上位机与PLC间的串行通信.docVIP

Delphi的MSCOMM实现上位机与PLC间的串行通信 一 上位机与PLC间的串行通信 随着现代信息技术的发展以及计算机网络的广泛应用，计算机通信技术已经日趋成熟。作为传统的计算机通信方式的串行通信，由于具有线路简单、应用灵活、可靠性高等一系列优点长期以来获得了广泛的应用。计算机串行通信在数据财经、数据通信、故障检测、计算机远程监控等方面有广泛的实用价值，特别在Windows下的串口通信可以充分利用Windows下的软件资源优势，实现多任务条件下对外部的数据传输、信息收集和处理。在本系统中，我们采用了性能/价格比较高的计算机构成厂级的监控工作站。在PLC与上位计算机之间采用RS-485和RS-232C标准通信接口进行通信。 在两级计算机控制系统中，最不稳定的环节就是上位机。为了保证系统的稳定性，避免因上位机的故障导致系统控制失灵，所有采集到的信号都反馈到PLC当中。上位机需要通过串行通信取得所需的数据信息，并通过串行通信将必要的控制信息和参数设置信息写入PLC的数据存储区。因此，串行通信作为上位机和下位机联系的唯一方式，在整个系统中具有非常重要的作用。 ? 1.1上位机与PLC间的串行通信 计算机与计算机或计算机与外部设备之间的数据传输和交换的方式主要有串行通信和并行通信两种方式，其中串行通信指的是数据逐位传输的方式。由于串行通信方式具有使用线路少、成本低，特别是在远程传输时，避免了多条线路特性的不一致而被广泛采用。 ? 1.1.1串行通信 串行通信方式又可分为两种：同步串行通信方式和异步串行通信方式。 1.同步串行通信方式：同步串行通信是以数据块（字符块）为信息单位传送，每帧信息可以包含很多字符。同步通信要求通信双方以相同的速率进行，而且要准证确协调，通常通过共享一个时钟或定时脉冲源保发送方和接收方准确同步。这种通信方式的效率较高，但是对时钟同步要求非常严格，成本较高。 2.异步串行通信方式：异步串行通信以字符为信息单位传送。双方需要遵守异步通信协议，以字符为数据单位，发送方传送字符的时间间隔不确定。每个字符传输都以起始位开始，以停止位结束。通信双方所指定的字符的数据位数，奇偶校验方法和停止位数必须相同。其传输效率比同步通信方式低，但是成本较低。 异步通信是在以起始位开始、停止位结束的一个字符内按约定的频率进行同步接收。各个字符之间允许有间隙，而且两个字符之间的间隔是不固定的。在同步通信方式中，不仅同一字符中的相邻两位间的时间间隔要相等，而且相邻字符间的时间间隔也要求相等，这也是同步通信和异步通信方式的主要差别所在。 因此，异步串行通信一般用在数据传送时间不能确知，发送数据不连续，数据量较少和数据传输速率较低的场合；而同步串行通信则用在要求快速、连续传输大批量数据的场合。 1.1.2串行通信接口标准 在串行通信时，要求通信双方都采用一个标准接口，使不同的设备可以方便地连接起来进行通信。在设计通信接口时，一般都采用标准接口以提高其通用性。本系统中，上、下位机进行通信首先面临的问题就是通信标准的选择问题。 1、RS-232C接口标准 RS-232C接口标准（全称EIA-RS-232C标准）是在1969年由美国电子工业联合会（EIA，Electronic Industrial Associate-Recommended Standard-232C）与Bell公司、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同开发的用于串行接口的通信协议。它最初是为远程通信连接数据终端设备DTE（Data Terminal Equipment）和数据通信设备DCE（Data Communication Equipment）而制定的[46]。虽然这个标准的制定没有考虑计算机系统的应用要求，但是广泛的用于计算机与终端或外设之间的连接。 RS-232C标准规定了在串行通信时，数据终端设备和数据通信设备之间的接口信号。其中常用信号的名称、引脚号以及功能如表4-1所示。 表4-1 RS-232C常用信号定义 引脚号 信号名称 简称 信号功能说明 2 发送数据 TxD DTE向DCE发送串行数据 3 接收数据 RxD DTE从DCE接收串行数据 4 请求发送 RTS 请求通信设备切换到发送方向 5 清除发送 CTS 响应DTE请求，提示DCE开始发送 6 数据设备就绪 DSR DCE通信设备就绪 7 信号地 SG 整个电路的公共信号地 8 数据载波检测 DCD DCE收到载波 20 数据终端就绪 DTR DTE终端设备就绪 22 振铃 RI 通信线路上有振铃 RS-232C的电气特性：RS-232C采用的是负逻辑工作，即逻辑“1”用负电压(-3~-15V)表示，逻辑“0”用正电压(+3~+15V)表示。介于-3V和+3V之间以及低于-15V或高于+15V的电压没有意