电子论文-plc通用性数据通信接口的研究new

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1、PLC通用性数据通信接口的研究李媛，刘俊，刘志军，刘金刚（首都师范大学计算机联合研究院，北京100037）摘要随着工业自动化的发展，PLC驱动程序的设计和开发成为最常遇到的问题。信道利用率和数据采集效率直接影响到整个监控系统的性能。本文讨论了设计和开发PLC驱动程序的方法；详细介绍PLC底层驱动函数的设计和实现；并探讨了提高信道利用率的几个关键问题。实验证明，能够降低开发成本并大大提高计算机监控系统与PLC之间的数据通信的效率和信道利用率。关键词可编程逻辑控制器，驱动，MCGSResearchonPLCCurrencyDataCommunicationInterfac

2、eLiYuan，LiuJun，LiuZhi-Jun，LiuJin-Gang(JointFacultyofComputerScientificResearch,CapitalNormalUniversity，Beijing100037）AbstractWiththedevelopmentofindustryautomatization.HowtodesignanddevelopmentPLCdriverprogramsiscomingintobeenoneofthemostcriticalproblems.Theefficiencyofchanneldataproces

3、singisthekeyofthewholesystem.Inthispaper,howtodesignanddevelopmentPLCdriverprogramsisexplored.ThispapergivedetaildesignofPLCdriverfunctionanddiscussseveralkeyproblemsaboutchanneldataprocessing.Theexperimentalresultsshowthat,itcansavecostandimproveefficiency.KeywordsPLC,Drviers,MCGS1引言随着

4、计算机科学技术、工业控制等方面的新技术的迅速发展，使用计算机监控系统与现场PLC设备进行数据交换得到了广泛的应用。这类数据交换往往具有以下的特点，数据量大，采集点分散，带宽较窄。由于不同厂家所提供的PLC现场设备的通讯机制并不相同，计算机监控系统软件需要开发的设备通信驱动程序就越来越多。这种复杂的设备驱动程序的开发具有以下的特点:首先，上位监控系统与PLC设备间的数据交换，应用较普遍。其次，这种数据通讯过程，缺乏有通用性的框架设计，开发周期长，难度大,难以通用。再者，在有限带宽限制条件下的大数据量传输，普遍存在着信道利用率低，系统效率差，不稳定的情况,迫切需要大幅度提

5、高信道利用率的算法。而且在已有的数据交换标准中，对于有限带宽条件下的信道利用率也没有成熟的设计。如上所述，开发PLC设备的通用性数据通信接口具有广泛的应用前景和实现价值。本文主要针对上位监控系统与PLC设备之间的数据通信进行分析，介绍了PLC设备的驱动开发的方法，并提供PLC通信的实例。2PLC驱动的使用本文中以使用串口通讯的PLC为例进行分析和说明，监控系统为北京昆仑通态公司生产的MCGS监控软件。开发工具为VC++6.0。MCGS中PLC已经将串口通讯的波特率设置等功能集成至串口父设备中，因此PLC设备驱动是作为MCGS监控软件设备管理窗口中的子设备提供的。它可以

6、使用父设备的通讯功能，即可以与其他设备共享父设备的通讯功能。由于使用串口的PLC设备较多，在这里我们以使用串口通讯方式的PLC为例进行说明PLC通用驱动的构架的开发。如使用自定义编程电缆方式或使用以太网方式连接，此PLC驱动构架同样适用。使用串口通讯的PLC与上位机的通讯方式中，有RS232、RS485、RS422多种方式。如果设备是采用RS232方式通讯，那么在一个串口下面只能挂接一个设备。如果采用RS485或者RS422的方式通讯，那么可以使用多个设备构成一个网络，在这个网络中，为了识别各个不同的设备，给每一个设备加上一个标志，一般来说把这个标志称作设备地址。这个

7、总线上的设备分为主设备和从设备两类。在工作时，从设备一直在监听通讯线路上的数据，并对这些数据进行分析，当收到对自己的请求时，会发送一个相应的应答帧。主设备在工作时会根据需要向从设备发送请求帧，请求一些数据或者是发送一条命令，在发完请求帧后主设备需等待从设备的回答，这个等待的过程有一个超时时间限制。如果过了一定的时间还没有收到回答，它会认为本次通讯失败，然后按照一定的逻辑判断是应该重发请求还是放弃。通讯使用的通讯协议，分为ASCII通讯和16进制通讯两类。PLC的通讯协议中大多数都是使用16进制通讯。而且在串口通讯中，为了保证通讯的正确性、完整性，通常