基于VC++的PC與PLC自由口通訊

林 盛，遲新利，曲延華，高慶忠

（沈陽工程學院， 遼寧 沈陽 110136）

作為新一代工業控制裝置，PLC自上世紀 60年代產生以來，發展迅猛，被廣泛應用于眾多的工業控制現場。S7-200系列的PLC是西門子公司的小型PLC，從其推向市場的那天起，就以高可靠性和性價比在國內廣受歡迎。在工業控制現場，往往需要上位機（PC）對下位機（PLC）進行監控，以實現控制的分散和管理的集中。但上位機的專用組態軟件，往往價格昂貴，并且控制不夠靈活。

如果可以自己編程實現PLC與上位機之間的通訊，必可起到節約成本提高效率的效果。可是若要完全由自己來編寫一段用于通信的程序，必須對相關的網絡協議及其他的一些較底層的技術有很深入的了解，這不是一件容易的事。本文將介紹一種簡單的方法，借助于Visual Studio2010中的VC++開發工具，用戶只需通過設置serialPort組件的屬性并調用其方法，再在PLC內部進行簡單的編程，就可經由自由口實現PC與PLC之間的通信。

1 PLC編程

S7-200的自由口通信模式建立在RS-485硬件基礎上。如果PLC選擇了自由口模式，用戶就可以通過發送指令（XMT）、接收指令（RCV）、發送中斷以及接收中斷對通信口進行相應的操作。S7-200 PLC也允許用戶對諸如數據長度、奇偶校驗等進行簡單設置設置[1]。對于XMT和RCV 指令，用戶可以在編程當中為其指定相應的數據緩沖區。

最終的 PLC 程序應當由主程序、中斷（接收完成/發送完成）子程序、讀（寫）操作子程序和校驗子程序等組成，各個程序塊各司其職。

主程序需要進行諸如打開端口、設置波特率和奇偶校驗等操作，并按照適當的條件執行中斷或其他子程序。

主程序與子程序部分示例代碼如下：

NETWORK1//主程序

LD SM0.1//首個周期運行標志

MOVB 16＃05，SMB130//打開 COM1，無奇偶校驗，數據位8，波特率為19 200，自由口模式

MOVB 16＃EC，SMB187//接收使能，以SM188和SM189內字符分別作為開始和停止字符，

MOVB 35，SMB188//以“#”做為開始字符

MOVB 38，SMB189//以“&”做為停止字符

MOVB 30，SMB194//30為最大可接收字節數，設定范圍為1～255

MOVW +99，SMW192//設置通信信道空閑時間為99 ms

ATCH INT_0，23//以接收完成為標識，觸發中斷0

ATCH INT_2，9//以發送完成為標識，觸發中斷2

ENI //用戶中斷允許

RCV VB200 1//為COM1指定從VB200開始的緩沖區

NETWORK1//中斷0，接收完成中斷子程序

LDB=SMB186 16#20//接收完成狀態標識

MOVB 10 SMB34//設置定時中斷0的時間間隔為10 ms

ATCH INT_1 10//定時中斷0超時，觸發中斷1

CRETI//返回

NOT

RCV VB200 1//上次接收完成，開始新的接收

NETWORK1//中斷1

LD SM0.0//運行標識

DTCH 10//解除定時中斷

XMT VB200 1//向COM1的緩沖區返回信息

完整的程序運行流程如圖1所示。

圖1 PLC程序流程圖Fig.1 Program Flow Chart for PLC

2 PC編程

PC機側程序采用微軟公司的Visual C++工具開發。在以往的實踐中，大家或利用標準通信函數、或利用第三方控件 MSComm、或利用 API函數[3]來實現串行通信

微軟從 VisualStudio2005開發工具開始，在NETFramework類庫包含了SerialPort組件，利用此組件，可以方便地實現串口通訊的多種功能[2]。SerialPort組件的常用屬性極其描述如表1所示。

表1 SerialPort屬性Table 1 Attribute of SerialPort

serialPort組件的串口屬性要設置成與PLC串口參數相同的數值，其代碼如下：

serialPort1.PortName=“COM1”；//設置通訊端口為COM1

serialPort1.BaudRate=9600；//設置波特率為9600bps

serialPort1.DataBits=8；//設置8位數據位

serialPort1.StopBits=System.IO.Ports.StopBits.One；//設置1位停止位

serialPort1.Parity=System.IO.Ports.Parity.None；//無奇偶校驗

serialPort組件打開關閉串口采用的是調用類的Open()和 Close()方法。其讀取數據的方法是多為同步阻塞調用，因此可以使用異步處理或線程間處理調用這些讀取數據的方法，從而盡量避免在主線程中調用，由此可以顯著提高系統的工作性能。

最終完成的通訊界面如圖2所示，在這個通信界面上可以根據實際需要，自由設置串口的各個參數。在完成通信參數、命令類型和寄存器參數的設置后，便可發送指令數據。命令類型中05代表“讀”，06代表“寫”。

圖2 PC程序界面Fig. 2 Program Interface of PC

4 結束語

隨著 PLC在工業現場的大量普及和應用，對PLC的監控和管理顯得日益重要。本文在PLC與PC的自由口通訊中，采用了VC++內置的serialPort組件，不但大大簡化了編程，而且取得了不錯的效果。在此基礎上，配合PC與PLC 的通信協議，就可以開發出交互界面友好、功能強大的上位機監控系統，以較低的成本，滿足眾多中小企業自動化、信息化、網絡化的要求。

［1］ 西門子(中國)有限公司. SIMATIC S7-200 可編程控制器系統手冊[G]. 2008．

［2］ Ivor Horton，Visual C++2010入門經典 [M]. 第5版.北京：清華大學出版社，2010．

［3］ 高潮，羅強，郭永彩，扶新.用Visual C++實現PC與PLC之間的串行通訊[J].重慶大學學報（自然科學版），2006，29（6）：19-22．