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基于CAN總線的計算機與PLC通信(2)

 通過適配器,計算機與PLC 成為CAN 總線的節點。

  節點之間通過雙絞屏蔽線進行總線式連接,首尾節點需要接120R 的匹配電阻。上位計算機可以通過CAN 總線實時監控PLC 系統的運行。

  此方案是現場總線技術與集中控制技術的有機結合,聯網后的PLC 網絡可以構成一個DCS 系統。用戶在計算機上可以遠程監控、配置任何一臺PLC 的程序或狀態。并能夠在投入較低硬件成本的基礎上,實現良好的系統運行性能。這個方案充分發揮了CAN 總線的通信特點: 實時、可靠、高速、遠距離、易維護等。

  使用RS232-CAN 適配器后,通信距離擴大到5 公里(9600bps 時),組網的PLC 可增至110 臺(實際上受PLC內部系統軟件的限制,最多只能支持32 臺PLC 聯網)。

  RS232-CAN 適配器采用光電隔離,大大提高了系統的抗干擾能力和安全性能。

  另外,使用RS232-CAN 適配器,并不需改變PLC 系統原有的PLC 通訊協議和上位機監控軟件,開發人員無須更改現在使用的串口通信程序,最大限度的節省成本。

  4 HOST-bbbb 通信協議

  采用RS232-CAN 適配器,計算機與PLC 的串口都被配置成CAN 總線。通信方式與上位機監控軟件的編程方式與串行通信完全相同。通信協議一般采用OMRON 公司的HOST-bbbb 通信協議。

  OMRON 公司的HOST-bbbb 通信系統是由上位計算機( IBM PC 或兼容機) 通過安裝在各臺PLC 上的HOST-bbbb 單元或串行通信接口連接多臺PLC 構成的網絡。上位機對系統中的PLC 進行集中管理與監控,通過與HOST-bbbb 單元的通信,可以編輯或修改各臺PLC 的程序,實時監控其運行過程,實現自動化系統的集散控制。對于小型PLC( 如CPM2A) , 可以通過其RS232 通信端口進行鏈接。

  系統使用HOST-bbbb 通信協議進行通信,上位機具有傳送優先權, 總是首先發出命令并啟動通信,HOST-bbbb 單元收到命令交由PLC 執行,然后將執行結果返回上位機, 二者以通信幀為單位, 輪流交換數據。

  通信時, 一組傳送的數據稱為“塊”, 它是命令或響應的單位,從上位機發送到HOST-bbbb 單元的數據塊稱為命令塊,反過來, 從HOST-bbbb 單元發送到上位機的數據塊稱為響應塊。多點通信時,可作為單幀發送的最大數據塊為131 個字符,因此當一個數據塊含有132 個或更多字符時, 要分成兩幀或多幀發送。

  每個數據塊都以設備號及標題開始,以校驗碼(FCS)及結束符結束。響應塊中還包括反應執行結果的響應碼。通信格式如圖2 所示。

HOST-bbbb 通信幀格式


圖2 HOST-bbbb 通信幀格式

  5 通信實現

  用戶可以采用通用的組態軟件(如組態王)實現計算機與PLC 的通信,也可以編寫計算機程序。

  要編寫計算機通信程序,可以采用VB、VC 等高級語言進行編程,編程可以有多種方式[4]。使用MSComm控件通過串行端口傳送和接收數據,實現計算機與PLC之間的數據通信, 編程較簡單。

  MSComm 控件提供了一種有效的處理串*互作用的方法:事件驅動法。該方法利用OnComm 事件捕獲并處理通信及其錯誤,當CommEvent 屬性發生變化時,就產生事件并等待相應處理。每個MSComm 控件都有一個串口相對應。

  Visual Basic 6.0(以下簡稱VB) 是一種功能強大、簡單易學的程序設計語言,利用ActiveX 控件MSComm能十分方便地開發出使用計算機串口的計算機通信程序。本文在VB中使用MSComm控件實現上位機與PLC的串行通信。

  VB 程序由串口初始化、數據發送、數據接收等幾大部分組成。主要的程序段如下所示。

Rem      程序加載時進行串口初始化

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本文標簽:基于CAN總線的計算機與PLC通信(2)
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