串行通信在监控系统中的应用研究

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1、串行通信在监控系统中的应用研究徐光宪刘建辉陈万志（辽宁工程技术大学电子与信息工程系，辽宁，阜新，123000）摘要：结合PVC自动配混监控系统项目的开发，介绍了欧姆龙C200HE串行通信接口的工作机制与特性，主要分析了在Delphi环境中实现上位机和C200HE监控系统的串行通信技术，并给出了部分关键程序。实际应用表明，给设计简单实用，性能可靠，对其他同类型的控制系统的设计有一定的借鉴作用。关键词：串行通信；监控系统；欧姆龙可编程控制器；Delphi语言中图分类号：TP273文献标识码：A0引言由于系统配置灵活、可靠性高以及结构开放等优点，PLC被广泛应用于

2、工业控制领域中，在此类控制系统中，一般均为两级递阶结构，一是智能数据采集系统，也就是通常所说的下位机；二是数据处理和显示系统，即上位机HMI（HumanMachineInterface）系统。上位机（微计算机、工业控制机）完成采集数据信息的存储、事件记录与处理、参数设定、状态显示、高级复杂算法等功能，实现系统的实时监控。下位机（PLC），主要完成数据采集、状态判别、输入输出控制等。工控机与PLC组成的主从式实时监控系统，是自动控制、计算机应用、信号检测与处理、通信等技术的综合应用，能够充分发挥各自在工业控制中的优势，在此类控制系统中，上下位机的通信是其关键技

3、术之一。1PVC自动配混IPC-PLC监控系统系统结构如图1所示，它通过智能称重仪表、位置开关、温度传感器等设备来获取系统当前时刻的各项参数，并结合上位机IPC（IndustrialPersonalComputer）的设置参数与操作指令来自动完成系统的工艺流程，实现PVC工艺的自动上料、计量、配混及系统保护等功能，同时将系统的各项信息反馈给上位机，由上位机进行计量的实时显示、配方的存储与调用、自动报警、报表打印，并通过工业以太网实现远程监控。LK201-EV1电缆PVC自PLCIPC动配混控制现DelphiPLC场Ethernet图1PVC自动配混监控系统2

4、通讯协议本系统中上位机与OMRONCH200通过HOSTLINK单元及串行总线互联而成的RS-232C总线上位连接系统而进行信息交换，上位连接系统是一种主从式总线型局域网，它以上位机为该工业网中的通信主站，其它连入该网的PLC皆为从站，其通信采用主从轮询的方式：上位机始终具有初始传送优先权，所有通讯均由上位机来启动，向从站发送数据或者从从站中读取数据都是主站以命令帧形式发送，对于主站发来的命令帧，从站用响应帧应答，当命令帧很长时，需要分成几帧发送。在命令帧或响应帧中包含着需要通信的数据，只要实现命令帧与响应帧的应答，才能使要交换的数据顺利到达对方。为确保上下

5、位机之间能正确交换数据，必须制定相互遵循的通讯规约，OMRON专用协议是OMRON专用协议是3层协议，即物理层、数据链路层及应用层。因为编写通信程序是基于应用层进行的，因此我们只关心命令帧与响应帧格式，只要我们编写的通信程序发出的命令帧格式完全符合OMRON专用协议，PLC就一定能理解。对PLC发回的响应帧，我们必须按其格式进行拆装、识别，才能正确分离出交换数据及有用状态信息。图2和图3分别为上位机发送的上位机链接命令帧读DM区数据的命令格式和由PLC返回的应答帧格式。当PLC接收到从上位机发来的ASCII码命令时自动返回ASCII码应答。@×1010D32

6、103210↙×10R×10×10×10×10×10×10×10×10*节点号识别码起始字字数FCS终止符（0000to9999）（0001to10000）图2上位机发送的读DM区的命令帧上位机的命令帧由不固定的字节数组成，针对不同的识别码有不同的帧长度。但基本格式大体一致。本文以读DM区数据的命令帧为例，如图2所示，其中@符号必须置于每个命令帧的开头；节点号为主站所寻找的目标地址（设备号），设置在PLCDM区的DM6648的00~07位中，为00~31（BCD码），响应帧中也必须带上同一设备号，告诉主站以与哪一个从站建立了通信；识别码，由2英文字母组成的命

7、令代码，它表示通信命令（如RD，RH，WD，TS，MM等）；起始字，也就是起始偏移地址（0~9999）；字数，为数据个数（n=1~10000，若读10,000个字，被读字数用0000表示）；FCS，帧检查顺序码，为2个ASCII字符的8位数据，其计算方法为其前面除@符号字节的所有字节的异或值；终止符，设置成“*”和回车（CHR$（13））两字符，表示命令结束。@×1010103210×10RD×16×16×16×16×16×16*↙节点号识别码结束码读数据（1个字）FCS终止符所读数据（被读字的个数）图3PLC对应的响应帧格式图3所示为图2上位机读DM区命令

8、的PLC相应的响应帧格式，对比之下，其中结束码表示命