【導(dǎo)讀】在目前的許多實(shí)時(shí)工業(yè)控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，常常采用PC機(jī)。做上位機(jī)和多個(gè)PLC做下位機(jī)的主從式系統(tǒng)。在主從分布式控制系統(tǒng)中，PLC. 主要完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，被采集數(shù)據(jù)經(jīng)初步處理后通過串口傳送給主機(jī)。主機(jī)同時(shí)根據(jù)從從機(jī)接收的過程參數(shù)進(jìn)行判斷處理并給從機(jī)。發(fā)送各種控制命令。它既利用了PLC的價(jià)格低、功能強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)、溫限。PLC與微機(jī)的串行通信可以彌補(bǔ)PLC在數(shù)據(jù)處理方面的不足和。本文論述了其中一個(gè)分支:嵌入式計(jì)算機(jī)即PLC,分析。通信接口的功能,PLC自由口通信的原理及過程。

　　

【正文】 通信控制字的定義 其中，校驗(yàn)方式： 00和 11 均為無校驗(yàn)、 01 為偶校驗(yàn)、 10為奇校驗(yàn) ；字符長度： 0 為傳送字符有效數(shù)據(jù)是 8 位、 1 為有效數(shù)據(jù)是 7 位；波特率： 000 為38400baud、 001 為 19200baud、 010 為 9600baud、 011 為 4800baud、 100 為2400baud、 101 為 1200baud、 110 為 600baud、 111 為 300baud；通信協(xié)議： 00為 PPI 協(xié)議從站模式、 01為自由口協(xié)議、 10為 PPI 協(xié)議主站模式、 11 為保留，缺省設(shè)置為 PPI 協(xié)議從站模式。 XMT 及 RCV 命令分別用于 PLC 向外界發(fā)送與接收數(shù)據(jù)。當(dāng) PLC 處于 RUN 狀態(tài)下時(shí)，通信命令有效，當(dāng) PLC 處于 STOP狀態(tài)時(shí)通信命令無效。 XMT 命令將指定存儲區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)通過指定端口傳送出去，當(dāng)存儲區(qū)內(nèi)最后一個(gè)字節(jié)傳送完畢， PLC 將產(chǎn)生一個(gè)中斷，命令格式為 XMT TABLE， PORT，其中 PORT 指定 PLC用于發(fā)送的通信端口， TABLE 為是數(shù)據(jù)存儲區(qū)地址，其第一個(gè)字節(jié)存放要傳送的字節(jié)數(shù)，即數(shù)據(jù)長度，最大為 255。 RCV 命令從指定的端口讀入數(shù)據(jù)存放在指定的數(shù)據(jù)存儲區(qū)內(nèi)，當(dāng)最后一個(gè)字節(jié)接收完畢， PLC 也將產(chǎn)生一個(gè)中斷，命令格式為 RCV TABLE， PO RT， PLC通過 PORT 端口接收數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)存放在 TBL 數(shù)據(jù)存 儲區(qū)內(nèi)， TABLE 的第一個(gè)字節(jié)為接收的字節(jié)數(shù)。 在自由口通信方式下，還可以通過字符中斷控制來接收數(shù)據(jù)，即 PLC 每接收一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)都將產(chǎn)生一個(gè)中斷。因而， PLC 每接收一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)都可以在相應(yīng)的中斷程序中對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。 PLC 通信程序設(shè)計(jì) PLC 程序執(zhí)行過程 (1)PLC在第一次掃描時(shí)執(zhí)行初始化子程序，對端口及 RCV指令進(jìn)行初始化。初始化完成后，運(yùn)行 RCV 指令使端口處于接受狀態(tài)。 (2)RCV 會將以 g開頭 G結(jié)尾的指令保存到接收緩沖區(qū)，并同時(shí)產(chǎn)生接收完成中斷。 (3)RCVplete 中斷服務(wù)程序用來處理接收完成中斷事件，它會將接收緩沖區(qū)中的十六進(jìn)制 ASCII 碼還原成數(shù)據(jù)并保存，同時(shí)置位 Verify 子程序的觸發(fā)條件（ ）。 Verify 子程序首先復(fù)位本身的觸發(fā)條件以防止子程序被P P D B B B M M 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） PC與 PLC的通信系統(tǒng)下位機(jī)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24 重復(fù)調(diào)用，然后求出接收緩沖區(qū)中指令的 BCC 校驗(yàn)碼并與指令中的 BCC 校驗(yàn)碼進(jìn)行比對。如果相等則置 BCC 碼校驗(yàn)正確的標(biāo)志位（ ）為 1；如果指令格式正確（指令的結(jié)束標(biāo)志在接收緩沖區(qū)中特定的位置 VB133）而 BCC碼不相等，則發(fā)送代表 BCC 校驗(yàn)碼錯(cuò)誤的反饋信息；如果指令格式不正確（ VB133 中不是指令的結(jié)束標(biāo)志），則返回代表指令格式錯(cuò)誤的反饋信息。 (4)Read 子程序的觸發(fā)條件為：指令中的站地址與本機(jī)站地址相符、指令類型為讀指令、 BCC 檢驗(yàn)碼正確。當(dāng)條件滿足時(shí)， Read 子程序被執(zhí)行。 Read 子程序首先禁止 RCV，然后將指令所要讀取的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制 ASCII 碼并寫入發(fā)送緩沖區(qū)、計(jì)算 BCC 檢驗(yàn)碼、最后發(fā)送反饋信息。 (5)Write 子程序的觸發(fā)條件為：指令中的站地址與本機(jī)站地址相符、指令類型為寫指令、 BCC 檢驗(yàn)碼正確。當(dāng)條件滿足時(shí)， Write 子程序被執(zhí)行。 Write子程序首先禁 止 RCV，然后將指令中的數(shù)據(jù)寫入目標(biāo)寄存器，最后發(fā)送代表寫入正確的反饋信息。 (6)PLC每接到一條指令后都會發(fā)送一條反饋信息，當(dāng)反饋信息發(fā)送完成時(shí)，會產(chǎn)生發(fā)送完成中斷， XMTplete 中斷服務(wù)程序用來處理發(fā)送完成中斷事件。在 XMTplete 中斷服務(wù)程序中所要執(zhí)行的操作包括：復(fù)位 BCC 校驗(yàn)碼正確的標(biāo)志位（ ）；允許 RCV； bcc 碼寄存器清零；重新裝入用于計(jì)算 BCC 校驗(yàn)碼的地址指針；接收緩沖區(qū)中存放指令結(jié)束字符的字節(jié) VB133 清零（用來判斷下一條指令格式是否正確）。 [9] PLC 寄存器地址分配 此程序占用 PLC 寄存器的 VB100VB199，內(nèi)部繼電器占用 和 。寄存器地址分配見表 3表 3表 3表 38。 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） PC與 PLC的通信系統(tǒng)下位機(jī)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 25 表 35 接收緩沖區(qū) VB100 字符數(shù) VB101 起始字符 Byte0 VB102 指令類型（讀 /寫） Byte1 VB103 目標(biāo) PLC 站地址（十六進(jìn)制 ASCII 碼） Byte2 VB104 Byte3 VB105 目標(biāo)寄存器地址（十六進(jìn)制 ASCII 碼） Byte4 VB106 Byte5 VB107 Byte6 VB108 Byte7 VB109 Byte8 VB110 Byte9 VB111 Byte10 VB112 Byte11 VB113 讀 /寫字節(jié)數(shù) M（十六進(jìn)制 ASCII 碼） Byte12 VB114 Byte13 VB115 要寫入的數(shù)據(jù)（十六進(jìn)制 ASCII 碼） Byte14 VB116 Byte15 VB117 Byte16 VB118 Byte17 VB119 Byte18 VB120 Byte19 VB121 Byte20 VB122 Byte21 VB123 Byte22 VB124 Byte23 VB125 Byte24 VB126 Byte25 VB127 Byte26 VB128 Byte27 VB129 Byte28 VB130 Byte29 VB131 BCC 校驗(yàn)碼（十六進(jìn)制 ASCII 碼） Byte30 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） PC與 PLC的通信系統(tǒng)下位機(jī)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 26 VB132 Byte31 VB133 結(jié)束字符 Byte32 表 36 譯碼區(qū) VB134 PLC 站號（ ATH from B103VB104） VB135 合成為 VD135 作為目標(biāo)寄存器的地址指針（ ATH from VB105VB112） VB136 VB137 VB138 VB139 讀 /寫字節(jié)數(shù)（ ATH from VB113VB114） VB140 bcc 碼（ ATH from VB131VB132） VB141 未使用 VB142 VB143 VB144 VB145 VB146 VB147 VB148 VB149 和成為 VD149 作為 VB102 的地址指針用以計(jì)算 BCC 校驗(yàn)碼 VB150 VB151 VB152 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） PC與 PLC的通信系統(tǒng)下位機(jī)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 27 表 37 發(fā)送緩沖區(qū) VB153 字符數(shù) VB154 起始字符 Byte0 VB155 狀態(tài)信息 Byte1 VB156 數(shù)據(jù)區(qū)（十六進(jìn)制 ASCII 碼） Byte2 VB157 Byte3 VB158 Byte4 VB159 Byte5 VB160 Byte6 VB161 Byte7 VB162 Byte8 VB163 Byte9 VB164 Byte10 VB165 Byte11 VB166 Byte12 VB167 Byte13 VB16 Byte14 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） PC與 PLC的通信系統(tǒng)下位機(jī)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 28 8 VB169 Byte15 VB170 Byte16 VB171 Byte17 VB172 BCC 校驗(yàn)碼（十六進(jìn)制 ASCII 碼） Byte18 VB173 Byte19 VB174 結(jié)束字符 Byte20 表 38 其它 VB175 合成為 VW175 作為接收時(shí)計(jì)算 bcc 碼循環(huán)的 INDX VB176 VB177 合成為 VW177 作為發(fā)送時(shí)計(jì)算 bcc 碼循環(huán)的 INDX VB178 VB179 接收數(shù)據(jù)的 bcc 碼 VB180 發(fā)送數(shù)據(jù)的 bcc 碼 VB181 合成為 VD181作為 VB156的地址指針（計(jì)算發(fā)送反饋信息的 bcc碼時(shí)使用） VB182 VB183 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） PC與 PLC的通信系統(tǒng)下位機(jī)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 29 VB184 VB185VB198 未使用 VB199 本機(jī)站號 主程序 PLC 在第一次掃描時(shí)執(zhí)行初始化子程序，對端口及 RCV 指令進(jìn)行初始化。初始化完成后，使端口處于接收狀態(tài)。 RCV 指令將接收到的數(shù)據(jù)保存到接收緩沖區(qū)，同時(shí)產(chǎn)生接收完成中斷。 PLC 每接收到一條指令后都 會發(fā)送一條反饋信息，發(fā)送完成后產(chǎn)生發(fā)送完成中斷。程序中使用的標(biāo)志位含義約定如下： ： BCC 校驗(yàn)正確則置位； ： Verify 子程序的觸發(fā)條件，被置位表示進(jìn)行 BCC 校驗(yàn)。 NETWORK 1 LD //第一次掃描調(diào)用初始化子程序 CALL initialize NETWORK 2 LDB= VB134, VB199 //指令中的站地址與本機(jī)站地址相符 AB= VB102, 5 //指令類型為讀指令 A //BCC 碼校驗(yàn)正確 CALL Read //調(diào)用讀子程序 NETWORK 3 LDB= VB134, VB199 //指令中的站地址與本機(jī)站地址相符 AB= VB102, 6 //指令類型為寫指令 A //BCC 碼校驗(yàn)正確 CALL Write //調(diào)用寫子程序 NETWORK 4 LD //指令接收完成后調(diào)用 BCC 碼校驗(yàn)子程序 CALL Verify NETWORK 5 LD //當(dāng)端口空閑時(shí)啟動(dòng) RCV RCV VB100, 0 Read 子程序 在 PLC 接收到上位機(jī) 的讀取數(shù)據(jù)命令后，調(diào)用發(fā)送程序?qū)⒅付ǖ臄?shù)據(jù)通過東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） PC與 PLC的通信系統(tǒng)下位機(jī)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 30 端口 0發(fā)送給上位機(jī)。發(fā)送完數(shù)據(jù)后，打開發(fā)送完成中斷。 Read 子程序流程圖如圖 34 所示 圖 35 Read子程序流程圖 NETWORK 1 開始 是否自由口通訊 自由口通訊子程序 設(shè)置定時(shí)中斷周期 恢復(fù)普通 PPI通訊方式 連接事件到中斷服務(wù)程序并開中斷 發(fā)送數(shù)據(jù) 初始化自由口 中斷返回 返回 否 是 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） PC與 PLC的通信系統(tǒng)下位機(jī)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 31 LD //停止端口 0的接收 R , 1 R , 1 RCV VB100, 0 NETWORK 2 LD //將數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖區(qū) MOVB 103, VB154 MOVB 1, VB155 HTA *VD135, VB156, 16 MOVB 26, VB174 MOVB 21, VB153 NETWORK 3 LD //計(jì)算 BCC 校驗(yàn)碼 FOR VW177, +1, +16 NETWORK 4 LD XORB *VD181, VB180 NETWORK 5 LD INCD VD181 NETWORK 6 NEXT NETWORK 7 LD HTA VB180, VB172, 2 //BCC 校驗(yàn)碼寫入發(fā)送緩沖區(qū) NETWORK 8 LD //發(fā)送反饋信息 XMT VB153, 0 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） PC與 PLC的通信系統(tǒng)下位機(jī)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 32 Write 子程序 程序流程圖如圖 36 所示 圖 36 write子程序流程圖 開始 是否自由口通訊 恢復(fù)普通 PPI通訊方式 自由口通訊子程序 初始化自由口 設(shè)置實(shí)時(shí)中斷 時(shí)間并開中斷 啟動(dòng)接收數(shù)據(jù)指令 中斷返回 返回 否 是 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） PC與 PLC的通信系統(tǒng)下位機(jī)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 33