PLC与上位计算机通讯监控系统的设计
摘 要：结合OMRON C200HS可编程控制器的特点，介绍了PLC与上位机通讯监控系统的设计方法及其应用。
关键词：可编程序控制器；上位机；通讯
一、引 言
由于体积小、可靠性高以及组态灵活等优点，PLC在工业控制领域得到了广泛的应用。在PLC组成的控制系统中，一般由上下微机组成主从式控制系统，PLC作为下为机，完成数据采集、状态判别、输出控制等，上位机(微型计算机、工业控制机)完成采集数据信息的存储、分析处理、状态显示以及打印输出，以实现对系统的实时监控。这种监控系统充分利用了微型机和PLC各自的特点，实现了优势互补，得到了广泛的应用。
二、通讯连接方式
PLC与上位机一般采用RS-232接口的异步串行方式。C200HS是OMRON公司在C200H的基础上推出的一种新型PLC，比C200H有许多优点，其中一个主要的特点就是在CPU单元上，增加了一个内置的RS-232连接器，PLC不用再配置专用的通讯模块，就可以很方便地和外部设备进行串行通讯，图1是C200HS与上位机通讯的接口连线。
图1 通讯连接
三、通信协议
OMRON C200HS通过RS-232接口与上位机通讯有两种方式：其一，上位机始终具有初始传送优先权，所有的通讯均有上位机来启动，C200HS总是处于被动状态，其二，命令由PLC发至上位机，此时PLC拥有传送权，我们设计的监控系统中主要采用第一种方式。
PLC与上位机的数据通讯是以“帧”为单位进行的，帧的格式如图2、3所示，命令帧由上位机发送给PLC，应答帧为PLC接收到命令帧后自动向上位机发送的应答信号。
图2 命令帧
图3 应答帧
在帧的传送格式中，“@”为起始符号；节点号为PLC的编号(00-31)，由PLC 的DM6648、DM6653设置，我们只有一个下位机PLC，则其节点号为00；识别码说明帧的功能，例如，RD和WD分别为读和写DM数据区的内容；FCS为2字符的帧的检查顺序码，即从帧起始到帧报文结束（FCS）之前数据异或运算后的结果，用来检查帧的传送结果；*和CR为终止符，表明帧结束。例如命令帧@00RD20100003FCS*CR表示计算机要求读出PLC中DM数据区D2010开始的3个通道的数据内容，应答帧@00RD004A02344D001C FCSCR中的结束吗为“00”，表明通讯有效，接受的3个通道的数据分别为4A02、344D、001C(16进制)。
四、通讯程序的设计
在PLC与上位机通信之前，必须对RS232通讯端口进行初始化，使两者按相同的格式通讯。初始化参数包括波特率、起始位、数据位、停止位和奇偶校验等。C200HS的RS-232通讯口一般设置为9600bps、1个起始位、7个数据位、2个停止位、偶校验，因而只需对上位机的RS232端口进行初始化即可。
上位机的通讯程序用C语言设计，C语言提供了专门用于串行通讯的函数bioscom( )，其格式为
int bioscom(int cmd,char byte,int port)port为上位机的串行口代码，port=0为COM1，port=1为COM2；byte为串行口初始化参数，当byte=0XFE时，设置的串行口通讯参数为：9600bps、1个起始位、7个数据位、2个停止位、偶校验，与C200HS串行口的通讯方式相同；cmd为功能参数，cmd=0时初始化串行口，cmd=1时发送数据，cmd=2时接收数据，cmd=3时读串行口的当前状态。bioscom( )返回值为一个2字节的整数，可以据此判别数据发送和接收是否成功，发送数据时的最高位为“1”，表示发送出错，接收数据时的高位字节不为“0”，表示通讯有错，当高位字节为“0”时，其低位字节即为接收到的字符。
通讯程序框图,如图4所示，由于每次传送数据时，单帧的最大数据容量为131个字符，因此当传送的数据超过131个字符时，应当在传送前分成若干帧，分段传送，第一帧和中间帧的结尾处用定界符（回车符CR）替代终止符（*CR）。
图4 通讯程序框图
五、应用
在选煤厂跳汰机的控制系统中，我们选用微型机和C200HS组成监控系统，按照以上方法设计了通讯系统，跳汰机的各种参数和状态由PLC采集后，传送给上位机，上位机根据PLC传送的跳汰信息，按一定的控制策略优化处理后，再传送给PLC，控制跳汰机。
福州菱科自动化技术有限公司 闽ICP备08009095号