PLC和计算机间串行通讯方式及程序设计

摘　要：

摘　要：21世纪以来，随着工业自动化的飞速发展，导致了计算机与plc在工业中的应用越来越广泛，为了将两者的各自优点充分发挥出来，计算机与PLC相互之间产生了越来越频繁的通讯。本文将以上位计算机与cqml型plc通讯方式来介绍，而且plc所具备的优先权以及计算机的通讯设计方法和上位计算机时基于v8的通讯程序，在爬壁机器人的监控系统中运用到了这种通讯方法

关键词：

关键词：上位计算机　通讯方式　程序设计

    上世纪80年代初，新一代的工业控制装置逐渐的发展了起来，其中接口功能强、适应性好、可靠性高以及模块化结构和直观、编程简单的优点的PLC在世界范围内得到了广泛的应用。计算机和PLC在工业设计中组成控制系统，数据采集、输出控制以及状态判别的工作都是由PLC当做下位机进行的。工业控制器或微计算机一般都是作为上位机来使用的，计算、状态显示、数据分析、打印输出、信息存储的功能都是有其上位机来完成的，实时监控是控制器的主要作用。这是由PLC和微计算机结合起来的监控系统，PLC和微计算机两者之间进行优势互补，由于人机接口功能、低廉的价格、丰富的应用软件强大的个人计算机被充分利用而组成的控制系统具有高性能价格比，PLC和微计算机之间的应用是很广泛的。

1　上位计算机和PLC之间的端口连线

  O M R O N 公司推出了一种模块化的、小型的CQMI型 PLC，RS -232C是其CPU控制单元本身自带的接口。用计算机与 RS232–C电缆直接连接，专用的通讯模块可以进行不配备。个人计算机和PLC之间的通讯端口接线图如图1所示。

2　通讯协议

  CQML的使用方法分别有两种通讯方式，一种是PLC启动通讯，具有优先权的方式，还有一种启动通讯的方式是上位机具有优先权。以“帧”为单位进行的数据传输是上位计算机和PLC之间进行的。发出一个帧单元可以在任意的一个给定时间下所具有的发送权，PLC和上位计算机之间轮换发送权，条件是每次发送一帧。接受单元接受发送单元就表示接受到分界符或结束符时的发送权。

在响应格式和命令中@起始符必须是开始位，区分不同的节点是加入通讯用于多节点的设定节点号，DM6648设定它的值，而DM6648却是被包含在“plc设置”中的。为00.的设定节点号，是由连接网络时没有多个节点的。命令代码是其标题码，读写的区域是其用来标明的。比如为WD的标题码是用DM区来写的，为RD的区时是用DM来读的。当从上位计算机中发出命令时，命令帧格式如图 2 所示， P L C 返回响应帧格式如图 3 所示。

3　PLC数据传输时的程序设计

  通讯中的上位计算机和PLC，PLC具有发生命令、启动通讯、优先权给计算机接受发过来的命令。上位计算机和PLC在通讯时，设定传输延迟时间和通讯参数一定要首先执行。停止位、波特率、数据长度、奇偶校验、起始位是在数据参数包括中的。PLC具备优先权，改变数据时，CQML是能够自动数据传输的，计算机长时间的监视需要可以减少，简单化的处理通讯。P L C传输以及接收数据命令，分别为R X D (-) T X D (-) .图4中的命令TXD、BXD的梯形图格。S是为传输数据的开始字，存储以及接受数据的首地址为D，控制数据为C，它的00-03中0或1是表示最左边的字节还是最右边的字节表示起始字节，12-15中0和1则是端口为外设端口还是R232C,传输数据字节则用N来表示，BCD码由4个组成表示，PLC在传输数据中，要查看AR0805的标志传输的准备，才可以传输数据，它为ON。确认标志为AR0806当PLV在接受数据时，ON方可接受数据。图4中RS-232C为PLC所使用的端口、以RS-232C的模式将( D M 0 0 0 0 - D M 0 0 0 9)的20字节数据传送到计算机并且存储在从计算机中接收的D M O 3 0 0开始中D M区例子的梯形图。PLC在传送数据时，程序的接受数据应该在相应的计算机中。在执行程序中，将PLC的设定为1000端口的RS-2332的模式以及DM6648为2000的无起始码，为CR或LF的结束码。程序执行时，为ON的AR0805，当IR0000变成ON的时候，传送的数据为20个字节，起始字节为最左边的。当AR0806变成ON的时候，，AR09的字节数为AR09所指定的从CQML缓冲接收器中可以读出并且存储到DM0300的内存中去。

4　上位计算机中数据传输的程序设计

  在上位计算机和PLC的通讯过程中，具有启动通讯的优先权PLC，我们一般情况下不采用这一方法，而使用具有优先权的上位机，启动通讯的发送命令是由PLC发送的，PLC具有的通讯方式的自动返回响应。PLC与计算机在通讯时，首先得初始化处理通讯端口，它的初始化参数和PLC的参数相同。在数据传输时，最大的数据容量为131的单帧字符，所以数据传输超过131时，就要分段发送，分解为多帧，用分界符号分开。图5就是表示传输数据的流程程序图。此程序的运行通过在VB5.0中。而且，具有传送数据优先权的PLC，在计算机的接受程序都可以使用V8编程，因为它与上面的程序在接收部分也是都基本相同的。可以利用M S C o m m 中的控制件ON c o m m来进行捕获通讯事件。这个程序已经被我们运行通过。

 5　结语

　在使用的爬壁机器人里面的控制系统中，采用的上位计算机的连接与O M R O N的CQ M I 型 P L C所组成监控系统对机器人实时进行监控，各个输出电机控制有PLC来完成。PLC通过采集机器人的运动过程、吸盘真空度和移动速度来进行整合，最后传送到上位计算机。上位计算机如果获得这些数据后，就会进行对机器人位姿控制、运动控制，路径规划，状态可视化进行运算处理，并且对PLC传送指令，继而对机器人实现实时监控。