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关键词：上位机 通信 接口 可编程控制器
PLC作为一种高性能的控制装置，在分布式系统中得到了越来越广泛的应用。在这种控制方式中，上位监控机系统是其中重要的组成部分。PLC可以多种方式如直接采用现有的组态监控软件与上位监迭机通信，但针对小规模的控制系统，找到一种高性能价格比的通信方法，具有积极的实际意义。本文就日本三菱公司生产的FX2可编程控制器与PC机通信方式的实现，从软、硬件两个方面来说明这个问题。
1 通信装置的硬件描述
PLC与PC机之间实现通道，可使二者互补功能上的不足，PLC用于控制方面既方便又可靠，而PC机在图形显示、数据处理、打印报表以及中文显示等方面有很强的功能。因此，各PLC制造厂家纷纷开发了适用于本公司的各种型号PLC与PC机通信的接口模块。三菱公司开发的FX-232AW接口模块用于FX2系列PLC与计算机通信。还有与以太网连接的接口模块AJ71E71、与MAP网连接的接口模块AJ71M51-S1、与FAIS MAP网连接的接口模块AJ71M51M1等。不同的通信方式，有着不同的成本价格和不同的适用范围。在此介绍一种通过PC机的RS-232口与PLC进行通信的实现方法。
FX2系列PLC的编程接口采用RS-422标准，而计算机的串行口采用RS-232标准。因此，作为实现PLC计算机通信的接口电路，必须将RS-422标准转换成RS-232标准。
RS-232与RS-422标准在信号的传送、逻辑电平均不相同。
RS-232采用单端接收器和单端发送器，只用一根信号线来传送信息，并且根据该信号线上电平相对于公共的信号地电平的大小来决定逻辑的“1”（-3～-15V）和“0”（+3～+15V）；
RS-422标准是一种以平衡方式传输的标准，即双端发送和双端接收，根据两条传输线之间的电位差值来决定逻辑状态。RS-422电路由发送器、平衡连接电缆、电缆终端负载和接收器组成。它通过平衡发送器和差动接收器将逻辑电平和电位差之间进行转换（+2V表示“0”，-2V表示“1”）。
选用MAXIM公司的MAX202实现RS-232与TTL之间的电平转换。MAX202内部有电压倍增电路和转换电路，仅需+5V电源就可工作，使用十分方便；选用MAX490实现RS-485与TTL之间的转换。每片MAX490有一对发送器/接收器，由于通信采用全双工方式，故需两片MAX490，另外只需外接4只电容即可。
PLC的RS-422接口配接DB-25型连接器，而PC机一般用DB-9型连接器。
将RS-232的RS、CS短接，这样对计算机发送数据来说，PLC总是处于就绪状态。也就是说，计算机在任何时候都可以将数据送到PLC内。又由于DR、ER交叉连接，因此，对计算机接收数据来说，必须等待至PLC处于准备就绪状态。
2 通信装置的软件描述
2.1 FX2系列PLC与计算机之间通信协议
FX2系列PLC与计算机之间的通信采用RS-232标准，其传输速率固定为9600bps，奇偶校验位采用偶校验。数据以帧为单位发送和接收。一个多字符帧由力所示的五部分组成，其中和校验值是将命令码ETX之间的的呢字符的ASCII码（十六进制数）相加，取得所得和的低二位数。STX和ETX分别表示该字符帧的起始标起和结束标志。
FX2系列与计算机之间的通信是以主机发出的初始命令，PLC对其作出响应的方式进行通信的。共有0、1、7、8四种命令，上位机实现对PLC的读写和强行置位。通过ENQ、ACK和NAK，上位机协调与PLC的通信应答。
2.2 通信过程
采用Bland C编写主机与PLC的通信程序。首先必须对COM1口进行初始化，波特率为9600bps，奇偶校验位采用偶校验，七位有效数据。当计算机接收到来自PLC的应答字符ACK后，就可以进入数据通信了。
计算机可对PLC内各软设备进行读、写和强制ON/OFF操作。除开PLC的计时器和计数器的设定值采用常数时，以及文件寄存器内的数据，FX2系列PLC的所有开关量输入、输出以及各软件设备对计算机都是透明的。其操作时的多字符帧的格式如图3所示。但不同的操作在“多个字符”项内有所不同。例如，计算机对PLC的软设备Y20～Y37进行读操作，查装置地址表为00A2，读取2字节数据。

如传送的命令有错误，PLC返回NAK信号，本次操作失败，重新进行。
为了保证主机与PLC的通信准确无误，上位机也必须按通信协议进行和校。如接收的信息有误，则重新读取。如重复3次仍不行，则显示错误信息。
使用C语言很容易实现以上编程。
主机还可向PLC写数据，进行单点的强近置位和复位。
对于运行在控制和实验室环境飞速下本方案运行可靠、、体积小、但是对于通信距离长，环境恶劣的发问，需加光电隔离等措施。

1．前言

为缓解我国电力供应严重不足的现状，许多大容量的火电厂在全国各地纷纷投入建设和使用，因此对煤炭的需求量也就越来越大，对输煤等公用系统的自动化控制要求也就越来越高。

山西某发电厂2×600MW机组自动控制系统由两类控制设备组成：主控部分（包括锅炉、汽机和发电机等）使用的是HONEYWELL公司的DCS控制系统；公用部分（包括输煤、化水和除灰等）使用的是ROCKWELL公司生产的Contrologix5000系列PLC系统，上位软件使用的是iFix3.5，并且数据通过以太网与DCS系统连接，使得本系统即可以在输煤程控上位机上操作，又可以在DCS上操作。

输煤系统的主要功能是把通过火车和汽车等交通工具运送到火车卸煤沟和汽车卸煤沟的煤炭，通过一系列运送设备运达原煤仓的过程。

由于该电厂发电机组容量大，并且是两台机组公用一套输煤系统，对煤炭的需求量非常大，为了避免一条上煤通路成为瓶颈，耽误正常生产，设计了两条上煤通路，一路运行，一路备用，也可以两条通路同时运行，分别向两个不同的目的地运煤。

2．控制设备

本套输煤系统的控制对象有：皮带机21条（其中5#甲和7#甲皮带可双向运行），斗轮堆取料机2台，滚轴筛2台，环式碎煤机2台，清水泵2台，振动器30台，刮水器2台，电动三通挡板16台，入炉煤取样器2台，除尘器15台，叶轮给煤机6台，盘式电磁除铁器2台，带式电磁除铁器8台，皮带采样装置2台，卸料车2台，共计114台设备。

程控系统所有的输入、输出信号均通过继电器隔离，以提高系统的抗干扰能力并保护PLC模块以避免大电流信号的进入而损毁。

本套输煤系统采用了16个电动三通挡板，为的是使系统组合更加灵活多样。当有设备出现故障需要检修时，可以通过使用其他设备，调整三通挡板的通路绕过故障设备继续上煤，使整个系统不至于因某一个或几个设备的故障造成瘫痪。

3．设备的控制方式

设备的控制方式有以下几种：

1） 实验方式：即手动操作方式。这种方式是在上位机上对单个设备进行开、关，启、停的操作，设备间的联锁关系已经被解除了，不存在联跳功能，因此这种方式下不能带负载运行。

2） 集中联锁手动：此方式是对要启动的流程中的设备按逆煤流方向一对一的启动，按顺煤流方向一对一停机，要求设备启动前须先将三通挡板启动到位，设备的保护动作处理均同自动控制方式。

3） 自动方式：按照预先设定的流程启动或停止相关的设备，是一种正常运行方式，要求现场设备必须处于正常状态。自动方式为系统的佳控制方式，在此方式下，设备的空载运行时间短，操作员的操作步骤少。

4） 就地方式：在就地操作箱上把手自动选择按钮打在就地位置，从操作箱上发出启停或开关命令，实现对现场设备的操控。在此种方式下，PLC就失去了控制此设备的功能了。

输煤系统主要有8种流程可供选择，分别是：

a） 汽车卸煤沟→1号煤场；

b） 汽车卸煤沟→2号煤场；

c） 火车卸煤沟→1号煤场；

d） 火车卸煤沟→2号煤场；

e） 汽车卸煤沟→主厂房煤仓间；

f） 火车卸煤沟→主厂房煤仓间；

g） 1号煤场→主厂房煤仓间；

h） 2号煤场→主厂房煤仓间；

在上位画面上有选择流程的分画面，通过这些画面实现流程和设备的选用。