存在巨大的差异。因此需要采用光电耦合技术将RS422接口转换成RS232，实现PLC与上位机之间的通信连接，完成通信的接口电路。

首先，将计算机的RS232的RS和CS（即4号和5号）进行短接，保证计算机发送数据时，PLC是处于就绪状态的。由于RS232的20脚与6脚是交叉连接的，因此可以使PLC处于准备工作的状态，从而实现计算机与PLC通讯技术的硬连接。

在完成物理线路之后需要对PLC进行相应的设置，这样才能建立计算机与PLC之间的通信。PLC为了实现串口通信设置了一些特殊的寄存器，最关键的是D8120通讯寄存器，16位的寄存器规定了相应的串口通行参数。PLC的程序必须设置D8120为串口通信。在串口通信参数中，将数据设置为8位，奇偶校验设置为偶校验，停止设定为2秒，比特率的设定为9600bps，专用协议的设置设定为无，设置开始字符和结束字符，将控制线取消，检查发送和接收DTR，如此D8120就是16进制的数值

FX2系列的PLC与计算机之间传输的速率固定在9600bit每秒，以帧为单位进行数据的接收和发送。FX2系列在于计算机进行通信是，由主机发出初始命令，PLC响应后，完成通信。

基于VC++6.0实现通讯中是以时间驱动的方式来完成串口通信，其采用了MScom空间。实现了应用程序访问多个串行接口的要求。其主要的框架包括设计初始程序包含MScom空间初始化程序设计（出现在主对话框的oninitdialog函数中），数据发送程序设计（由点击主对话框中的相关按键进行）。

DIO方法即将脉冲输入数字量端口，能够有效的解决上诉方法中存在的一些问题。为了得到外部信号频率，通过变换Digital signal来实现。

这种方法最大的好处在于，DIO的端口比Counter的借口多但是使用的DIO接口只有一个。而且DIO不会出现高频在某种条件下罢工失效的状态，只要脉冲不为0，DIO就能进行数据传输，低频时DIO的采集方法会更加准确，但是在高频下则会出现采样频率上的差异。DIO大大的减轻了我们的工作难度，只要频率不为0清除错误的程序既可以了。

DIO的方法与其他脉冲法相比较优势明显，其频率上限范围高采集准确度高，而误差波动则相对较小，对于硬件的消耗也相对较低。但是这种方法也存在着一定的限制，其采集范围有限制，当外界频率过高时就不能采集数据了。

4 结语

PLC的应用于分布式的系统中，且应用的相当的广泛，PLC与上位机之间的通信是控制系统中十分重要的一个组成部分，这项技术的广泛运用将促进程控通讯技术不断的进步，这对整个行业的发展将起到极大的促进作用。

参考文献

[1]于颖，王玉.基于S7—200的西门子自动化实验室[J].实验室研究与探索，2008，27（8）：254-256.

[2]西门子公司（中国）有限公司自动化与驱动集团.深入浅出西门子WinCC[M].北京：北京航空航天大学出版社，2004.

作者简介

石泽宇（1985-），男，2009年 7月毕业于山东大学，所学专业：电子信息科学与技术。现为山钢集团莱芜分公司自动化部助理工程师，从事自动化控制计算工作。

作者单位

山钢集团莱芜分公司自动化部 山东省莱芜市 271104