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1引言
现场设备层中的设备种类繁多,有传感器、启动器、驱动器、I/O部件、变送器、阀门等等,当然也包括现场检测仪器仪表设备。PLC是现场设备控制层不可缺少的部分,已经非常普及,如何简便地实现与PLC的交互已经成为众多厂商新的竞争战场。由此产生了人机界面等软件产品,这些产品的出现简化了对PLC的控制、操作,使PLC的应用更加方便;但也有其共同的缺点,价格普遍偏高和可二开发性较差。VB作为“原始”的编程语言在这两方面无疑有着明显优势的,本文结合一个简单的案例,用比较基础的概念讨论如何通过VB实现PC与PLC之间的通信问题,这对刚涉步控制领域的工程师或许是有帮助的。在现场设备层中各式各样的设备都可以和计算机联机,而简单的自动化联机方式就是使用串行通信,VB提供了串行通信控件可以让开发者开发出串行通信的系统程序,以下是对相关问题的粗略讨论。
2串行通信基本概念
数据通讯中有两种类型的通信形式,即并行通信(ParallelCommunication)和串行通信(SerialCommunication)。例如,如果有8位数据需要传送,那么并行通信一次就可以完成8位的传输量;而串行一次只能传送1位。图1表示了两种不同的通信模式,常用的串行通信也有两种,分别为RS-232和RS-485。
2.1RS-232串行通信
RS-232的信号准位是参考地线而言的,如图2所示。相对于参考接地端1传输端传送数据;接收端则相对于参考接地端2复现出传送端的传送的数据。
2.2RS-485串行通信
RS-485的信号被传送出去时会分成正负两条线路,当到达接收端后,在将信号相减还原成原来的信号;如果将原始的信号表示成(DT),而被分成的信号分别标示成(D+)及(D-),则DT=(D+)-(D-)。同理,接收端在接收到信号后,也依据上式还原成原来的样子。如果线路受到干扰,两条线路的信号分别为(D+)+Noise与(D-)+Noise。接收端还原信号为(DT)=[(D+)+Noise]-[(D-)+Noise],与先前结果一样,所以RS-485可以有效的防止噪声的干扰。
3VB的基本概念
VB(VisualBasic)是微软的窗口软件,提供了很多接口成员,对象、属性、事件、方法就是4个重要的接口,VB提供了许多常用的控件。
3.1卷标控件
3.2按钮控件
3.3定时器控件
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与PLC等设备的串行通信要用到MScomm控件,在此有必要对该控件作较详细的说明。Mscomm是一个非标准控件,需要要手动添加许多项目,其步骤如下。
1)选择菜单的【工程】
2)选择【部件】
4.1MODBUSASCII
Modbus分为ASCII和RTU两种,ASCII采用的格式和校验相对简单,本文采用ASCII格式,并仅对使用的功能码进行说明,更多的信息,请参看协议的详细说明。
1)通信格式
LRC算法:ADRH+CMDH+DATAH,然后取2的补码。
2)功能码
05,写入线圈
01,读线圈状态
06,写入单个字寄存器
4.2VB与PLC通信的实现
以下举例说明现场设备与PLC通信的实现。
1)控制要求:控制PLC的起动、停止,并显示运行状态(绿色为运行,红色为停止);能够用交替型按钮控制Y0,Y1,并用指示灯显示Y0,Y1状态(绿色为运行,红色为停止);能够对D256,D512两个寄存器进行数值写入的操作。
2)实现思路:PLC起动停止的标志位为M1072,查DVP协议,知道地址为H0C30,按功能码01操作;同样Y0,Y1的地址分别为H0500,H0501。写入FF00为ON,0000为OFF,按功能码05操作;D256,D512地址分别为H1100,H1200,按功能码06操作即可。
3)VB接口
用按钮控制PLC的起动停止,Y0、Y1的ON/OFF及D256、D512写完数据的发送;用Shape组件做指示灯,表示PLC的运行状态和Y的状态;用timer组件不停的读取M1072的状态,以判断PLC的运行情况;用MScomm控件实现PC与PLC的通信。