摘要：PLC直接與現(xiàn)場(chǎng)控制層的檢測(cè)儀器儀表設(shè)備連接，是底層控制網(wǎng)絡(luò)的組成部分，是工廠自動(dòng)化系統(tǒng)的基石，因此實(shí)現(xiàn)與監(jiān)控層計(jì)算機(jī)的通信對(duì)系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行有重要意義。文章基于VB討論臺(tái)達(dá)DVP PLC與監(jiān)控計(jì)算機(jī)的通信問題。

關(guān)鍵詞：VB 通信協(xié)議 可編程控制器

Abstract: The PLC is a composing part of Infranet, it links to the measuring instrument and device in field control layer directly, and is the footstone of factory automation system. Therefore it is very important to realize the communication between PLC and monitoring layer computer for optimization of syste running. The paper discussed the related communication problems between Delta DVP PLC and monitoring computer based on Visual Basic.
Key Words: Visual Basic Communication protocal Programable logic controller

[中圖分類號(hào)] TP273 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] B 文章編號(hào)

1 引 言
現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層中的設(shè)備種類繁多,有傳感器、啟動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)器、I/O部件、變送器、閥門等等,當(dāng)然也包括現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀器儀表設(shè)備。PLC是現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制層不可缺少的部分，已經(jīng)非常普及，如何簡(jiǎn)便地實(shí)現(xiàn)與PLC的交互已經(jīng)成為眾多廠商新的競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)場(chǎng)。由此產(chǎn)生了人機(jī)界面等軟件產(chǎn)品，這些產(chǎn)品的出現(xiàn)簡(jiǎn)化了對(duì)PLC的控制、操作，使PLC的應(yīng)用更加方便；但也有其共同的缺點(diǎn)，價(jià)格普遍偏高和可二開發(fā)性較差。VB作為“原始”的編程語言在這兩方面無疑有著明顯優(yōu)勢(shì)的，本文結(jié)合一個(gè)簡(jiǎn)單的案例，用比較基礎(chǔ)的概念討論如何通過VB實(shí)現(xiàn)PC與PLC之間的通信問題，這對(duì)剛涉步控制領(lǐng)域的工程師或許是有幫助的。在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層中各式各樣的設(shè)備都可以和計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)，而最簡(jiǎn)單的自動(dòng)化聯(lián)機(jī)方式就是使用串行通信，VB提供了串行通信控件可以讓開發(fā)者開發(fā)出串行通信的系統(tǒng)程序，以下是對(duì)相關(guān)問題的粗略討論。

2 串行通信基本概念
數(shù)據(jù)通訊中有兩種類型的通信形式，即并行通信（Parallel Communication）和串行通信（Serial Communication）。例如，如果有8位數(shù)據(jù)需要傳送，那么并行通信一次就可以完成8位的傳輸量；而串行一次只能傳送1位。圖1表示了兩種不同的通信模式，常用的串行通信也有兩種，分別為RS-232和RS-485。

2．1 RS-232 串行通信
RS-232的信號(hào)準(zhǔn)位是參考地線而言的，如圖2所示。相對(duì)于參考接地端1傳輸端傳送數(shù)據(jù)；接收端則相對(duì)于參考接地端2復(fù)現(xiàn)出傳送端的傳送的數(shù)據(jù)。


圖2 RS-232 串行通信示意圖

由圖2可知，由于兩個(gè)接地端準(zhǔn)位不一定一樣，而且很容易受到干擾，所以信號(hào)在RS-232線路傳輸時(shí)，很容易產(chǎn)生錯(cuò)誤。

2．2 RS-485串行通信
RS-485的信號(hào)傳輸方式如圖3所示。

RS-485的信號(hào)被傳送出去時(shí)會(huì)分成正負(fù)兩條線路，當(dāng)?shù)竭_(dá)接收端后，在將信號(hào)相減還原成原來的信號(hào)；如果將原始的信號(hào)表示成（DT），而被分成的信號(hào)分別標(biāo)示成（D+）及（D-），則DT=(D+)-(D-)。同理，接收端在接收到信號(hào)后，也依據(jù)上式還原成原來的樣子。如果線路受到干擾，兩條線路的信號(hào)分別為（D+）+Noise與（D-）+Noise。接收端還原信號(hào)為(DT)= [（D+）+Noise]-[（D-）+Noise]，與先前結(jié)果一樣，所以RS-485可以有效的防止噪聲的干擾。

3 VB的基本概念
VB（Visual Basic）是微軟的窗口軟件，提供了很多接口成員，對(duì)象、屬性、事件、方法就是4個(gè)重要的接口，VB提供了許多常用的控件。
3．1卷標(biāo)控件
卷標(biāo)控件如圖4（a）所示，該控件專用于顯示文字、數(shù)字用，顯示如圖4(b)所示

3.2 按鈕控件
按鈕控件如圖5（a）所示，該控件使用率很高，提供一個(gè)供系統(tǒng)用戶操作用的按鈕，如圖5（b）所示。

3．3 定時(shí)器控件
定時(shí)器控件如圖6所示，該控件的最大作用在固定的時(shí)間內(nèi)可執(zhí)行所設(shè)置的程序代碼一次。

VB提供了大量的控件，在此不再多述。

4 基于MScomm控件的串行通信
要完成VB與PLC等設(shè)備的串行通信要用到MScomm控件， 在此有必要對(duì)該控件作較詳細(xì)的說明。Mscomm是一個(gè)非標(biāo)準(zhǔn)控件，需要要手動(dòng)添加許多項(xiàng)目，其步驟如下。
1） 選擇菜單的【工程】
2） 選擇【部件】
3） 在彈出的對(duì)話框中做如圖7的選擇。


圖7 對(duì)話框界面

4）如圖8所示，在部件選項(xiàng)卡就會(huì)出現(xiàn)MScomm控件。


圖8 MScomm控件

5）基本屬性

4.1 MODBUS ASCII
Modbus 分為ASCII和RTU兩種，ASCII采用的格式和校驗(yàn)相對(duì)簡(jiǎn)單，本文采用ASCII格式，并僅對(duì)使用的功能碼進(jìn)行說明，更多的信息，請(qǐng)參看協(xié)議的詳細(xì)說明。
1）通信格式

LRC算法：ADR H+CMD H+DATA H，然后取2的補(bǔ)碼。
2）功能碼
05，寫入線圈

01，讀線圈狀態(tài)

06，寫入單個(gè)字寄存器

4.2 VB與PLC通信的實(shí)現(xiàn)
以下舉例說明現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與PLC通信的實(shí)現(xiàn)。
1）控制要求：控制PLC的起動(dòng)、停止，并顯示運(yùn)行狀態(tài)（綠色為運(yùn)行，紅色為停止）；能夠用交替型按鈕控制Y0,Y1，并用指示燈顯示Y0,Y1狀態(tài)（綠色為運(yùn)行，紅色為停止）；能夠?qū)�D256，D512兩個(gè)寄存器進(jìn)行數(shù)值寫入的操作。
2）實(shí)現(xiàn)思路：PLC起動(dòng)停止的標(biāo)志位為M1072，查DVP協(xié)議，知道地址為H0C30，按功能碼01操作； 同樣Y0,Y1的地址分別為H0500，H0501。寫入FF00為ON，0000為OFF，按功能碼05操作；D256，D512地址分別為H1100，H1200，按功能碼06操作即可。
3）VB接口的設(shè)計(jì)如圖10所示。

圖10 監(jiān)控程序界面

用按鈕控制PLC的起動(dòng)停止，Y0、Y1的ON/OFF及D256、D512寫完數(shù)據(jù)的發(fā)送；用Shape組件做指示燈，表示PLC的運(yùn)行狀態(tài)和Y的狀態(tài)；用timer組件不停的讀取M1072的狀態(tài)，以判斷PLC的運(yùn)行情況；用MScomm控件實(shí)現(xiàn)PC與PLC的通信。
4）編程實(shí)現(xiàn)的代碼構(gòu)成
（1） LRC算法校驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)
Public Function LRC(str As String) As String
c = 0
l = Len(str)
For c = c + 1 To l
c_data = Mid$(str, c, 2)
d_lrc = d_lrc + Val("&H" + c_data)
c = c + 1
Next c
If d_lrc > &HFF Then
d_lrc = d_lrc Mod &H100
End If
h_lrc = Hex(&HFF - d_lrc + 1)
If Len(h_lrc) > 2 Then
h_lrc = Mid(h_lrc, Len(h_lrc) - 1, 2)
End If
LRC = h_lrc
End Function
（2） 運(yùn)行的開始就判斷PLC的狀態(tài)并設(shè)置標(biāo)志位
'初次運(yùn)行打開串口，并顯示PLC運(yùn)行狀態(tài)
Private Sub Form_Load()
Dim s1 As String
Dim s2 As String
Dim s22 As String
Dim s3 As String
Dim s4 As String
MSComm1.PortOpen = True
s2 = "01010C300001"
s22 = LRC(s2)
s1 = ":" + s2 + s22 + Chr$(13) + Chr$(10)
MSComm1.Output = s1
s3 = MSComm1.Input
s4 = Mid$(s, 6, 8)
If s4 = "0C30FF00" Then
plc = 1 'PLC為運(yùn)行標(biāo)志
Else
plc = 0 'PLC為停止標(biāo)志
End If
End Sub
（3） 下面一段為用指示燈表示PLC的運(yùn)行狀態(tài)
Private Sub Timer5_Timer()
Dim s1 As String
Dim s2 As String
Dim s22
Dim s3 As String
Dim s4 As String
s2 = "01010C300001"
s22 = LRC(s2)
s1 = ":" + s2 + s22 + Chr$(13) + Chr$(10)
MSComm1.Output = s1
s3 = MSComm1.Input
s4 = Mid$(s3, 8, 2)
If s4 = "31" Then
plc = 1 'PLC為運(yùn)行標(biāo)志
Else: If s4 = "30" Then plc = 0 'PLC為停止標(biāo)志
End If
If plc = 1 Then
Label2.Caption = "PLC正在運(yùn)行......"
Shape1.FillColor = RGB(0, 255, 0) 'green
Else
Label2.Caption = "PLC已經(jīng)停止"
Shape1.FillColor = RGB(255, 0, 0) 'red
End If
End Sub
（4） PLC的起動(dòng)與停止
'起動(dòng)PLC
Private Sub start_Click()
Dim strout As String
Timer5.Enabled = False
str = "00050C30FF00" 'M1072 為PLC起動(dòng)停止標(biāo)志位。查地址表，M1072為OC30.FF00為置
ON,0000為置OFF。
'以上都是固定格式，要牢記。
LRCC = LRC(str) '計(jì)算 str的lrc校驗(yàn)碼。
strout = ":" + str + LRCC + Chr$(13) + Chr$(10) '欲傳送之?dāng)?shù)據(jù)。13為D，10為A
MSComm1.Output = strout
Timer5.Enabled = True
End Sub
'停止PLC
Private Sub stop_Click()
Dim strout As String
Timer5.Enabled = False
str = "00050C300000"
LRCC = LRC(str)
strout = ":" + str + LRCC + Chr$(13) + Chr$(10)
MSComm1.Output = strout
Timer5.Enabled = True
End Sub
Y0、Y1的ON/OFF與PLC起動(dòng)/停止的控制方式相同，指示燈的表示方式也相同。D256，D512數(shù)據(jù)寫入的操作類似，限于篇幅其它代碼就不再列出了。

5 結(jié)束語
VB語言易于編程使用，為與串行設(shè)備的通信提供了很大的方便。臺(tái)達(dá)PLC采用標(biāo)準(zhǔn)的目前廣為流行的MODBUS協(xié)議，為實(shí)現(xiàn)PLC與監(jiān)控計(jì)算機(jī)的通信提供了簡(jiǎn)化的平臺(tái)。由于臺(tái)達(dá)所有的機(jī)電產(chǎn)品都支持MODBUS協(xié)議，所以，掌握了VB與PLC通信過程，也就等于掌握了PC與臺(tái)達(dá)所有機(jī)電產(chǎn)品的通信。

參考文獻(xiàn)[略]

作者簡(jiǎn)介
王乃全（1978-），男，自動(dòng)化設(shè)備工程師，主要從事PLC控制系統(tǒng)的開發(fā)與技術(shù)支持。