近年來，隨著可編程控制器（以下簡稱plc）技術(shù)的不斷發(fā)展，速度、功能、可靠性和穩(wěn)定性的不斷提升，其在工業(yè)控制中的運(yùn)用越來越廣泛。個人計(jì)算機(jī)（以下簡稱pc）具有人機(jī)界面好，編程軟件豐富，數(shù)據(jù)處理快，信息存儲方便，圖像功能完善等優(yōu)點(diǎn)。以plc為下位機(jī)，以pc機(jī)為上位機(jī)的聯(lián)機(jī)控制模式，結(jié)合了plc與pc各自的優(yōu)點(diǎn)，提高了控制能力和可靠性，不僅操作使用方便，產(chǎn)品造價(jià)也較低，因而成為工業(yè)控制中應(yīng)用較多的模式。本文以電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制為實(shí)例，說明松下fp1系列plc與pc實(shí)現(xiàn)聯(lián)機(jī)控制的方法。
1. 松下fp1系列plc與pc機(jī)的通信連接
松下fp1系列plc均設(shè)有一個rs422串行通信接口。該接口既可用于plc與pc機(jī)聯(lián)機(jī)進(jìn)行梯形圖程序編程與調(diào)試，也可用于正常工作時的數(shù)據(jù)通信。pc機(jī)一般均設(shè)有一個以上的rs232c串行通信接口。由于rs232c和rs422屬于不同的串行通信接口，通信信號的類型和工作方式不一樣，因此，plc與pc進(jìn)行串行通信連接時，必須在中間安裝一個rs422/rs232c適配器來完成信號的轉(zhuǎn)換（部分plc也具有rs232c口，此時可直接連接）。fp1系列plc與pc機(jī)的通信連接如圖1所示。
2. plc控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)電路設(shè)計(jì)
plc控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)的接線如圖2所示，其中sb0、sb1、sb2開關(guān)按鈕分別用于控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止；km1、km2分別為電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制的接觸器。由于plc直接控制交流接觸器，所以plc應(yīng)選擇繼電器輸出型，并在接觸器回路采用互鎖來保證電路的安全。
3. pc與plc的聯(lián)機(jī)控制程序
按上述圖1完成plc與pc機(jī)的通信連接后，還需采用plc聯(lián)機(jī)編程軟件或手持編程器對plc內(nèi)部通信參數(shù)專用的系統(tǒng)寄存器no.410~no.418進(jìn)行設(shè)定，具體為：串口選擇為com1，波特率為9600bps，數(shù)據(jù)位長度為8位，停止位為1位，奇校驗(yàn)，單元號為1。
4．plc控制程序
plc的控制程序要既能現(xiàn)地控制，又能使pc機(jī)通過串口通信實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制和電機(jī)狀態(tài)信息反饋。具體程序如圖3所示。
程
序中為實(shí)現(xiàn)pc機(jī)對電機(jī)的控制使用了r100、r101和r102三個內(nèi)部繼電器。內(nèi)部繼電器可由pc機(jī)按松下fp1系列plc的newtocol專用通信協(xié)議（具體協(xié)議可參考廠家資料），以發(fā)送特定字符串的形式進(jìn)行讀寫。為了仿效按鈕操作的效果，三個內(nèi)部繼電器由上位機(jī)置位后啟動對應(yīng)的定時器，經(jīng)0.8s后由定時器對內(nèi)部繼電器自動進(jìn)行復(fù)位。
5. pc機(jī)控制程序與界面
作為上位機(jī)，pc機(jī)通過人機(jī)界面，將操作人員的操作指令轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的通信字符串并經(jīng)串口發(fā)送至plc，實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的控制；另一方面，pc機(jī)定時讀取plc寄存器的數(shù)據(jù)，從而可判斷出plc對電動機(jī)的控制狀態(tài)并在人機(jī)界面上顯示出來。
pc機(jī)的程序利用visual basic 6.0進(jìn)行開發(fā)，首先，從菜單“工程”→“部件…”→“控件”中添加串行口通信控件microsofc comm control 6.0到工具箱中，然后從工具箱中往窗體添加下表所列的控件。
序號
控件類型
控件名稱
說 明
1
form
frmmain
程序主窗體
2
frame
frame1
框架
3
mscomm
mscomm1
串口通信控件
4
timer
timer1
定時器
5
commandbutton
cmdzz
正轉(zhuǎn)按鈕
6
commandbutton
cmdfz
反轉(zhuǎn)按鈕
7
commandbutton
cmdtj
停機(jī)按鈕
8
label
labdjzt
電機(jī)狀態(tài)顯示標(biāo)簽
添加上述控件后的程序窗體如圖4所示。
pc機(jī)的控制程序如下：
private sub form_load() '窗體加載過程
mscomm1.commport = 1 '通信控件選用pc機(jī)的串口1
mscomm1.settings = 9600,o,8,1 '設(shè)定串口1的波特率為9600bps，奇校驗(yàn)，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位
mscomm1.portopen = true '打開串口1
timer1.interval = 1000 '定時器1的定時值為1s
timer1.enabled = true '啟動定時器1
end sub
function com(a as string, b as integer) '向plc讀寫寄存器內(nèi)容函數(shù)
mscomm1.inbuffercount = 0 '清空串口的接收緩沖區(qū)
mscomm1.output = a '將要發(fā)送的字符串從串口發(fā)送出去
do
doevents
loop until mscomm1.inbuffercount >= b '等待plc的響應(yīng)字符至一定位數(shù)
com = mscomm1.input '讀入串口接收到的字符串
end function
private sub timer1_timer() '定時讀取y0、y1的值以判斷電機(jī)當(dāng)前狀態(tài)
a = %01#rcp2y0000y0001** + chr(13) '定義讀y0、y1值的通信字符串
s = com((a), 9) '讀y0、y1的當(dāng)前值
if mid(s, 7, 1) = 1 then '返回字符串中第7位為1表示y0接通，電機(jī)正轉(zhuǎn)
cmdzz.enabled = false '電機(jī)已正轉(zhuǎn)，禁止操作正轉(zhuǎn)按鈕但可操作反轉(zhuǎn)按鈕
cmdfz.enabled = true
labdjzt.caption = 電機(jī)當(dāng)前狀態(tài)：正轉(zhuǎn)
elseif mid(s, 8, 1) = 1 then '反轉(zhuǎn)
cmdfz.enabled = false '電機(jī)反轉(zhuǎn)，禁止操作反轉(zhuǎn)按鈕但可操作正轉(zhuǎn)按鈕
cmdzz.enabled = true
labdjzt.caption = 電機(jī)當(dāng)前狀態(tài)：反轉(zhuǎn)
elseif mid(s, 7, 1) = 0 and mid(s, 8, 1) = 0 then '停機(jī)
cmdfz.enabled = true '電機(jī)已停止，可操作正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)按鈕
cmdzz.enabled = true
labdjzt.caption = 電機(jī)當(dāng)前狀態(tài)：停止
end if
end sub
private sub cmdzz_click() '正轉(zhuǎn)指令
a = %01#wcsr01001** + chr(13) '定義將r100置1，啟動正轉(zhuǎn)的通信字符串
s = com((a), 7)
end sub
private sub cmdfz_click() '反轉(zhuǎn)指令
a = %01#wcsr01011** + chr(13) '定義將r101置1，啟動反轉(zhuǎn)的通信字符串
s = com((a), 7)
end sub
private sub cmdtj_click() '停機(jī)指令
a = %01#wcsr01021** + chr(13) '定義將r102置1使電機(jī)停轉(zhuǎn)的通信字符串
s = com((a), 7)
end sub
運(yùn)行上述程序，既可在pc機(jī)上實(shí)現(xiàn)對電機(jī)正反轉(zhuǎn)以及停止的控制，也可在現(xiàn)地通過sb0、sb1和sb2按鈕實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的控制；既可在現(xiàn)地啟動或停止電機(jī)轉(zhuǎn)動，也可在pc機(jī)上實(shí)現(xiàn)停機(jī)或電機(jī)轉(zhuǎn)動控制。由于pc機(jī)定時讀取plc內(nèi)部y0、y1的值，所以在現(xiàn)地操作改變電機(jī)的工作狀態(tài)時，在pc機(jī)程序中可顯示出當(dāng)前電機(jī)的工作狀態(tài)并禁止相應(yīng)的操作，真正實(shí)現(xiàn)了pc與plc的聯(lián)機(jī)控制。
6. 結(jié)束語
上述設(shè)計(jì)已在實(shí)踐中應(yīng)用。經(jīng)驗(yàn)證，可在此基礎(chǔ)上，增加聯(lián)機(jī)通信故障自動檢測報(bào)警功能，利用數(shù)據(jù)讀寫命令實(shí)現(xiàn)聯(lián)機(jī)大批量數(shù)據(jù)傳送，根據(jù)現(xiàn)地來的狀態(tài)信息增加pc機(jī)動畫演示功能，從而使pc與plc的聯(lián)機(jī)控制程序更加完善，控制界面更加形象。根據(jù)上述原理，結(jié)合pc與plc控制的特點(diǎn)，可在其它控制場合使用上述方法實(shí)現(xiàn)雙機(jī)甚至多機(jī)聯(lián)機(jī)控制。