PC与PLC的串口通信及编程实现.pdf

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1、第3期PC与PLC的串口通信及编程实现PC与PLC的串口通信及编程实现黄植功(广西师范大学物理与电子工程学院，广西桂林541004)摘要：在自由口模式下，通信协议由用户自己的梯形图程序控制。用户可以使用梯形图程序调用各种子程序，来进行接收中断、发送中断、发送指令(XMT）、接收指令(RCV)等通信控制操作。研究了在自由端口模式下PC与S7-200型PLC之间的通信，并采用VisualBasic编程来实现上位机与下位机之间的通信。关键词：VisualBasic；自由端口模式；PLC通信；串口通信中图分类号：TP312文献标识码：A文章编号：1003－7551(2007)03－003

2、5－041引言由于具有编程方法简单易学、功能强、性能价格比高、可靠性高、抗干扰能力强、体积小、能耗低、硬件配套齐全、设计调试安装维护方便等突出优点，可编程逻辑控制器（PLC）已经广泛地应用在发达国家所有的工业部门，主要应用在数字逻辑控制、运动控制、闭环过程控制、数据处理和联网通信等方面。在联网通信方面，PLC与其他智能控制设备一起，可以组成“集中管理、分散控制”的分布式控制系统。在这种工业控制系统中，为了避免通信各方争用通信线路，PC与PLC之间的通信一般采用主从方式，通常采用计算机（PC）作为上位机负责完成数据分析、处理和存储、设备状态显示和打印输出等功能以实现对分布在工业现场

3、的被控制系统进行集中的实时监测与控制；PLC作为下位机使用，承担执行上位机的输出指令、现场数据采集和设备运转状态识别等任务。本文研究了在自由端口模式下PC与S7-200型PLC之间的通信，并采用VisualBasic编程来实现上位机与下位机之间的通信。2PLC与PC的电缆连接和电缆的切换时间S7-200的通信接口为RS-485，PC可以采用RS-232通信接口，RS-232/PPI多主站电缆可以连接PC与S7-200型PLC，实现S7-200CPU与PC的通信。由于使用RS-232/PPI电缆，因此在S7-200CPU的用户程序中应考虑电缆的切换时间，切换时间因波特率的不同而不同

4、，例如，如果采用9600bit/s的波特率，则电缆的切换时间为2ms，电缆上DIP开关设置为010，如果采用19200bit/s的波特率，则电缆的切换时间为1ms。S7-200CPU接收到RS-232设备的请求报文后，到它发送响应报文的延迟时间必须大于电缆的切换时间。在程序中，可以用中断实现切换延时。同理，如果S7-200CPU发送请求报文，在接收到RS-232设备的响应报文后，S7-200CPU下一次发出报文的延时时间也必须大于电缆的切换时间。在中断程序中，必须考虑电缆的切换时间，例如当采用19200bit/s的波特率时，通过定时5ms来提供PPI电缆接收/发送模式的切换时间，

5、用MOVB5，SMB34来实现定时5ms。3通信数据单元的结构*收稿日期：2007－07－0435第28卷第3期广西物理GUANAGXIWULIVol.28No.32007在自由口模式下，通信协议是由用户自己定义的，由梯形图程序控制。PC与PLC通信的基本单元为“帧”。PC通过串口将指令数据帧发送到PLC的PORT0（或PORT1）口，PLC通过RCV指令或字符中断来控制接收指令数据帧，然后对指令数据帧进行译码，译码后调用相应的读/写子程序实现指令要求的相关操作，比如启动或停止等，并返回指令执行的状态信息。需要指定PLC的接收缓冲区、译码区、发送缓冲区和用于存放BCC码等的缓冲区

6、。当PC发指令时，指令数据写入指定的目标寄存器。当PLC返回信息时，可以从数据区读取事先写入的数据。此外我们必须规定数据帧的结构，包括PC的指令格式和PLC的反馈信息格式，PC与PLC在发送和接收数据时应采用相同的数据帧格式。例如，PC的指令格式为：起始字符+指令类型（读/写）+目标PLC站地址+目标寄存器地址+读/写字节数M+要写入的数据+BCC校验码+结束字符，每个部分的字节长度是固定。起始字符标志着指令的开始，用ASCII码小写字符表示，结束字符标志着指令的结束，用ASCII码大写字符表示，比如分别用"j"和"J"，各占1个字节；指令类型分写操作和读操作2种，分别向PLC写

7、入和读出数据；在PLC内部可以用4个字节来表示一个寄存器的地址，由于采用ASCII码表示，所以需要8个字节；读/写字节数M，对于读操作，一般是读回从目标寄存器开始的连续的固定字节数(比如8个)的数据，对于写操作，需要由PC指定，但不超过事先指定的最大字节数；要写入的数据区必须填满，但只有前M个字节的数据会被写入目标寄存器；BCC校验码用于判断传输的正确性，BCC校验码的方法就是将要传送的字符串（从指令类型到要写入的数据的最后）的ASCII码以字节为单位作异或和，并将此异或和作为指