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帖顾
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1 VB 与三菱 FX 系列 PLC 在 SC-9 下的通信 The Communication between VB and MITSUBISH FX series PLC with programming cable SC-9 ( 宁波职业技术学院 ) 俞国亮孟德欣 Yu,Guo-liang Meng,De-xin 摘要 : 本文介绍了三菱 FX 系列 PLC 在 SC-9 下的通信协议与指令, 并利用 VB. 的 MSComm 控件进行串行通信程序的设计该通信程序能读写 FX 全系列 PLC 内部各种软设备, 强制复位与置位位映象元件关键词 : 可编程控制器 ;SC-9 编程电缆 ; 串行通信 ;MSComm 控件中图分类号 :TP3, TP38 文献标识码 :A Abstract: In this paper, introduces the Communication protocols and instructions of MITSUBISH FX series PLC with programming cable SC-9, and uses MSComm control box of VB. to design the serial port communication program. The communication program can read or write each soft device inside FX series PLC, and allow individual bit images to be forced ON or OFF. Keywords: PLC;programming cable SC-9;serial port communication;mscomm Control Box 引言在 PLC 网络的上下位机主从式结构中, 计算机为上位机, 而面向现场的 PLC 为下位机, 两者之间要用相应的接口模块连接来实现双方的通信在三菱公司的各种通信接口中,SC-9 接口电缆既能用于 FX 全系列的 PLC, 又在价格上相对低廉, 应用十分普遍但它在使用时需要用 FXGP GPP 等通信软件, 这些软件价格贵且不论, 如果想对 PLC 内部软设备进行读写就无能为力了! 因此, 用户往往需要自行用高级语言来开发实用的通信程序, 这已成为许多工控网站论坛上的热门话题本文用 VB. 编制一个适用于三菱 FX 全系列 PLC 在 SC-9 下的通信程序, 如图所示该通信程序能读写字软设备的当前值和位映象组件的状态值, 能选择单字双字或多字批量的读写, 能选择使用十进制或十六进制, 还能对单独的位映象元件强制复位与置位图本文 FX 通信程序的界面 2 SC-9 的通信协议 2. 通信所用的字符 FX 系列 PLC 与计算机之间的通信采用 RS-232C 标准, 它的传输速率固定为 9bit/s, 奇偶校验位采用偶校验通信时所用到的字符是十六进制的 ~F 个数码, 而且必须用十六进制的 ASCII 码表示每个 ASCII 字符的数据传送格式如图 2 所示, 其中位起始位,7 位数据位 ( 低位在前, 高位在后 ), 一位偶校验位, 位停止位通信时所用到的控制字符

2 如表所示起始位 7 位 ASCII 码数据奇偶校验位停止位 b b b2 b3 b4 b b P 低高图 2 每个 ASCII 字符数据的单字符帧传送格式表支持 SC-9 的三菱 FX 系列 PLC 与计算机通信所用的控制字符字符 ASCII 码 VB 表示说明 ENQ H Chr() 计算机对 PLC 的请求信号 ACK H Chr() PLC 回应计算机和效验正确信号 NAK H Chr(2) PLC 回应计算机和效验不正确信号 2H Chr(2) 帧或数据块的起始标志 3H Chr(3) 帧或数据块的结束标志 2.2 指令帧格式在 FX 系列 PLC 与计算机的通信中, 数据是以帧为单位发送和接收的在表中, 控制字符 ENQ ACK 和 NAK 可以构成单字符帧, 其余字符在发送和接收时必须用和分别表示该字符帧的起始标志和结束标志, 否则将导致帧错误图 2 所示正是单字符帧的格式, 例如, 使图 2 中二进制代码 bbb2b3=,b4bb=,p=, 就可得到 ACK 的单字符帧 SC-9 只是用硬件电路将 RS-422A 电平转换成 RS-232C 电平的裸接口, 同固化有通信软件的接口不同, 不能使用汇编级的通信指令和符号化的地址它只能用表 2 所示的 4 条指令, 并且在编程中必须将这 4 条指令以进制机器码的形式来表示这一点至关重要表 2 支持 SC-9 的三菱 FX 系列 PLC 与计算机通信所用指令序号命令命令码目标组件说明读组件 X,Y,M,S,T,C,D 读位映象组件状态, 字软设备当前值 2 写组件 X,Y,M,S,T,C,D 位映象组件写或, 字软设备写当前值 3 置位 7 X,Y,M,S,T,C 位映象元件强制置位 4 复位 8 X,Y,M,S,T,C 位映象元件强制复位图 3 所示就是上述指令的多字符帧的格式其中, 除了数据区占多个字符外, 其余各区域均只占一个字符和校验值是将命令码到之间的所有字符的十六进制 ASCII 码相加, 取其和的最低二位数单个字符多个字符单个字符高位低位数据数据 2 数据 n 和校验区和校验图 3 指令的多字符帧格式 3 通信指令的 VB 实现本文 FX 通信程序, 采用 VB. 的 MSComm 控件来编程, 具有更为完善的发送和接收功能除了 PLC 的定时器和计数器的常数设定值与文件寄存器内的数据, 不能对其进行读写外,FX 系列 PLC 的所有开关量输入输出以及各种软设备对本通信程序都是透明的无论 PLC 处在 STOP 状态还是 RUN 状态, 都可以按表 2 所列的命令对其进行各种操作 2

3 3. 批量读字软设备与位映象组件 () 批量读字软设备读字软设备是指读取寄存器 D T C 的当前值例如, 要批量读取 D~D3 的个字节的数据, 可以用表 2 中第条指令, 再按照图 3 所示格式, 得到批量读此数据块的多字符帧如图 4 所示其中, 组软设备的首地址 H 正是 D 的地址, 字节数的取值范围为 H~ 4H, 即最多能读取 4 个字节,A 为和检验组首地址字节数和检验 2H 3H 3H 3 2 3H 3H 3H 3H 3H 3H A 3H 4H 图 4 读 D~D3 的个字节数据的多字符帧按图 3 所示可以求出和校验 SUM 的值, 先将命令码到的各个十六进制 ASCII 码值相加, 即 3H+3H+3H+3H+3H+3H+3H+3H=AH, 取最低两位数, 则和检验 SUM=AH 下面给出在读命令按钮的单击事件中批量读的主要 VB 程序 Num = Val(InputBox(" 要批量读, 请输入批量读的字节数!")) Num = Num * ' 多字符帧的总字符数 ' 批量读多字符帧的之前部分,DevAdd 为组软设备的首址 DevDat = "" + DevAdd + Right("" + Hex$(Num), 2) On Error Resume Next CommFX.InBufferCount = ' 清除接收缓冲区 CommFX.OutBufferCount = ' 清除发送缓冲区 ' 发送多字符帧,SumChk 为计算和校验函数 CommFX.Output = Chr(2) + DevDat + Chr(3) + SumChk(DevDat) Tim = Timer Do If Timer > Tim + Then MsgBox " 读超时!": Exit Sub Loop Until CommFX.InBufferCount = Num 直至所有字符都发送完 SetIn = CommFX.Input ' 变量 SetIn 中即为读取的数据块的内容程序中, 当读取字节数 Num=2 时, 为位字的读取, 如定时器 T~T2 计数器 C2 以下和位数据寄存器 D; 当 Num=4 时, 为 32 位字的读取, 如计数器 C2 以上和 32 位数据寄存器 D (2)PLC 对计算机批量读操作响应程序中, 如果读操作正确, 变量 SetIn 中的内容就是读取的数据块的内容设 D~D3 的数据如图读数据框中所示, 按从高至低排列为 2 (D 为最低 ), 则读响应多字符帧的格式如图所示和校验值 SUM 是将第一字节内容到之间的所有字符的十六进制 ASCII 码值相加, 取和的最低二位, 即 SUM=8H 如果读操作失败,PLC 将响应 NAK 2H 第字节 3H 3H 第 2 字节 3H 3H 第 3 字节 3H 4 34H 第 4 字节 3H 3 33H 第字节 3H 2 32H 第字节 3H 3H 3H 3H 8 38H 图 PLC 对计算机批量读响应的多字符帧下面只给出读操作成功后, 按十进制把 SetIn 中内容显示出来的主要 VB 代码 For i = Num - 4 To 2 Step -2 3

4 CHKD = CHKD + Mid(SetIn, i, 2) ' 恢复按字节从高至低排列 Next i CHKD = CStr(Val("&H" + CHKD)) ' 转化为十进制 Text2.Text = CHKD ' 送文本框显示 (3) 批量读位映象组件及 PLC 的响应读位映象组件是指读 S,X,Y,M,T,C 的状态值这里批量读与 PLC 响应的多字符帧的格式同上面批量读字软设备类似, 不同的是位映象组件的地址分配例如, 要读取输出线圈 Y~Y7 状态, 可以参照图 4 得到用字符表达的多字符帧为 :A2 其中, 组首地址 AH 正是 Y 的地址,2H 为字节数,H 为和检验 VB 编程时, 可将计算位映象组件的地址作为一个函数调用, 其余部分程序就可以与批量读字软设备共用 3.2 批量写字软设备与位映象组件 () 批量写字软设备表 2 中的第 2 条指令可以批量写入字软设备 D T C 的当前值例如, 要批量写入 D~ D3 的个字节的数据, 设写入数据如图写数据框中所示, 即按从高至低排列为 2 批量写此数据块的多字符帧格式如图所示其中, 组首地址 H 正是 D 地址, 字节数为 H( 取值范围也为 H~4H),B 为和检验值组首地址字节数要写入的数据和检验 2H 3H 3H 3 2 3H 3H 3H 3H 3H 第字节 3H 3H 第 2 字节 3H 3H 第字节 3H 3H 3H B 42H 3H 图写从 D~D3 的个字节数据的多字符帧下面给出在写命令按钮的单击事件中批量写的主要 VB 程序 ' 批量写多字符帧的之前部分,DevAdd 为组首址,Numbyt 为写入字节数, DevDat 为写入数据 DevDat = "" + DevAdd + Numbyt + DevDat On Error Resume Next CommFX.InBufferCount = CommFX.OutBufferCount = ' 发送批量写多字符帧 CommFX.Output = Chr(2) + DevDat + Chr(3) + SumChk(DevDat) Tim = Timer Do If Timer > Tim + Then MsgBox " 写超时!": Exit Sub Loop Until CommFX.InBufferCount = SetIn = CommFX.Input If Asc(SetIn) = Then MsgBox " 写入正确 " Else MsgBox " 写入错误 " (2)PLC 对计算机批量写操作响应如果写操作正确, 变量 SetIn 中的内容就是 ACK 的 ASCII 码值 ; 如果写操作失败,SetIn 中的内容就是 NAK 的 ASCII 码值 2 (3) 批量写位映象组件及 PLC 的响应批量写位映象组件 S,X,Y,M,T,C 的多字符帧的格式同上面介绍的批量写字软设备类似, 不同的是位映象组件的地址分配例如, 要写入从 Y 开始的个字节的数据, 写入数据按从高至低排列为 2 则对应的多字符帧只要把图中的组首地址改为 Y 的地址 AH, 把和检验改为 CH 就可以了 PLC 对批量写位映象组件响应同 (2) 所述 4

5 3.3 位映象元件的强制复位与置位表 2 中的第 3 4 条指令可以对单独的位映象元件 X Y M S 以及定时器 T 和计数器 C 的逻辑线圈执行强制复位与置位例如, 要对 Y 强制执行置位操作, 其多字符帧格式如图 7 所示其中, 元件首地址, 即 Y 的地址为 H, 但要按低位字节在前高位字节数在后排列, 和检验为 FFH 这里位映象元件的地址分配与其批量读写时的地址是不同的元件首地址和检验 2H 7 37H 3H 3 2 3H 3H 3H 3H F F 4H 4H 图 7 对 Y 强制执行置位的多字符帧 PLC 对强制置位复位的响应, 也是写入正确响应 ACK, 否则响应 NAK 4 结束语本文 FX 通信程序, 已在 FX 系列的 PLC 上得到了成功使用和验证巧妙的使用, 还能进行十进制数与十六进制数之间的转换, 进行负数的补码与真值之间的转换对于编程中要用到的各软设备的地址, 可以参考 FX-232AW 手册, 自行推导出计算公式本文作者创新点 : 三菱公司对 SC-9 接口下能使用的通信指令和 PLC 内部软设备地址没有公开, 作者作了应用创新, 成功编制了适用于三菱 FX 全系列 PLC 在 SC-9 下的通信程序, 并且, 该软件具有的批量读写等非常实用功能正是三菱 FXGP 或 GPP 软件所不具备的参考文献 : [] 俞国亮.PLC 原理与应用 [M]. 北京 : 清华大学出版社,2 [2] MITSUBISHI.FX-232AW 接口单元通信手册 [M]. 上海 :2 [3] 俞国亮. 一种用 Atmel89c2 仿真 PLC 控制的方法 [J]. 微计算机信息,2(9-2):P3-32 作者简介 : 俞国亮 (94-), 男, 汉族, 副教授, 主要研究方向 : 嵌入式系统, 程序设计, ygl999@sina.com.cn; 孟德欣,(97-), 男, 汉族, 讲师, 主要研究方向 : 程序设计 (38 宁波职业技术学院信息工程系 ) 俞国亮孟德欣 (Department of information Engineering Ningbo Polytechnic, Ningbo 38) Yu,Guo-liang Meng,De-xin

RS-232C [11-13] 1 1 (PLC) (HMI) Visual Basic (PLC) 402

年路年 1 [1-3][4] [5-7] [15] Visual Basic [10] 401 RS-232C [11-13] 1 1 (PLC) (HMI) Visual Basic (PLC) 402 1 1 X0 X1 X2 X3 SENSOR Y0 SENSOR VB X3 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y1~Y5 Y6 VB Y7 VB Y11 Y12 Y13 Y14 Y15 Y11~Y15