1 引言
plc具有高可靠性和很強的抗干擾能力，因而在工業控制中得到了廣泛的使用。隨著工業的自動化程度的提高，對plc的應用提出了更高的要求：更快的處理速度，更高的可靠性，控制與管理功能一體化。控制與管理一體化也就是將計算機信息處理技術，網絡通信技術應用于plc，使plc用于下位分散控制，用計算機提供圖形顯示界面，同時對下位機進行監控。本文討論的是上位計算機與omron（歐姆龍）cpm2a型plc的通信與監控設計。
2 cpm2a的上位通信協議
cpm2a的數據是以幀的格式發送的，當通信命令小于一幀時，發送格式如圖1所示。其中正文最多122個字符。當命令塊內容大于一幀時，由起始幀、中間幀、及結果幀組成。起始幀最多131個字符，中間幀及結束幀最多128個字符。起始幀由設備號、命令碼、正文、 fcs、和分界符構成。中間幀有正文、fcs、分界符組成。結束幀由正文fcs、結束符組成。上位機每發送完一幀，在收到plc發回的分界符后再發送下一幀。
圖1 cpm2a 通信時命令塊的格式
命令塊中的校驗碼fcs是８位二進制數轉換成的２位ascⅱ字符。這８位數據是將一幀數據中校驗碼前的所有字符的ascⅱ碼位按連續異或的結果。轉換成字符時，按照２位十六進制數轉換成對應的數字字符。
plc接收到上位機發送的命令幀后，自動產生響應塊，響應塊的格式與圖1格式類似，只是在命令碼后面多了兩位的響應碼，響應碼表示了上位機命令的出錯信息。響應碼00表示plc正常完成上位機命令。
3 plc命令的編寫
在cpm2a的上位鏈接系統中，plc接收指令并被動地給上位機返回響應塊。所以作為下位機的plc不需要編寫通信程序。
上位機與plc的通信不能改變plc的輸入狀態。為了通過上位機改變plc的輸出，在編寫下位機的程序時就要利用plc的工作位，通過上位機改變工作位的狀態來改變plc的輸出，從而達到上位機對plc輸出的控制。
如圖2所示，在梯形圖中加入了工作位3.00，4.00。系統正常工作時3.00，4.00置off，當需要實現上位機控制時，把3.00置on，使plc的輸入端0.00失效，通過工作位4.00的通斷來控制系統的輸出。
圖2 實現上位機監控的plc編程
4 編寫上位機通信程序
在上位鏈接系統中，通信一般都是由上位機發起的，按plc標準通信進行連接。上位機給plc發送操作指令，plc按照指令執行相應的操作，同時給上位機返回數據。串口通信流程如圖3所示。
圖3 通信流程圖
4.1 編寫上位通信程序
編寫通信程序可以采用高級語言或者匯編語言，下面給出的例子是用delphi編寫的上位機與cpm2a型plc通信程序.通信采用標準通信模式。通信界面如圖4。
圖4 通信界面
//程序初始化:
tbbbb1.init_plc(nport:integer);
begin
if mscomm.portopen then
mscomm.portopen:=false;
mscomm.commport:=nport;
//通信端口選擇
mscomm.settings:='9600,e,7,1';
//1位起始位，7位數據位，偶效驗，2位停止位，9600bps
mscomm.portopen:=true;//打開串口
end;
//fcs校驗
function fcs(s:bbbbbb):variant;
var
i,len,tmpvar:integer;
datacheck:byte;
f1,f2:byte;
begin
f1:=0;
f2:=0;
datacheck:=0;
len:=length(s);
tmpvar:=0;
for i:=1 to len do
begin
datacheck:=ord(datacheck) xor ord(s[i]);
end;
f1:=datacheck and $0f;
f2:=datacheck and $f0;
f2:=f2 shr 4;
result:=inttostr(f2)+inttostr(f1);
end;
// 調用mscomm控件實現plc通信
procedure tbbbb1.handshake_plc;
var
tmpbyte1,tmpbyte2:char;
tmpvar:bbbbbb;
s:bbbbbb;
begin
init_plc(1);
s:=edit1.text;
tmpvar:=s+inttostr(fcs(s))+'*'+chr(13);
mscomm.rthreshold:=0;
mscomm.output:=tmpvar;
//向串口輸出數據
sleep(1000);// 延時
tmpvar:=mscomm.bbbbb;
//從串口讀取數據
tmpbyte1:=tmpvar[5];
tmpbyte2:=tmpvar[6];
if tmpbyte1=chr(48)& tmpbyte2:=chr(48);
//校驗碼等于00,plc正常完成操作
then
begin
showmessage('發送的數據正確');
else
showmessage('發送的數據有問題');
//end;
end;
4.2 實現上位機對plc的監控
編寫通信程序建立了上位機與plc的連接.在plc的任何工作方式下都可以通過“讀”指令讀取plc的狀態.從而對plc進行監視.只有當plc的工作方式為監視的情況下才可以通過上位機對plc進行控制.所以在需要上位機實施控制的系統里面plc都必須設置為監視工作方式。上位機只需要設置plc的相應工作位就可以實現對plc的控制。
5 結束語
本文論述了實現plc的上位鏈接系統通信的原理，以及要實現上位機對下plc控制的plc編程技術細節。通過上位機對plc的監視與控制，可用方便的實現工廠生產過程的自動化監控。
：鞏經理
：13915946763
：南京塞姆泵業有限公司
