用组态王实现PLC在以太网中的通信

    本文中艾特贸易网介绍一种安装有组态王的上位计算机与三菱A系列PLC之间，利用以太网通信模块实现网络通信的方法。三菱A系列PLC是三菱公司比较重要的产品，具有运行速度快、控制可靠、安装灵活、扩展方便、性能价格比较高等特点，有强大的指令系统，在工业控制中应用较为广泛。    1．基于PLC的10base-5以太网结构    三菱A系列可以作为一个节点连接在局域网上，使用以太网通信模块（如E71通信模块）可以方便地实现PLC与PC之间的通信。E71模块是可直接连接粗缆，组成10base-5以太网，可以方便地实现了PLC与上位机的数据传输、实时监控、信息管理等功能，其连接图如图10.38所示。    此局域网最多可与8台微机相连，通信速率可达10Mbit/s，通信距离可达到500m。用户可根据需要选择不同的网络拓扑结构，如通过以太网传输接收器连接细同轴电缆，组成10base-2以太网。    2．PLC通信程序的设计    (1)通信协议    E71模块支持3种数据通信方式：握手方式、请求方式、用其他节点的请求直接读写方式。其中在第3种方式中，PLC为服务器端，不需要进行通信编程，由上位机向PLC发送通信请求命令。
    图10.38    以太网连接图    上位机向PLC发送通信请求包括写入命令和读出命令。写入命令和读出命令的命令帧与响应帧的格式如图10.39所示。
    图10.39    命令帧与响应帧的格式    以下举例进行说明。    ①假设向PLC的数据寄存器D50中写入1122H，其命令帧与响应帧如下。
    写入命令帧的说明如下。    ·第1字节003是头部，表示写到数据寄存器。    ·第2字节0ff是头部，表示PLC的编号。单独的PLC编号为0ff。    ·第3~4字节表Watchdog timer设置，一般设为2500ms（00a，每单位表示250ms)。    ·第5~10字节表示目的首址及设备标识号。将数据发送D50，则首址为032，数据寄存器D对应的设备标识号为20H，44H。    ·第11~ 12字节为发送数据的长度，其后字节为发送的数据：22H，11H。    PLC发回两字节响应帧：第1字节083是头部，表示写到数据寄存器的命令响应。第2字节是响应代码。000表示写入数据成功，其他表示失败。    ②将写入到D50中的数据读出。
    (2) PLC通信程序的设计    图10.40给出了连接上位机的PLC通信程序，此程序打开第一个通信信道，与1台计算机相连。设PLC的IP地址为192.0.1.1，端口号为1296 (510H)。程序中涉及的E71模块I/O点及缓存说明如表10.14所示。    表10.14    E71模块部分I/O点及缓存说明
    程序说明如下。    ·设置IP地址和TCP/IP参数。先用DMOV指令把PLC站点的IP地址移入D0寄存器，然后再通过DTO指令把D0中内容写到E71模块的0号地址中(001F)，然后设置TCP/IP协议的各个通信参数，如数据传输率、奇偶校验等，设置完毕后发出初始化请求Y019。    ·设置通信信道。先设置信道模式采用TCP/IP协议完全被动模式通信，然后设置通信端口号，设置完毕后发出数据信道打开请求命令Y008。    ·出错处理。打开数据信道出现错误时，关闭数据信道打开请求命令Y008，设置连接超时时间，设置客户关闭连接时关闭信道。    艾特贸易网提醒打开多路端口通信程序与此类似，只需要把第二步程序再写一遍，并把端口号相应改变一下即可，其他程序基本不变。    3．上位机的通信实现    组态王是一个比较成熟的国产组态软件。它操作简单，易于学习，用它制作人机界面快捷简便，其网络功能比较丰富。最重要的是它拥有丰富的驱动程序库，用它提供的驱动程序可以方便地实现上位机PC与各种不同型号的PLC、变频器、板卡、网卡等设备之间的相互通信。
    图10.40    连接上位机的PLC通信程序    下面讲解组态王6.0与三菱A系列PLC之间的具体通信设置步骤。    在组态王中选择“新建”→“工程”，取名为“通信工程”。    ·在开发界面选择“设备”→“PLC”→“三菱”→“中型PLC以太网”→“TCP/IP”；    ·为设备命名设为“PLC1”。    ·设置设备的IP地址，格式为“IP地址：端口号：连接超时时间”，本例为192.0.1.1:1296:3；最后单击设置完成。    经过上述设置后，当启动组态王工程“通信工程”时，组态王会自动连接上设备IP地址为192.0.1.1的PLC1，并在其信息框中显示连接成功信息。    以太网是当前应用最为广泛的计算机网络技术，它在PLC控制系统中的应用具有很大的优势。它有广泛的技术支持，已经成为网络通信领域的事实上的标准，同时，它还可以降低系统的开发、培训和维护的费用。正因为如此，以太网正在从不同的途径渗透到工业自动化产品中来，其发展趋势表明，以太网即将占据自动化控制系统中上层通信方案的主导地位。    PLC在以太网中可以方便地实现与上位计算机、其他PLC等的通信、数据交换、监控与管理。本例运用组态王与PLC进行通信，具有使用简单、可靠性高、运行稳定、调节灵活等优点。应用表明，基于以太网的PLC分布控制系统，具有较高的使用价值，值得在工业控制中推广。    可以预见，采用工业以太网将彻底打破了传统工业自动化的孤岛观点，使整个厂区可以按生产节点有机地构成一个远程监控网络，并逐步形成以网络集成自动化为基础的企业信息系统。