1. 上位機(jī)與PLC之間通訊實(shí)現(xiàn)
歐姆龍PLC—CJ1M（CPU21）有兩個(gè)串行通訊口，一是通過(guò)歐姆龍串口通訊線CS1W-CN226，其網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型設(shè)置為T(mén)oolbus，同時(shí)將DIP4串行通訊設(shè)狀態(tài)置為ON;一是通過(guò)歐姆龍九針串口通訊線XM2Z-200S-CV，其網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型設(shè)置為SYSMAC WAY，其它為默認(rèn)設(shè)置，包括端口為COM1，波特率為9600。圖1所示為上位機(jī)通過(guò)RS-232C端口連接到PLC的示意圖，也可以稱(chēng)作1:1連接。
圖1 RS-232C端口的1:1連接
圖2所示為上位機(jī)與PLC之間通訊實(shí)現(xiàn)過(guò)程。
圖2 上位機(jī)與PLC之間通訊實(shí)現(xiàn)過(guò)程
2. VB與PLC之間通訊協(xié)議和程序?qū)崿F(xiàn)
2.1 鏈接系統(tǒng)的通訊協(xié)議
在紗線數(shù)據(jù)通訊中，只需要在上位機(jī)系統(tǒng)中編寫(xiě)上位機(jī)通訊程序，無(wú)需在PLC中編寫(xiě)任何程序，PLC CPU會(huì)根據(jù)上位機(jī)發(fā)來(lái)的命令幀自動(dòng)生成響應(yīng)幀返回給上位機(jī)。命令幀和響應(yīng)幀之間包含需要通訊的數(shù)據(jù)，只有保證正確實(shí)現(xiàn)命令幀和響應(yīng)幀之間的應(yīng)答，才能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)交換。命令和應(yīng)答有兩種方式，一種是從上位機(jī)發(fā)命令到PLC，另一種方式允許PLC發(fā)命令給上位機(jī)，我們采用淺一種方式。
從上位機(jī)發(fā)送命令時(shí)的命令幀和響應(yīng)幀如圖3。
圖3 命令幀和響應(yīng)幀格式
命令幀中：
@——命令開(kāi)始標(biāo)志，所有命令都以“@”開(kāi)始;
節(jié)點(diǎn)號(hào)——與上位機(jī)連接的PLC，在1:1連接中默認(rèn)值為00;
標(biāo)題碼——設(shè)置兩字節(jié)的命令代碼，如RD代表讀PLC的DM區(qū)數(shù)據(jù);
正文——設(shè)置命令參數(shù)
FCS——設(shè)置兩字符的幀檢查順序碼，用于校驗(yàn)，是用兩位ASCII碼表示的8位數(shù)據(jù)，是從“@”開(kāi)始到正文結(jié)束的所有字符的ASCII碼按位異或運(yùn)算的結(jié)果;
結(jié)束符——表示命令的結(jié)束，用“＊”和回車(chē)符“CHR$（13）”標(biāo)明。
應(yīng)答幀中：
@、節(jié)點(diǎn)號(hào)、標(biāo)題碼、FCS和結(jié)束符同命令幀中的含義。
異常號(hào)——返回命令的執(zhí)行狀態(tài)，，是否有錯(cuò)誤發(fā)生。
2.2 通訊端口初始化
在上位機(jī)與PLC實(shí)現(xiàn)通訊之前，必須先在上位機(jī)VB中設(shè)置通訊控件MSComm1的相應(yīng)屬性，通訊口初始化程序一般放在窗體加載程序中。
Private Sub Form_Load（）
mPort = 1 ‘設(shè)置Com1通訊口
MSComm1.Settings = “9600,e,7,2” ‘波特率9600，e偶校驗(yàn)，7位數(shù)據(jù)位，2位停止位
MSComm1.PortOpen = True ‘打開(kāi)通訊端口
MSComm1.InBufferCount = 0 ‘清空接收緩沖區(qū)
End Sub
其它設(shè)置均取通訊控件MSComm1的默認(rèn)值。
2.3 幀格式代碼
采用基于Windows操作系統(tǒng)功能強(qiáng)大的面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言——Visual Basic，編寫(xiě)了上位機(jī)程序，建立了上位機(jī)與PLC之間良好的通訊協(xié)議。以讀內(nèi)存DM區(qū)為例：
上位機(jī)命令幀：
"@" + "00" + "FA" + "1" + "00000000" + "0101" + "82" + 開(kāi)始地址+讀取個(gè)數(shù)+FCS+結(jié)束符
PLC應(yīng)答幀：
"@" + "00" + "FA" + "1" + "00000000" + "0101" + "82" + "0000"+讀取數(shù)據(jù) +FCS+結(jié)束符
其中：
FA——表示FINS命令
0101——表示連續(xù)讀內(nèi)存區(qū)
82——表示讀內(nèi)存DM區(qū)
2.4 校驗(yàn)算法實(shí)現(xiàn)
為了保證通訊數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無(wú)誤的傳輸，歐姆龍PLC對(duì)通訊數(shù)據(jù)以按位異或算法進(jìn)行校驗(yàn)。代碼如下，僅供參考。
Option Explicit
Function FCS（ByVal temp1 As String） As String
Dim slen1, i, xorresult1 As Integer ‘ 定義變量
Dim tempfcs1 As String
xorresult1 = 0
slen1 = Len（temp1） ‘ 求輸入字符串的長(zhǎng)度
For i = 1 To slen1
xorresult1 = xorresult1 Xor Asc（Mid（temp1, i, 1）） ‘從首字符到尾字符獲取ASCII碼，按位異或
Next i
Tempfcs1 = Hex$（xorresult1） ‘轉(zhuǎn)換為16進(jìn)制
If Len（tempfcs1） = 1 Then
FCS = "0" & tempfcs1
Else
FCS = tempfcs1
End If
End Function
3. 結(jié)束語(yǔ)
本文作者創(chuàng)新點(diǎn)主要通過(guò)RS-232C串口通訊，采用面向?qū)ο蟮目梢暬幊坦ぞ?mdash;—Visual Basic建立上位機(jī)與歐姆龍PLC-CJ1M（CPU21）之間的數(shù)據(jù)通訊，獲取紗線在線檢測(cè)數(shù)據(jù)，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)表明能夠快速準(zhǔn)確在線測(cè)量紗線的CV值、瞬時(shí)直徑、平均直徑、粗節(jié)zui大值、細(xì)節(jié)zui小值等等，實(shí)時(shí)反映紗線的不勻率，對(duì)提高棉紡企業(yè)紗線質(zhì)量具有重要的意義。
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