1 通信系統(tǒng)聯(lián)網結

    可編程控制器的聯(lián)網結構主要指從物理上把各個節(jié)點連接起來形成網絡，實現(xiàn)通信，構成更強大的控制系統(tǒng)，常用的連接結構主要有鏈接結構和網絡結構。在通信網絡中，各網絡節(jié)點、各用戶主機進行通信，必須遵守一套事先制定的規(guī)則協(xié)議，1979年國際標準化組織提出了一套開放式系統(tǒng)互聯(lián)參考模型，定義了各種設備連在一起進行通信的結構框架。

    組網控制系統(tǒng)的控制器為三菱FX2N-48MR型可編程控制器，選用RS-232C/485轉換接口以及FX-485ADP通信模塊組成1：8的聯(lián)網控制系統(tǒng)，實現(xiàn)控制和監(jiān)控數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收，上位計算機監(jiān)視PLC間的數(shù)據(jù)通信，開發(fā)程序的修改由上位機PCc機編寫與下載。上位機與PLC聯(lián)網通信系統(tǒng)結構圖如圖1所示。

圖1 上位機與PLC聯(lián)網通信系統(tǒng)結構示意圖

2 通信協(xié)議及通信格式

1) 系統(tǒng)的通信協(xié)議

    三菱FX2N-48MR PLc的傳輸參數(shù)和傳輸控制協(xié)議設置在內部寄存器D8120，寄存器參數(shù)設置可由b0設置數(shù)據(jù)長度;b1b2設置奇偶校驗;b3位停止位設置;b4-b7位控制波特率的設置位;b13位為和校驗位;b14位為協(xié)議位;b15位為傳輸控制協(xié)議設置。在該組網控制系統(tǒng)中通信方式采用半雙工，同步方法采用起始停止位方式同步，傳輸速率為9600bps，起始位為1位，數(shù)據(jù)長度為7位，奇偶校驗為偶校驗，停止位1位，使用校驗和，采用三菱公司專用協(xié)議，D8120設置為H6082。

2) 站號的設置

    網絡控制系統(tǒng)中明確各個PLC控制器的站號，用可編程控制器提供的數(shù)字來確定計算機在訪問的哪個可編程控制器。在三菱FX2N-48MR型PLC中，站號由D8121寄存器來確定，可以應用指令MOVE KX D812l，其中x可從00H到0FH。在該系統(tǒng)中站號設定為0—7。系統(tǒng)采用面向字符的通信協(xié)議，數(shù)據(jù)傳輸以幀為單位，上位機與下位機每次只傳送一幀信息，主站發(fā)出命令幀發(fā)起通信，被訪問的從站PLC相應含有自己從站號的命令，從站發(fā)出一個響應幀，該從站就通知主站與哪臺從站進行通信。

信息幀格式如圖2所示。

圖2 命令幀、響應幀和確認幀格式

ENQ計算機發(fā)出請求，ASCII碼為05H：ACK PLc對計算機的提問做出確認回答，ASCII碼為06H;NAK PLC對計算機的提問做出否認回答，ASCII碼為15H;STX信息幀開始標志，ASCII碼為02H;ETX信息幀結束標志，ASCII碼03H。PC機向PLC發(fā)出的命令PLC不理解時用NAK回答。

3) PC機向PLC發(fā)送報文格式

PC機向PLC發(fā)送的報文格式如下：

其中STX為開始標志02H;ETx為結束標志03H;CMD為命令的ASCII碼;SUMH，SUML為CMD到ETX按字節(jié)求累加和，溢出不計。由于每字節(jié)十六進制數(shù)變?yōu)閮勺止?jié)ASCII代碼，故校驗和SUMH與SUML。

PLC對PC機應答報文格式如下：

對讀命令的應答報文數(shù)據(jù)段為要讀取的數(shù)據(jù)，一個數(shù)據(jù)占兩個字節(jié)，分上位下位。對寫命令的應答報文無數(shù)據(jù)段，而用ACK及NAK作為應答內容。

4) 傳輸過程

    PC機與FX2N-48MR之間采用應答方式通信，傳輸出錯則組織重發(fā)。PLC根據(jù)PC機的命令，在每個循環(huán)掃描結束處的END語句后組織自動應答，無需用戶在PLC一方編寫程序。

3.通信的實現(xiàn)

    根據(jù)PC機與FX2N-48MR PLC的傳輸應答過程編制出如圖3所示的通信程序流程圖。按照流程圖可以編寫出通信程序實現(xiàn)PC機與PLC之間的串行通信以完成數(shù)據(jù)的讀取。

圖3通信程序編寫流程圖

4 結論

    本文所述PC上位機實現(xiàn)對下位機PLC的聯(lián)網控制方案已經得到成功應用，提高了可編程控制器的控制范圍和規(guī)模，增加了系統(tǒng)監(jiān)控和智能管理水平，易于實現(xiàn)程序開發(fā)和利用。