计算机与PLC的通讯格式和实现方法
一、引言
可编程序控制器（PLC）都有一个编程口。以日本三菱公司生产的PLC为例（包括FX系列和A系列），其编程口为RS-422格式，根据PLC型号不同又分为8针座编程口和25针座编程口。对于后者，可直接将SC—08编程电缆将PLC的编程口和微型计算机的RS—232口连接起来；对于后者，则还需要一根转换电缆将PLC 的8针座编程口和25针编程电缆相连。无论何种情况，一旦将PLC用户程序由微型计算机编程环境传到PLC 用户程序区，其编程口大多就没有被再利用。其实，这是一种浪费。也就是说，可利用此编程口实现微型计算机和PLC 的数据通讯，将PLC的工作状态纳入微型计算机管理之下。
二、编程口操作命令类型与通讯端口初始化
串行通讯是计算机与其它机器之间进行通讯的一种常用方法，在WINDOWS操作系统中提供了实现各种串行通讯的API函数。通过SC—08编程电缆或FX232AW模块，可将微型计算机的串行通讯口RS—232和PLC 的编程口连接起来，这样微型计算机就可对PLC的RAM区数据进行读、写操作。由PLC本身所具有的特性，可对PLC进行以下四种类型的操作：
（1）位元件或字元件状态读操作（CMD0）；
（2）位元件或字元件状态写操作（CMD1）；
（3）位元件强制ON操作（CMD7）；
（4）位元件强制OFF操作（CMD8）。
另外，在进行上述四类操作以前，首先要对端口进行初始化操作，即设定通讯协议（包括设置通讯波特率、数据位数、数据停止位及奇偶校验）。在WINDOWS的SDK中定义了一个结构DCB，该结构详细地说明了如何对通讯端口进行控制，所以通讯端口的初始化也是围绕着对这个结构的正确设置为中心进行的。用VC＋＋语言实现端口初始化如下：
BOOL CSerial::Open(int nPort)
{
//nPort 为微型计算机串行通讯口端口号。nport=1为端口1；nPort=2为端口2。
char szPort\[15\];
DCB dob;
m_hIDComDev=CreateFile(szPort, GENERIC_READ│GENERIC_WRITE,O,NULL,OPEN_EXISTING,FILE_ATTRIBUTE_NORMAL│FILE_FLAG_OVERLAPPED,NULL);
dcb.DCB1ength=sizeof(DCB);
GetCommState(m_hIDComDev,&dcb);//取得通讯资源当前设置
dcb.BaudRate=9600;//设定波特率为9600
dcb.ByteSize=7;//7数据位
dcb.Parity=2;//偶校验
dcb.StopBits=0;//设定1个停止位
if(SetCommState(m_hIDComDev,&dcb)return(TRUE);
else return(FALSE);//设置端口，若设置成功则返回TRUE，否则返回FALSE
｝
需要说明的是CSerial是一个用于串行通讯的类，它包含了进行串行通讯的所需的函数。除上述端口初始化成员函数Open外，还包括另两个重要成员函数：一个是endData,把数据从一个缓冲区发送到串行端口。另一个是ReadData,从端口的接收缓冲区中读入数据。
其次，在每进行一次上述四类操作中的一种操作以前，还要进行握手联络。对PLC发请求讯号ENQ（代码为OX05），然后读PLC 的响应讯号。如果读到的响应讯号为ACK（代码为OX06），则表示PLC已准备就绪，等待接收通讯数据。握手联络VC＋＋语言示PLC已准备就绪，等待接收通讯数据。握手联络VC＋＋语言实现为：
BOOL CNTJD1g::ReadFromPLC(char *Read_char char *Read_address,int Read_bytes)
{
CSerial Serial;//用于串行通讯的类
char read_BUFFER;
if(Serial.Open(2)//初始化串行口通讯口COM2
{ Serial.SendData(&ENQ_request,1);//发送联络讯号
Sleep(1000);//等待1秒钟
Serial.ReadData(&read_BUFFER,1);//读取PLC响应讯号
if(read_BUFFER==ACK)
{ 如果PLC响应讯号等于ACK，则进行上述四种操作：}}
Serial.Close()://操作完毕后，关闭通讯口
}
三、编程口命令操作
（1）位元件或字元件状态读操作
操作对象元件：PLC内部的X、Y、M、S、T、C、D元件；命令格式：
说明：①为读命令起始标志STX，代码为OX02；
②为位元件或字元件状态读命令CMDO，命令代码为OX30；
③为读位元件或字元件的4位起始地址，高位先发，低位后发，且是以ASCII码的形式发送；
④为一次读取位元件或字元件的个数，最多一次可读取OXff个字节的元件，以ASCII码的形式发送；
⑤为停止位标志ETX，代码为OX03；
⑥为2位和校验，和累计为②、③、④项代码，取其和最低两位转化成ASCII码，高位先发，低位后发。
在发送完上述命令格式代码后，就可直接读取PLC响应的信息。响应信息格式如下：
VC＋＋语言实现：
BOOL CNTJDlg::ReadFromPLC(char *Read_char char
*Read_address, int Read_bytes)
{
char senddatasum_CHECK\[2\];char readdatasum_CHECK\[2\]; char total_DATABYTES\[2\];
char readdatasum_check\[2\];int readdata_sum;
int datasum_check=0; int i;
Serial.SendData(&STX_start,1);/向PLC发送“开始”标志代码
Serial.SendData(&CMDO_read,1);//发送“读”命令代码datasum_check+=CMDO_read;
for(i=0;i<4;i++){Serial.SendData(&Read_address\[i\],1);//发送起始元件地址的ASCII代码datasum_check+=Read_address\[i\];}
Change to ASCII(total DATABYTES,Read_bytes);//将字节数转化成ASCII代码
for (i=0;i<2;i++){Serial.SendData(&total_DATABYTES\[i\],1);//发送元件字节数的ASCII代码)datasum_check+total_DATABYTES\[i\];}
Serial.SendData(&ETX_end,1);//发送“结束”标志代码senddatasum_CHECK+ETX_end;
Change_to_ASCII(senddatasum_CHECK,senddatasum_CHECK);//将“和”转化成ASCII码
for (i=0;i<2;i++) Serial.SendData(&senddatasum_CHECK\[i\],1);
Sleep(1000);//等待PLC响应
Serial.ReadData(&read_BUFFER,1);
if(read_BUFFER==STX_start){
readdata_sum=0;
for(i=0;i<2*Read_bytes;i++){Serial.ReadData(&Read_char\[i\],1);//读Read_bytes个字节readdata_sum+Read_char\[i\];}
Serial.ReadData(&read_BUFFER,1);
if(read_BUFFER==ETX_end){Serial.ReadData(readdatasum_CHECK,2);//读入的“和”的低2位ASCII码Readdata_sum+=ETX_end;}
Change_to_ASCII(readdatasum_check,readdata_sum);//将计算得到的“和”转化成ASCII码
if(*readdatasum_CHECK==*readdatasum_check)//“和”校验
{ AfxMessageBox(“数据读出成功!”)return TRUE;}
else { AfxMessageBox(“校验错误”)return FALSE.}
}
（2）位元件或字元件状态写操作
操作对象元件：同3（1）；命令格式：
说明：①为写命令起始标志STX，代码为OX02；
②为位元件或字元件状态写命令CMD1，命令代码为OX31；
③为写位元件或字元件的4位起始地址，高位先发，低位后发，且是以ASCII码的形式发送；
④为一次写入位元件或字元件的个数，以ASCII码的形式发送；
⑤为待写到PLC RAM区的数据DATA，以ASCII码形式发送；
⑥为停止位标志ETX，代码为OX03;
⑦为2位和校验，和累计为②、③、④项代码，取其和最低两位转化成ASCII码，高位先发，低位后发。
VC＋＋语言实现：
BOOL CNTJDlg::WritePLC(char *data_ADDRESS,char *Write_ASC,int bytesnumber)
{
char total_BYTES\[2\];char senddatasum_CHECK\[2\];
char read_BUFFER;char read_finishBUFFER;
int datasum_check=0; int i=0;
Serial.SendData(&STX_start,1);//向PLC发送“开始”标志代码
datasum_check=0;Serial.SendData(&CMD1_write,1);//发送“写”命令代码
datasum_check+CMD1_write;
for(i=0;i<4;i++) {Serial.SendData(&data_ADDRESS\[i\],1);//发送起始元件地址的ASCII码
datasum_check+=data_ADDRESS\[i\];
Change_to_ASCII(total_DATABYTES,bytesnumber);//将字节数转化成ASCII码
for(i=0;i<2;i++)
{
Serial.SendData(&total_BYTES\,1);//发送元件字节数的ASCII代码
datasum_check+=total_BYTES\[i\];}
for {i=0;i<bytesnumber*2;i++)
{
Serial.SendData(&Write_ASC\[i\],1);//发送要写入的数据的ASCII码
datasum_check+=Write_ASC\[i\];}
Serial.SendData(&ETX_end,1);//发送“结束”标志代码
datasum_check+=ETX_end;
Change_to_ASCII(senddatasum_CHECK,datasum_check);//将“和”转化成ASCII码
Serial.SendData(&senddatasum_CHECK,2);
Sleep(1000); Serial.ReadData(&read_finishBUFFER,1);
if (read_finishBUFFER==ACK_reply)
{AfxMessageBox(“数据写入 OK”)return TRUE;}
else {AfxMessageBox(“数据写入失败”)return FALSE。}
（3）位元件强制ON操作
操作对象：X、Y、M、S、T、C元件;
命令格式：
说明：①为强制ON命令起始标志STX，代码为OX02；
②为强制ON命令CMD7，命令代码为OX37；
③为强制ON位元件4位起始地址，高位先发，低位后发，是以ASCII码形式发送；
④为停止位标志ETX， 代码为OX03；
⑤为2位和校验，和累计为②、③、④项代码，取其和低两位转化成ASCII码，高位先发，低位后发。
VC＋＋语言实现：
void NTJDlg::ForceOnOperation (char *ON_Address)
{ int i;
char│syn_Check\[2\];
char read_buffer;
int Sum=0;
Serial.SendData(&STX_start,1);//向PLC发送“开始”标志代码
Serial.SendData(&CMD7_ForceON,1);//发送“ON”命令代码
Sum+=CMD7 ForceON;
for (i=0; i<4; i++) {Serial.SendData(&ON_Address\[i\],1)//发送起始元件地址的ASCII码
Sum+=ON_Address\[i\];｝
Serial.SendData(&ETX_end,1);//发送“结束”标志代码Sum+=ETX_end;
Change_to_ASCII(Sum_Check,Sum);//将“和”转化成ASCII码
Serial.SendData(&Sum_Check,2);
Sleep(1000);
Serial.ReadData(&read_buffer,1);
if(read_finishBUFFER==ACK_reply) AfxMessageBox(“ON 操作 OK”)；
else AfxMessageBox(“ON 操作失败”)。
}
（4）位元件强制OFF操作
操作对象L同3（3）；命令格式：
说明：①为强制OFF命令起始标志STX，代码为OX02；
②为强制OFF命令CMD8，命令代码为OX38H；
③为强制OFF位元件4位起始地址，高位先发，低位后发，以ASCII码形式发送；
④为停止位标志ETX，代码为OX03；
⑤为2位和校验，和累计为②、③、④项代码，取其和最低两位转化成ASCII码，高位先发，低位后发。
VC＋＋语言实现：
void NTJDlg::ForceOffOperation (char *OFF_Address)
{
int i;
char Sum_Check\[2\];
char read_buffer;
int Sum=0;
Serial.SendData(&STX_start,1);//向PLC发送“开始”标志代码
Serial.SendData(&CMD8_ForceOFF,1);//发送“OFF”命令代码
Sum=CMD8_ForceOFF;
for (i=0;i<4;i++) {
Serial.SendData(&OFF_Address\[i\],1);//发送起始元件地址的ASCII码
Sum+=OFF_Address\[i\];}
Serial.SendData(&ETX_end,1);//发送“结束”标志代码
Sum+=ETX_end;
Change_to_ASCII(Sum_Check,Sum);//将“和”转化成ASCII码
Serial.SendData(&Sum_Check,2);
Skeeo(1000);
Serial.ReadData(&read_buffer,1);
if(read_fininhBUFFER==ACK_reply) AfxMessageBox(“OFF 操作 OK ”)；
else AfxMessageBox(“OFF 操作失败”)。
｝
注意：必须严格按照上述四种操作命令格式进行发送，在发送前，起始地址、数据、数据个数、校验和都必须按位转换成ASCII码。从PLC读到的数据亦是ASCII码形式，需要经过适当转换才能利用。另外，要注意强制命令地址与读写地址的顺序不是一样，且一次最多只能传送64个字节数据。
四、结论
利用上述四种操作命令，就可对PLC的RAM区数据进行管理操作。将PLC的工作状态纳入微型计算机管理之下。在此基础上，用户可以应用VC很方便地设计自己的PLC人机接口界面，为监控与管理PLC的运行提供一种良好的方法。
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欧姆龙PLC通讯问题汇总解析
1.Cx-ProgrammerV5.0与PLC通信不稳定：
电脑与PLC的连接方式：电脑USB口(该电脑没有RS232串口)←→[USB转RS232电缆的USB插头←→USB转RS232电缆线(电脑已经安装驱动，且默认的COM4端口已经设置为COM1)中间部分←→USB转RS232电缆的RS232公头]←→[[电脑与PLC的连接电缆的RS232母头←→电脑与PLC的连接电缆线的中间部分←→电脑与PLC的连接电缆的RS232公头]]←→PLC的RS232母头。
上面单中括号内为USB转RS232电缆，双中括号内为电脑与PLC的连接电缆。电脑与PLC的连接电缆接线如下：(1).公头(用以连接PLC)的2、3、9分别与母头的2、3、5(用于连接电脑或USB转RS232连接线)短接，这是欧姆龙官方的连接方法；(2).公头和母头的2-2、3-3、5-5分别短接，这是RS232连接线的常规连接方法。后来经过实践证明：上面2种电脑和PLC的连接电缆都可以使用。第1种电缆通信稳定可靠。对于第2种电缆，当电脑和PLC之间通过VC应用程序进行通信时效果不好，容易丢帧（用串口调试助手可以看到），只有当电脑和PLC共用电源（共地）时才没有发现问题。所以，请尽量采用第1种连接电缆。
有时间电脑和PLC能正常通信，有时间却不行——显示“Modem已经被选中，要继续码？”故障（实际上“码”应当为“吗”），一旦出现该故障信息，就一定会出现以下故障信息：
当通信不上时，笔者采用过克隆回以前的正常操作系统、重新安装Cx-ProgrammerV5.0编程软件等方法，又可以正常通信了，但一旦断线后又可能通信不上了。有几次还发现，有些程序可以和PLC通信上，而有些程序却不行！因此，笔者就将可以通信的PLC程序先备份，然后全部删除程序中的指令，最后将目标程序的指令全部复制过来（复制时注释可以自动复制过来），这样居然电脑就可以正常和PLC进行通信了！但是——下一次这个程序可能又无法正常通信了！郁闷……
根据通信错误信息“Modem已经被选中，要继续码？”，笔者找到了解决方法：在桌面上右击“我的电脑”,再点击“属性”——“硬件”——“设备管理器”，再双击“调制解调器”，再右击展开的调制解调器型号，点击“停用”就可以了。
另外，正确连接方法如下：在电脑没开机或（和）PLC没通电（否则带电拔插通信口可能造成通信口损坏(虽然这种几率不大，但你最好不要去碰运气)）的情况下连接好USB转RS232电缆、电脑与PLC的连接电缆，然后再通过Cx-Programmer连接电脑与PLC。
请注意：USB口也不是随便乱插就可以的，关键要保证设备管理器里的RS232口为COM1。笔者的电脑上是这种情况：最初已将默认的RS232口从COM4口改为COM1口，但插下面的USB口却对应RS232的COM4口（COM1、COM3正在使用），无法连接电脑与PLC；插上面的USB口对应RS232的COM1口（COM2、COM4正在使用），可以连接电脑与PLC。
2.Cx-ProgrammerV5.0与PLC通信干扰：
如果Cx-Programmer在线，电脑和PLC已经连接，处于通信状态下，当每次设备停机时（将近20个交流接触器同时断开）Cx-Programmer将会出现通信错误，电脑和PLC连接中断。而当每次开机时（将近20个交流接触器同时吸合）却不会出现通信错误的情况。
解决方法：重新连接PLC。如果你是个完美主义者，可以在每个接触器线圈上加一个RC阻容模块（每个RC模块大概60个大洋左右），也许不会出现通信错误的情况（不过笔者没有试过哟...）。
3.电脑与PLC的连接电缆试验：
因为想到电脑与PLC的连接电缆（第1种常规的连接电缆）为2-2短接、3-3短接、5-5短接，所以考虑直接用USB←→RS232电缆将电脑和PLC连接起来，如果这样可以的话不就省了一条连接电缆了吗？下面是直接用USB←→RS232电缆将电脑和PLC连接起来的试验结果：
有时间第1次通信时出现以下错误：“所选的端口被另一个应用所占用”；第2次通信时出现以下错误：
为什么电脑通过上述两种连接电缆与PLC连接没有问题，而直接采用USB转RS232电缆线与PLC连接却不行呢？以下是分析过程：
第1种可能：阻抗的原因。虽然上述两种连接电缆为直连线，却有阻抗存在，多了这个阻抗就可以正常连接。但这个原因好像很牵强，连笔者自己都不能相信。
第2种可能：该USB转RS232的公头与PLC的母头接触不良，而加一根电缆却能连接正常——USB转RS232的公头与连接线的母头接触良好，连接线的公头与PLC的母头接触良好。该猜测来源于笔者遇到过的一次电脑故障：某台电脑的鼠标无法使用，另外换一个鼠标正常，把故障鼠标换到其它电脑却能正常使用。最后怀疑鼠标接头与主板插口接触不良，就将鼠标插头破开再涂上一层焊锡，结果使用正常！但是对于USB转RS232的公头与PLC的母头接触不良这种猜测，笔者觉得可能性不大——因为他解释不了“所选的端口被另一个应用所占用”这个故障。
最后想到了另外一个可能：USB转RS232直接与PLC连接就相当于USB转RS232的串口与PLC的串口1-1、2-2、3-3、4-4、5-5、6-6、7-7、8-8、9-9一一对应连接，而通过连接线却只有2-2、3-3、5-5三对端子连接，这说明1-1、4-4、7-7、8-8、9-9至少有一对是不能连接的，否则就会出现问题，而且这还既有可能损坏PLC与电脑的通信端口。
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