MITSUBISHI PLC是三菱公司生產的可編程序控制器，由于該產品體積小，結構緊湊，性能可靠，易編程，系列全（根據(jù)被控對象的復雜程度，選用相應容量的PLC）等優(yōu)點，而被廣泛應用于各種場合和生產過程的現(xiàn)地控制中，可實現(xiàn)開關量采集、輸出，模擬量采集和輸出等功能。在實際應用中，有時往往需要實現(xiàn)遠方控制和監(jiān)視，因此PLC的長距離通訊問題具有實用性。這里介紹兩種PLC遠距離通訊方法。
我們先來分析一下PLC的特性。
一、FX2系列PLC通訊接口的物理特性
PLC裝置上帶有一個25針RS-422編程口，該口主要用于對PLC進行編程和調試。接口如示：
圖1
端口信號定義如下：
RXD：接收數(shù)據(jù)（Received Data)
TXD： 發(fā)送數(shù)據(jù) Transmitted Data)
DTR： 數(shù)據(jù)終端準備就緒（Data Terminal Ready)
DSR：數(shù)據(jù)裝置就緒（Data Set Ready)
PWE: PLC數(shù)據(jù)接收允許
在用PC機或便攜機對PLC進行編程和調試時，必須用一根專用通信電纜與之通信，當編程調試結束后，該口即處于閑置狀態(tài)。要想實現(xiàn)PLC長距離數(shù)據(jù)通訊，一種方法是采用PLC通訊擴展模件，這要增加額外的開銷，另一種方法就是利用其自身的編程口，也能達到同樣的效果，同時可節(jié)省開銷。出于保密等某種因素，PLC編程電纜的接口電路部分用強力膠密封，用戶無法查看。通過對其接口的分析和試驗，找到了用四線制方式實現(xiàn)PLC通訊的連接方法，即用PLC的4個引腳RXD（R+、R-）、TXD（T+、T-）經(jīng)長線與PC側的長線收發(fā)器相連接，通過長線收發(fā)器把信號轉換為RS-232后與PC的串口相連。其接口如圖2如示。
應當指出的是為了使PLC始終處于“數(shù)據(jù)裝置就緒”狀態(tài)，我們人為將4腳和7腳短接，同樣為了使PLC能接受主機的命令，也將21腳和20腳短接。
在實際應用中，PC機通常要與若干個PLC通訊，單個串口是實現(xiàn)不了的，此時需擴展端口來實現(xiàn)。選用MOXA Intellio C218 Turbo 系列串口卡帶Opt8F連接盒可實現(xiàn)與8個PLC相連。
Opt8F 是一個8串口RS-422、DB25孔式連接盒，帶光電隔離 。信號定義: TxD+(3)/-(16), RxD+(2)/-(14), GND(7) ，具備LED可監(jiān)看每個串口的TxD, RxD ；含1.5m DB62轉DB62接頭的電纜線，光電隔離最大可達500V ，數(shù)據(jù)傳輸速率: 50 bps ~ 115.2 Kbps。
硬件連接如圖所示：
如果PLC超過8個，可再擴展一塊C218卡。
這里，也可以選用MOXA系列C168卡，不過它的8串口是RS-232口，需外加長線收發(fā)器將 RS-422轉為RS-232后才能連到8串口上，連接方式同圖-2。
MITSUBISHI PLC是三菱公司生產的可編程序控制器，由于該產品體積小，結構緊湊，性能可靠，易編程，系列全（根據(jù)被控對象的復雜程度，選用相應容量的PLC）等優(yōu)點，而被廣泛應用于各種場合和生產過程的現(xiàn)地控制中，可實現(xiàn)開關量采集、輸出，模擬量采集和輸出等功能。在實際應用中，有時往往需要實現(xiàn)遠方控制和監(jiān)視，因此PLC的長距離通訊問題具有實用性。這里介紹兩種PLC遠距離通訊方法。
我們先來分析一下PLC的特性。
一、FX2系列PLC通訊接口的物理特性
PLC裝置上帶有一個25針RS-422編程口，該口主要用于對PLC進行編程和調試。接口如示：
圖1
端口信號定義如下：
RXD：接收數(shù)據(jù)（Received Data)
TXD： 發(fā)送數(shù)據(jù) Transmitted Data)
DTR： 數(shù)據(jù)終端準備就緒（Data Terminal Ready)
DSR：數(shù)據(jù)裝置就緒（Data Set Ready)
PWE: PLC數(shù)據(jù)接收允許
在用PC機或便攜機對PLC進行編程和調試時，必須用一根專用通信電纜與之通信，當編程調試結束后，該口即處于閑置狀態(tài)。要想實現(xiàn)PLC長距離數(shù)據(jù)通訊，一種方法是采用PLC通訊擴展模件，這要增加額外的開銷，另一種方法就是利用其自身的編程口，也能達到同樣的效果，同時可節(jié)省開銷。出于保密等某種因素，PLC編程電纜的接口電路部分用強力膠密封，用戶無法查看。通過對其接口的分析和試驗，找到了用四線制方式實現(xiàn)PLC通訊的連接方法，即用PLC的4個引腳RXD（R+、R-）、TXD（T+、T-）經(jīng)長線與PC側的長線收發(fā)器相連接，通過長線收發(fā)器把信號轉換為RS-232后與PC的串口相連。其接口如圖2如示。
應當指出的是為了使PLC始終處于“數(shù)據(jù)裝置就緒”狀態(tài)，我們人為將4腳和7腳短接，同樣為了使PLC能接受主機的命令，也將21腳和20腳短接。
在實際應用中，PC機通常要與若干個PLC通訊，單個串口是實現(xiàn)不了的，此時需擴展端口來實現(xiàn)。選用MOXA Intellio C218 Turbo 系列串口卡帶Opt8F連接盒可實現(xiàn)與8個PLC相連。
Opt8F 是一個8串口RS-422、DB25孔式連接盒，帶光電隔離 。信號定義: TxD+(3)/-(16), RxD+(2)/-(14), GND(7) ，具備LED可監(jiān)看每個串口的TxD, RxD ；含1.5m DB62轉DB62接頭的電纜線，光電隔離最大可達500V ，數(shù)據(jù)傳輸速率: 50 bps ~ 115.2 Kbps。
硬件連接如圖所示：
如果PLC超過8個，可再擴展一塊C218卡。
這里，也可以選用MOXA系列C168卡，不過它的8串口是RS-232口，需外加長線收發(fā)器將 RS-422轉為RS-232后才能連到8串口上，連接方式同圖-2。
二、 PLC 通訊機制
1.PLC通訊口參數(shù)
波特率：9600比特/秒
校驗方式：偶校驗
停止位：1位
校驗位：1位
傳輸方式：異步7位字符方式
2.PLC數(shù)據(jù)幀格式
PLC有三種通用寄存器：D寄存器、X寄存器、Y寄存器。D寄存器為數(shù)據(jù)寄存器，可存放雙字節(jié)整數(shù)，X寄存器為輸入位寄存器，字長8位，每一位對應一個開關量輸入點；Y寄存器為8位輸出寄存器，字長8位，每一位對應一個開關量輸出點；通過這三種寄存器，即可進行模擬量、開關量的采集，以及開出控制。
PLC的通訊是完全被動的半雙工通訊，要實現(xiàn)PLC數(shù)據(jù)的遠傳，首先要了解三種寄存器讀寫數(shù)據(jù)的幀格式，按照這個格式通過上位機對它發(fā)讀或寫命令（在軟件中一般用數(shù)組來存放該命令報文），PLC根據(jù)命令的性質作出響應。歸納起來只有兩種：寄存器讀和寫命令。其幀格式如下：
讀命令幀格式:
寫命令幀格式：
?。ㄗⅲ哼@里的高位指一個字節(jié)的高半字節(jié)，即高四位；低位指低半字節(jié)，以下同）
STX：報文起始標志
EXT：報文結束標志。
被讀的寄存器的組地址為4位ASCII碼，可從PLC手冊中查到。一次最多讀出64個字節(jié)。
通訊開始時，主機首先向PLC發(fā)查詢代碼ENQ（05H），如果PLC正常接收，則PLC回送確認代碼ACK（06H）作為應答，表示通訊建立，可以對PLC進行讀、寫命令。如果PLC不能識別命令，則返回NAK（15H）。應當注意的是PLC的響應有一定的延時（3秒以內），在收到命令后，PLC要在執(zhí)行完下一周期END指令后方才響應，因此主機在軟件上應考慮延時讀數(shù)和三次重發(fā)。
PLC響應后的數(shù)據(jù)格式：
校驗和的計算，以D寄存器的讀報文為例
讀D123寄存器，地址為10F6H,讀4個字節(jié)：
校驗和是報文內CMD和ETX中間（包括CMD和ETX）各字節(jié)之和，上面報文校驗和=30H+31H+30H+46H+36H+30H+34H+03H= 174H，取后兩位74H，即為校驗和，用ASCII碼表示就是：37H和34H。
例如D寄存器中的數(shù)據(jù)為D123：1234H ， D124：ABCDH，則PLC響應后，向PC發(fā)送數(shù)據(jù)報文為：
3、軟件
PC機COM1端口初始化程序（與PLC端口參數(shù)一致）
........
outputb(0x3fb,0x80); /*通訊線控制寄存器控制字，訪問波特率除數(shù)鎖存器*/
outpoutb(0x3f8,0x0c); /*除數(shù)鎖存器控制字低位，定波特率*/
outportb(0x3f9,0x00); /*除數(shù)鎖存器控制字高位，定波特率*/
outportb(0x3fb,0x1a); /*通訊線控制寄存器控制字，定數(shù)據(jù)格式*/
outportb(0x3fc,0x03); /*MODEM控制寄存器控制字*/
......
port_test:
outportb(0x3f8,ENQ);
do {
in=inportb(0x3fd);
}while(!in&0x01);
in=inportb(0x3f8);
if(in==NAK)
{
printf("Error NAK!\r\n");
goto port_test
}
if(in!=ACK)
{printf("NOT RECEIVED ACK!\r\n");
goto port_test;
}
.......
8串口方式的端口初始化程序：
.........
stat=sio_reset();
stat=sio_open(port);
stat=sio_ioctl(port,B9600,P_EVEN|BIT-7|STOP_1);
port_test:
stat=sio_putch(port,0x05);
in=sio_getch(port);
if(in!=0x06) goto port_test
..........
三、結束語
以上的軟硬件方案已在漫灣電廠壩區(qū)閘門的數(shù)據(jù)采集和控制中得到應用，實現(xiàn)了單臺工控機與10余臺PLC的通訊，并與監(jiān)控系統(tǒng)相連，實現(xiàn)了壩區(qū)閘門的遠方監(jiān)視和控制，數(shù)據(jù)通信可靠。