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基于VB的臺達PLC與監控計算機的串行通信實現中達電通股份有限公司

Implementation of Serial Communication Between Monitoring Computer and Delta PLC Based on Visual Basic<BR> 中達電通上海機電PLC產品處王乃全<BR> Wang Naiquan<BR> 摘要：PLC直接與現場控制層的檢測儀器儀表設備連接，是底層控制網絡的組成部分，是工廠自動化系統的基石，因此實現與監控層計算機的通信對系統的優化運行有重要意義。文章基于VB討論臺達DVP PLC與監控計算機的通信問題。<BR> 關鍵詞：VB 通信協議可編程控制器<BR> 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. <BR> Key Words: Visual Basic Communication protocal Programable logic controller<BR> [中圖分類號] TP273 [文獻標識碼] B 文章編號<BR> 1 引言 <BR> 現場設備層中的設備種類繁多,有傳感器、啟動器、驅動器、I/O部件、變送器、閥門等等,當然也包括現場檢測儀器儀表設備。PLC是現場設備控制層不可缺少的部分，已經非常普及，如何簡便地實現與PLC的交互已經成為眾多廠商新的競爭戰場。由此產生了人機界面等軟件產品，這些產品的出現簡化了對PLC的控制、操作，使PLC的應用更加方便；但也有其共同的缺點，價格普遍偏高和可二開發性較差。VB作為“原始”的編程語言在這兩方面無疑有著明顯優勢的，本文結合一個簡單的案例，用比較基礎的概念討論如何通過VB實現PC與PLC之間的通信問題，這對剛涉步控制領域的工程師或許是有幫助的。在現場設備層中各式各樣的設備都可以和計算機聯機，而最簡單的自動化聯機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者開發出串行通信的系統程序，以下是對相關問題的粗略討論。<BR> 2 串行通信基本概念<BR> 數據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位數據需要傳送，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。<BR> <br><A HREF="/editor/uploadfiles/learns01/2006889385186917.bmp" TARGET=_blank><IMG SRC="/editor/uploadfiles/learns01/2006889385186917.bmp" border=0 alt=按此在新窗口瀏覽圖片 onload="javascript:if(this.width>580)this.width=580"></A><BR> 2．1 RS-232 串行通信<BR> RS-232的信號準位是參考地線而言的，如圖2所示。相對于參考接地端1傳輸端傳送數據；接收端則相對于參考接地端2復現出傳送端的傳送的數據。<BR> <br><A HREF="/editor/uploadfiles/learns01/2006889394654711.bmp" TARGET=_blank><IMG SRC="/editor/uploadfiles/learns01/2006889394654711.bmp" border=0 alt=按此在新窗口瀏覽圖片 onload="javascript:if(this.width>580)this.width=580"></A><BR> 由圖2可知，由于兩個接地端準位不一定一樣，而且很容易受到干擾，所以信號在RS-232線路傳輸時，很容易產生錯誤。<BR> 2．2 RS-485串行通信<BR> RS-485的信號傳輸方式如圖3所示。<BR> <br><A HREF="/editor/uploadfiles/learns01/2006889404640463.bmp" TARGET=_blank><IMG SRC="/editor/uploadfiles/learns01/2006889404640463.bmp" border=0 alt=按此在新窗口瀏覽圖片 onload="javascript:if(this.width>580)this.width=580"></A><BR> RS-485的信號被傳送出去時會分成正負兩條線路，當到達接收端后，在將信號相減還原成原來的信號；如果將原始的信號表示成（DT），而被分成的信號分別標示成（D+）及（D-），則DT=(D+)-(D-)。同理，接收端在接收到信號后，也依據上式還原成原來的樣子。如果線路受到干擾，兩條線路的信號分別為（D+）+Noise與（D-）+Noise。接收端還原信號為(DT)= [（D+）+Noise]-[（D-）+Noise]，與先前結果一樣，所以RS-485可以有效的防止噪聲的干擾。<BR> 3 VB的基本概念<BR> VB（Visual Basic）是微軟的窗口軟件，提供了很多接口成員，對象、屬性、事件、方法就是4個重要的接口，VB提供了許多常用的控件。<BR> 3．1卷標控件<BR> 卷標控件如圖4（a）所示，該控件專用于顯示文字、數字用，顯示如圖4(b)所示<BR> <br><A HREF="/editor/uploadfiles/learns01/2006889412385771.bmp" TARGET=_blank><IMG SRC="/editor/uploadfiles/learns01/2006889412385771.bmp" border=0 alt=按此在新窗口瀏覽圖片 onload="javascript:if(this.width>580)this.width=580"></A><BR> 3.2 按鈕控件<BR> 按鈕控件如圖5（a）所示，該控件使用率很高，提供一個供系統用戶操作用的按鈕，如圖5（b）所示。<BR> <br><A HREF="/editor/uploadfiles/learns01/200688942231311.bmp" TARGET=_blank><IMG SRC="/editor/uploadfiles/learns01/200688942231311.bmp" border=0 alt=按此在新窗口瀏覽圖片 onload="javascript:if(this.width>580)this.width=580"></A><BR> 3．3 定時器控件<BR> 定時器控件如圖6所示，該控件的最大作用在固定的時間內可執行所設置的程序代碼一次。<BR> <br><A HREF="/editor/uploadfiles/learns01/2006889423172834.bmp" TARGET=_blank><IMG SRC="/editor/uploadfiles/learns01/2006889423172834.bmp" border=0 alt=按此在新窗口瀏覽圖片 onload="javascript:if(this.width>580)this.width=580"></A><BR> VB提供了大量的控件，在此不再多述。<BR> 4 基于MScomm控件的串行通信<BR> 要完成VB與PLC等設備的串行通信要用到MScomm控件，在此有必要對該控件作較詳細的說明。Mscomm是一個非標準控件，需要要手動添加許多項目，其步驟如下。<BR> 1）選擇菜單的【工程】<BR> 2）選擇【部件】<BR> 3）在彈出的對話框中做如圖7的選擇。<BR> <br><A HREF="/editor/uploadfiles/learns01/2006889425996295.bmp" TARGET=_blank><IMG SRC="/editor/uploadfiles/learns01/2006889425996295.bmp" border=0 alt=按此在新窗口瀏覽圖片 onload="javascript:if(this.width>580)this.width=580"></A><BR> 4）如圖8所示，在部件選項卡就會出現MScomm控件。<BR> <br><A HREF="/editor/uploadfiles/learns01/2006889432056602.bmp" TARGET=_blank><IMG SRC="/editor/uploadfiles/learns01/2006889432056602.bmp" border=0 alt=按此在新窗口瀏覽圖片 onload="javascript:if(this.width>580)this.width=580"></A><BR> 5）基本屬性<BR> <br><A HREF="/editor/uploadfiles/learns01/2006889435059920.bmp" TARGET=_blank><IMG SRC="/editor/uploadfiles/learns01/2006889435059920.bmp" border=0 alt=按此在新窗口瀏覽圖片 onload="javascript:if(this.width>580)this.width=580"></A><BR> 4.1 MODBUS ASCII<BR> Modbus 分為ASCII和RTU兩種，ASCII采用的格式和校驗相對簡單，本文采用ASCII格式，并僅對使用的功能碼進行說明，更多的信息，請參看協議的詳細說明。<BR> 1）通信格式<BR> <br><A HREF="/editor/uploadfiles/learns01/2006889443074081.bmp" TARGET=_blank><IMG SRC="/editor/uploadfiles/learns01/2006889443074081.bmp" border=0 alt=按此在新窗口瀏覽圖片 onload="javascript:if(this.width>580)this.width=580"></A><BR> 2）功能碼<BR> <br><A HREF="/editor/uploadfiles/learns01/2006889452633180.bmp" TARGET=_blank><IMG SRC="/editor/uploadfiles/learns01/2006889452633180.bmp" border=0 alt=按此在新窗口瀏覽圖片 onload="javascript:if(this.width>580)this.width=580"></A><BR> 4.2 VB與PLC通信的實現<BR> 以下舉例說明現場設備與PLC通信的實現。<BR> 1）控制要求：控制PLC的起動、停止，并顯示運行狀態（綠色為運行，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（綠色為運行，紅色為停止）；能夠對D256，D512兩個寄存器進行數值寫入的操作。<BR> 2）實現思路：PLC起動停止的標志位為M1072，查DVP協議，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。<BR> 3）VB接口的設計如圖10所示。<BR> <br><A HREF="/editor/uploadfiles/learns01/2006889455783426.bmp" TARGET=_blank><IMG SRC="/editor/uploadfiles/learns01/2006889455783426.bmp" border=0 alt=按此在新窗口瀏覽圖片 onload="javascript:if(this.width>580)this.width=580"></A><BR> 用按鈕控制PLC的起動停止，Y0、Y1的ON/OFF及D256、D512寫完數據的發送；用Shape組件做指示燈，表示PLC的運行狀態和Y的狀態；用timer組件不停的讀取M1072的狀態，以判斷PLC的運行情況；用MScomm控件實現PC與PLC的通信。<BR> 4）編程實現的代碼構成<BR> （1） LRC算法校驗的實現<BR> Public Function LRC(str As String) As String<BR> c = 0<BR> l = Len(str) <BR> For c = c + 1 To l<BR> c_data = Mid$(str, c, 2) <BR> d_lrc = d_lrc + Val("&H" + c_data)<BR> c = c + 1<BR> Next c<BR> If d_lrc > &HFF Then<BR> d_lrc = d_lrc Mod &H100<BR> End If<BR> h_lrc = Hex(&HFF - d_lrc + 1)<BR> If Len(h_lrc) > 2 Then<BR> h_lrc = Mid(h_lrc, Len(h_lrc) - 1, 2)<BR> End If<BR> LRC = h_lrc<BR> End Function<BR> （2）運行的開始就判斷PLC的狀態并設置標志位<BR> '初次運行打開串口，并顯示PLC運行狀態<BR> Private Sub Form_Load()<BR> Dim s1 As String<BR> Dim s2 As String<BR> Dim s22 As String<BR> Dim s3 As String<BR> Dim s4 As String<BR> MSComm1.PortOpen = True<BR> s2 = "01010C300001"<BR> s22 = LRC(s2)<BR> s1 = ":" + s2 + s22 + Chr$(13) + Chr$(10)<BR> MSComm1.Output = s1<BR> s3 = MSComm1.Input<BR> s4 = Mid$(s, 6, 8)<BR> If s4 = "0C30FF00" Then<BR> plc = 1 'PLC為運行標志<BR> Else<BR> plc = 0 'PLC為停止標志<BR> End If<BR> End Sub<BR> （3）下面一段為用指示燈表示PLC的運行狀態<BR> Private Sub Timer5_Timer()<BR> Dim s1 As String<BR> Dim s2 As String<BR> Dim s22<BR> Dim s3 As String<BR> Dim s4 As String<BR> s2 = "01010C300001"<BR> s22 = LRC(s2)<BR> s1 = ":" + s2 + s22 + Chr$(13) + Chr$(10)<BR> MSComm1.Output = s1<BR> s3 = MSComm1.Input<BR> s4 = Mid$(s3, 8, 2)<BR> If s4 = "31" Then<BR> plc = 1 'PLC為運行標志<BR> Else: If s4 = "30" Then plc = 0 'PLC為停止標志<BR> End If<BR> If plc = 1 Then<BR> Label2.Caption = "PLC正在運行......"<BR> Shape1.FillColor = RGB(0, 255, 0) 'green<BR> Else<BR> Label2.Caption = "PLC已經停止"<BR> Shape1.FillColor = RGB(255, 0, 0) 'red<BR> End If</P><P> End Sub<BR> （4） PLC的起動與停止<BR> '起動PLC<BR> Private Sub start_Click()<BR> Dim strout As String<BR> Timer5.Enabled = False<BR> str = "00050C30FF00" 'M1072 為PLC起動停止標志位。查地址表，M1072為OC30.FF00為置<BR> ON,0000為置OFF。<BR> '以上都是固定格式，要牢記。<BR> LRCC = LRC(str) '計算 str的lrc校驗碼。<BR> strout = ":" + str + LRCC + Chr$(13) + Chr$(10) '欲傳送之數據。13為D，10為A<BR> MSComm1.Output = strout<BR> Timer5.Enabled = True<BR> End Sub<BR> '停止PLC<BR> Private Sub stop_Click()<BR> Dim strout As String<BR> Timer5.Enabled = False<BR> str = "00050C300000"<BR> LRCC = LRC(str)<BR> strout = ":" + str + LRCC + Chr$(13) + Chr$(10)<BR> MSComm1.Output = strout<BR> Timer5.Enabled = True<BR> End Sub<BR> Y0、Y1的ON/OFF與PLC起動/停止的控制方式相同，指示燈的表示方式也相同。D256，D512數據寫入的操作類似，限于篇幅其它代碼就不再列出了。<BR> 5 結束語<BR> VB語言易于編程使用，為與串行設備的通信提供了很大的方便。臺達PLC采用標準的目前廣為流行的MODBUS協議，為實現PLC與監控計算機的通信提供了簡化的平臺。由于臺達所有的機電產品都支持MODBUS協議，所以，掌握了VB與PLC通信過程，也就等于掌握了PC與臺達所有機電產品的通信。<BR> 參考文獻[略]<BR> 作者簡介<BR> 王乃全（1978-），男，自動化設備工程師，主要從事PLC控制系統的開發與技術支持。<BR>