把PLC與PLC或者PLC與計算機(jī)以及其他智能裝置通過傳輸介連接起來，就可實現(xiàn)通信或組建網(wǎng)絡(luò),，從而構(gòu)成功能更強(qiáng),，性能更好的PLC網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。這樣可以極大的提高PLC的控制范圍,、和控制規(guī)模,，實現(xiàn)多個設(shè)備之間的數(shù)據(jù)共享和協(xié)調(diào)控制，提高控制系統(tǒng)的可靠性和靈活性,，增加系統(tǒng)的監(jiān)控和科學(xué)管理水平,，便于用戶的程序開發(fā)和應(yīng)用[1，2],。同時,，以PC機(jī)為上位機(jī)實現(xiàn)對各PLC的監(jiān)控管理及對控制數(shù)據(jù)的處理，還提供了人機(jī)界面友好的操控平臺,。
1 通信系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)
可編程控制器的聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)主要指從物理上把各個節(jié)點連接起來形成網(wǎng)絡(luò),，實現(xiàn)通信，構(gòu)成更強(qiáng)大的控制系統(tǒng),，常用的連接結(jié)構(gòu)主要有鏈接結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),。在通信網(wǎng)絡(luò)中，各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點,、各用戶主機(jī)進(jìn)行通信，必須遵守一套事先制定的規(guī)則協(xié)議,，1979年國際標(biāo)準(zhǔn)化組織提出了一套開放式系統(tǒng)互聯(lián)參考模型,，定義了各種設(shè)備連在一起進(jìn)行通信的結(jié)構(gòu)框架。
組網(wǎng)控制系統(tǒng)的控制器為三菱FX2N-48MR型可編程控制器,，選用RS-232C/485轉(zhuǎn)換接口以及FX-485ADP通信模塊組成1：8的聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng),，實現(xiàn)控制和監(jiān)控數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收，上位計算機(jī)監(jiān)視PLC間的數(shù)據(jù)通信,，開發(fā)程序的修改由上位機(jī)PCc機(jī)編寫與下載,。上位機(jī)與PLC聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示,。
2 通信協(xié)議及通信格式
1) 系統(tǒng)的通信協(xié)議
三菱FX2N-48MR PLc的傳輸參數(shù)和傳輸控制協(xié)議設(shè)置在內(nèi)部寄存器D8120，寄存器參數(shù)設(shè)置可由b0設(shè)置數(shù)據(jù)長度;b1b2設(shè)置奇偶校驗;b3位停止位設(shè)置;b4-b7位控制波特率的設(shè)置位;b13位為和校驗位;b14位為協(xié)議位;b15位為傳輸控制協(xié)議設(shè)置,。在該組網(wǎng)控制系統(tǒng)中通信方式采用半雙工,，同步方法采用起始停止位方式同步，傳輸速率為9600bps,，起始位為1位,，數(shù)據(jù)長度為7位，奇偶校驗為偶校驗,，停止位1位,，使用校驗和，采用三菱公司專用協(xié)議,，D8120設(shè)置為H6082,。
2) 站號的設(shè)置
網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中明確各個PLC控制器的站號，用可編程控制器提供的數(shù)字來確定計算機(jī)在訪問的哪個可編程控制器,。在三菱FX2N-48MR型PLC中,，站號由D8121寄存器來確定，可以應(yīng)用指令MOVE KX D812l,，其中x可從00H到0FH,。在該系統(tǒng)中站號設(shè)定為0—7。系統(tǒng)采用面向字符的通信協(xié)議,，數(shù)據(jù)傳輸以幀為單位,，上位機(jī)與下位機(jī)每次只傳送一幀信息，主站發(fā)出命令幀發(fā)起通信,，被訪問的從站PLC相應(yīng)含有自己從站號的命令,，從站發(fā)出一個響應(yīng)幀，該從站就通知主站與哪臺從站進(jìn)行通信,。
信息幀格式如圖2所示,。
ENQ計算機(jī)發(fā)出請求，ASCII碼為05H：ACK PLc對計算機(jī)的提問做出確認(rèn)回答,，ASCII碼為06H;NAK PLC對計算機(jī)的提問做出否認(rèn)回答,，ASCII碼為15H;STX信息幀開始標(biāo)志，ASCII碼為02H;ETX信息幀結(jié)束標(biāo)志,，ASCII碼03H,。PC機(jī)向PLC發(fā)出的命令PLC不理解時用NAK回答。
3) PC機(jī)向PLC發(fā)送報文格式
PC機(jī)向PLC發(fā)送的報文格式如下：
其中STX為開始標(biāo)志02H;ETx為結(jié)束標(biāo)志03H;CMD為命令的ASCII碼;SUMH,，SUML為CMD到ETX按字節(jié)求累加和,，溢出不計。由于每字節(jié)十六進(jìn)制數(shù)變?yōu)閮勺止?jié)ASCII代碼,，故校驗和SUMH與SUML,。
PLC對PC機(jī)應(yīng)答報文格式如下：
對讀命令的應(yīng)答報文數(shù)據(jù)段為要讀取的數(shù)據(jù),，一個數(shù)據(jù)占兩個字節(jié)，分上位下位,。對寫命令的應(yīng)答報文無數(shù)據(jù)段,，而用ACK及NAK作為應(yīng)答內(nèi)容。
4) 傳輸過程
PC機(jī)與FX2N-48MR之間采用應(yīng)答方式通信,，傳輸出錯則組織重發(fā),。PLC根據(jù)PC機(jī)的命令，在每個循環(huán)掃描結(jié)束處的END語句后組織自動應(yīng)答,，無需用戶在PLC一方編寫程序,。
3.通信的實現(xiàn)
根據(jù)PC機(jī)與FX2N-48MR PLC的傳輸應(yīng)答過程編制出如圖3所示的通信程序流程圖。按照流程圖可以編寫出通信程序?qū)崿F(xiàn)PC機(jī)與PLC之間的串行通信以完成數(shù)據(jù)的讀取,。
4 結(jié)論
本文所述PC上位機(jī)實現(xiàn)對下位機(jī)PLC的聯(lián)網(wǎng)控制方案已經(jīng)得到成功應(yīng)用,，提高了可編程控制器的控制范圍和規(guī)模，增加了系統(tǒng)監(jiān)控和智能管理水平,，易于實現(xiàn)程序開發(fā)和利用,。