北京市西门子代理商

一、引言

    在工业生产中，人们常常面临着数据采集与管理。作为工厂自动化的三大支柱可编程控制器PLC（Programmable Logic Controller），由于其安全可靠，广泛的用于数据采集与控制。生产过程中，要监视PLC内部的数据与运行状况，选用市场上的人机界面或组态软件，虽然功能丰富，但大都价格昂贵，在一些中小规模的生产场合，人们希望能自己用语言开发一个简易实用的通信程序。微软公司推出的Visual Basic 6.0，开发串行通信程序时，有两种方法，一种是用bbbbbbs API函数，另一种是用VB支持的通信控件MSCOMM.OCX。利用bbbbbbs API函数是通过调用读写等函数来操作串口。两种比较，使用MSCOMM.OCX控件编程方便，具有更完善的发送和接收功能。这里采用了MSCOMM.OCX控件。

本文根据杭州某包装材料公司原料配料控制系统为背景，简述实现计算机与三菱FX系列PLC通信的实现过程。

二、硬件与选型

日本三菱公司是国际的工厂自动化设备制造商，工业可编程控制器在占有率一直保持前列。项目选用三菱FX2N-64MR型PLC，SC-09电缆作为计算机与PLC通信的连线。连接电缆的9针端连接在计算机串口上，另一端连接在PLC的RS-422编程口。

三、软件编程

    软件设计主要包括PLC梯形图设计和计算机VB程序、数据库设计。计算机操作系统为bbbbbbs98，编程语言用Visual Basic 6.0，数据库选用Access97，梯形图程序在三菱PLC编程软件GPPWIN 软件环境设计。上位机软件实现计算机对PLC内部数据读取、写入参数和保存数据到数据库。

三菱FX2N型PLC编程口通信协议如下：

命令

命令字

控制元件

     备注

读元件

0

X,Y,M,S,T,C,D

读字/位元件状态

写元件

1

X,Y,M,S,T,C,D

写字/位元件状态

置位

7

X,Y,M,S,T,C

位元件置位

复位

8

X,Y,M,S,T,C

位元件复位

      通信格式：

 起始符

命令字

首地址

数据区

结束符

和校验

      波特率9600，偶校验，8位数据位，一位停止位。

   在新建工程的表单上添加MSCOMM.OCX控件，初始化程序：

     Private Sub bbbb_Load()

     MSComm1.CommPort = 1 '选择COM1口

     MSComm1.Settings = "9600,e,7,1" 

     End Sub

    数据读取子程序：

Public Function GetData(ByVal StartAddress As bbbbbb, ByVal GetBytes As Integer, ByVal Hex_Bytes As bbbbbb) As bbbbbb

  MSComm1.bbbbbLen = GetBytes * 2 + 4

  MSComm1.Output = STX + CMD_Read + StartAddress + Hex_Bytes + ETX + GetSumChk(CMD_Read + StartAddress + Hex_Bytes + ETX)

   ‘传送数据组成：起始符+命令+首地址+数据位+结束符+和检验码

  GetData = MSComm1.bbbbb

  MSComm1.InBufferCount = 0

  MSComm1.bbbbbLen = 0

End Function

    如需读取数据，通过调用GetData子程序。

    参数设置程序可参考读取子程序，只是改变命令而已。

Access97数据库中包含三个表单，包括参数表、记录表、报警记录表。

通过如下子程序是将实际称量值（记录表）更新到数据库：

Private Sub SaveData()

Dim i As Integer

Dim valid As Boolean

On Error Resume Next

valid = True

Data1.Recordset.AddNew

Data1.Recordset.Fields("dtime") = TimeSerial(OnHour, OnMinute, OnSecond)

Data1.Recordset.Fields("systime") = Time      ‘系统时间

Data1.Recordset.Fields("get_xl") = LF(1)      ‘小料当前称量值

Data1.Recordset.Fields("get_fjs") = LF(2)       ‘方解石当前称量值

Data1.Recordset.Fields("get_cs") = LF(3)      ‘长石当前称量值

Data1.Recordset.Fields("get_sys") = LF(4)      ‘石英砂当前称量值

Data1.Recordset.Fields("get_cj") = LF(5)        ‘纯碱当前称量值

On Error Resume Next

Data1.Recordset.Update                    ‘更新数据库记录

Data1.Recordset.MovePrevious

End Sub

程序中，LF(i)变量对应为图二系统参数表单中实称值。

保存参数子程序只是对数据库操作，程序结构可参考以上子程序。

上位机与PLC通信质量的好坏，对系统的安全可靠运行影响极大，因此，编写程序时，除了在两者之间的通信协议上保持一致和采取相应的容错技术外，还要考虑系统的整体容错技术，防止系统的不正常。

四、结束语

    串行通信是目前计算机与其他设备之间通信广泛采用的方式之一，传送数据准确，程序稳定运行是系统开发的主要目的。本设计中充分利用计算机和PLC的资源，在几乎不增加设备开支的情况下成功的实现上位机与PLC之间的通信。

1.汽车总装线系统构成与要求
汽车总装线由车身储存工段、底盘装配工段、车门分装输送工段、Zui终装配工段、动力总成分装、合装工段、前梁分装工段、后桥分装工段、仪表板总装工段、发动机总装工段等构成。
车身储存工段是汽车总装的第一个工序，它采用ID系统进行车身型号和颜色的识别。在上件处，由ID读写器将车型和颜色代码写入安装在吊具上的存储载体内，当吊具运行到各道岔处由ID读写器读出存储载体内的数据，以决定吊具进人不同的储存段。出库时，ID读写器读出存储载体内的数据，以决定车身送到下件处或重新返回存储段。在下件处，清除存储载体的数据。在上下线间，应在必要的地方增加ID读写器，以确定车身信息，防止误操作。采用人机界面以分页显示该工段各工位的运行状况，车身存储情况、饱和程度、故障点等信息。
总装线的所有工段都分为自动操作和手动操作两种形式。自动时，全线由PLC程序控制；手动时，操作人员在现场进行操作。整条线在必要的工位应有急停及报警装置。
整个系统以三菱PLC及现场总线CC-bbbb为核心控制设备，采用接近或光电开关监测执行结构的位置，调速部分采用三菱FR-E500系列变频器进行控制，现场的各种控制信号及执行元件均通过CC-bbbb由PLC进行控制。
2.系统配置

3.系统功能
本总装线电控系统总体上采用“集中监管，分散控制”的模式，整个系统分三层，即信息层、控制层和设备层。
信息层由安装在中央控制室的操作员站和工程师站构成，操作站的主要作用是向现场的设备及执行机构发送控制指令，并对现场的生产数据、运行状况和故障信息等进行收集监控；工程师站的主要作用是制定生产计划、管理生产信息。它们的连接采用通用的Ethernet，并通过安装在MELSECNET/10网主站PLC上的Ethernet模块实现与设备控制层各PLC间的数据交换。在必要的时候，可以通过工程师站与管理层的计算机网络进行连接，使得管理者可以在办公室对所需要的信息进行查阅。
控制层采用三菱的MELSECNET/10网，将总装线各工段上（除前桥和后桥分装工段外）的8套相连接实现数据共享www.plcs.cn。它具有传输速度高（10Mbps）、编程简单（无需专用网络指令）、可靠性高、维护方便、信息容量大等特点。车身储存工段采用一台三菱A975GOT人机界面，实现对该工段现场信息的高速响应。
设备层采用四套CC-bbbb，分别挂在车身储存工段、底盘装配工段、车门分装储存工段和内饰工段的PLC上。CC-bbbb现场总线具有传输速度高（Zui高10Mbps）、传输距离长（1200m）、设定简单、可靠性高、维护方便、成本低等特点。它通过双绞线将现场的传感器、泵、阀、ID读写器、变频器及远程I/O等设备连接起来，实现了分散控制集中管理。这样变频器的参数、报警信息等数据不但可以方便地由PLC进行读写，而且可由上位机和GOT通过PLC方便地进行监控和参数调整。使用ID读写器容易进行车体跟踪，减少了信息交流量，使生产线结构实现高度柔性化，并且有效地提高了自动化程度，节省人力资源。
4.系统优点
（1）保持稳定的自动化生产。本系统内的任何设备发生故障，都不会影响其他操作、过程、设备的运行。即使此系统中的任何一个设备发生故障，甚至掉线，仅仅故障发生处的设备不能进行自动操作，其他所有设备都将连续工作。当故障排除后，设备能够自动动恢复运行而不需将整条生产线重新上电。
（2）确保产品质量。生产数据被实时收集并监控，并根据这些生产数据可进行必要的修补操作。这些生产数据（包括产品的质量信息）被保存在上位机中，并由上位机进行管理。