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基于C++Builder API函数的欧姆龙PLC串行通信

发表于:2019-05-26 11:25 作者:新闻小编 来源:新闻小编

1 引言

  计算机串行通信是计算机与控制设备(plc)进行数据传送的基本通信方式,也是实现工业自动控制经常用到的通信模式。每一种通信方式都严格约定了与其对应的通信协议,要确保计算机与plc之间能正常通信,就必须遵照其通信协议编写通信程序。

2 串行通信

  串行通信在工业系统控制的范畴中一直占据着极其重要的地位,串行端口(rs-232)是计算机上的标准配置,常用于连接调制解调器来传输数据,在计算机的硬件设备管理器中可以看到,定义为com1、com2等。常用的串行通信方式有两种,分别是rs-232和rs-485,本文以rs-232方式为例进行介绍。

3 上位机编程

  3.1 c++builder编程

  c++builder是由borland公司推出的产品。它采用c++语言作为开发语言,是面向对象语言,具有可视化编程界面且功能强大。

  3.2 c++builder串行通信相关api函数

  c++builder本身并不提供单独的串行通信组件,而是使用一些windows api的函数来达到此目的。这些函数是由操作系统所提供,可以为程序设计人员提供相当多的执行功能。api中与串行通信相关的函数约有20个,本文将对经常使用的函数作讨论。

  (1) 打开串行端口

  hcomm=createfile(comno,generic_read|generic_write,0,null,open_existing,0,0)

  函数参数定义如下:

  hcomm:createfile()函数的返回值,程序使用此返回值进行相关的串行端口操作。

  comno:定义串行端口号,为com1、com2等。

  generic_read|generic_write:对串行端口的读/写操作。

  0:是否共享串行端口,通常不会将串行端口与其它程序共享,因此设为0,否则为1。

  null:函数的返回值hcomm是否可被子程序继承,此处设为不可继承。

  open_existing:打开端口的方式,串行端口是一种设备,必须指定为open_existing方式。

  0:使用同步或异步方式传输数据,同步方式编程简单,速率快,因此设为0,否则为1。

  0:由于使用串行端口编程,设为0。

  (2) 得到串行端口状态:

  getcommstate(hcomm,dcb)

  函数参数定义如下:

  hcomm:createfile()函数的返回值。

  dcb:串行端口控制块地址,负责对串行端口参数进行设置,具体参数如下:

  dcb.baudrate:设置串行端口的波特率,有19200kb/s、9600kb/s、4800kb/s几种,一般为:9600kb/s。

  dcb.bytesize:设置串行端口的数据位数,有5、6、7、8几种,欧姆龙plc数据位数为7。

  dcb.parity:设置串行端口的校验位检查,有none、even、odd几种,设为none。

  dcb.stopbits:设置串行端口的停止位数,有1、1.5、2几种, 欧姆龙plc的停止位数为1。

  (3) 设置串行端口状态:

  setcommstate (hcomm,dcb)

  函数参数定义与getcommstate()函数相同。

  (4) 向串行端口写数据:

  writefile(hcomm,senddata,bs,lrc,null)

  函数参数定义如下:

  hcomm:createfile()函数的返回值。

  senddata:写数据的地址。

  bs:写入数据的字节数。

  lrc:被写入的数据地址。

  null:写入数据的同步检查,串行端口采用同步通信时可以设为null。

  (5) 清除串行端口的错误或将串行端口当前的数据状态送至输入缓冲区:

  clearcommerror(hcomm,dwerror,cs)

  函数参数定义如下:

  hcomm:createfile()函数的返回值。

  dwerror:返回错误信息代码。

  cs:指向串行端口状态的结构变量。

  (6) 从串行端口的输入缓冲区读出数据:

  readfile(hcomm,inbuff,cs.cbinque,nbytesread,null);函数参数定义如下:

  hcomm:createfile()函数的返回值。

  inbuff:指向用来存储数据的地址。

  cs.cbinque:读取数据的字节数。

  nbytesread:总的读取字节数。

  null:如果不进行后台工作,串行端口设为null。

  (7) 关闭串行端口:

  closehandle(hcomm)

  函数参数定义如下:

  hcomm:createfile()函数的返回值。

4 plc通信数据帧介绍

  计算机与欧姆龙plc通信时,按应答方式进行。由计算机发给plc一组ascii码字符数据,这一组数据成为命令块。plc收到命令块后经分析认为命令正常,则按照命令进行操作,将操作结果返回给计算机。plc返回给计算机的这一组数据称为响应块。若plc收到命令后经分析确认命令不正常,则返回给计算机错误命令块。计算机和plc通信时,欧姆龙plc是被动的,必须先由计算机给plc发出命令块,plc再给计算机发出响应块。命令块和响应块以帧(frame)为单位进行传送,一帧最多由131个字符组成。下面将欧姆龙plc命令帧与响应帧的组成结构介绍如下:

  4.1 命令帧

  命令帧组成结构如图1所示。

  帧结构解析:

  @:在起始处必须放置

  节点号:有效值为0031, 表示pc机最多可同32台plc通信

  头代码:plc的命令代码

  发送文本:pc机发送的命令参数

  fcs(frame check sequence) :帧检查顺序代码(帧校验码)

  帧校验码是2位(bit) 十六进制数。它是由帧数据包含的所有字符的ascii码进行位异或运算的结果。

  终止符:*号和回车符cr

  举例如下:

  读h区命令帧结构如图2所示。

  4.2 响应帧

  响应帧结构如图3所示。

  帧结构解析:

  @ :返回命令头

  节点号 :有效值为0031,返回数据的plc节点号

  头代码 :plc的命令代码

  尾代码 : 返回命令完成状态码

  接收文本: 在有数据时返回的数据

  fcs :帧检查顺序代码

  终止符:*号和回车符cr

  举例如下:

  读h区响应帧结构图4所示。

  4.3 fcs(帧数据冗余校验码)的计算

  为了降低串行通信的误码率,在接收和发送端都必须对数据进行校验,常用的方法是进行fcs校验。对帧数据进行冗余校验计算时,应对帧数据中各个字符的ascii码进行位异或运算,然后将结果转为2位十六进制字符。

5 c++builder api函数应用

  5.1 通信主程序的设计架构

  通信主程序的主要功能:实现计算机对plc的运行控制和状态监视,即构成一个闭环监控系统,程序设计架构如图5所示。

  5.2 打开串信端口

  (1) 打开通信端口,对端口进行初始化设置,工作流程如图6示。

  (2) 打开通信端口程序源代码:

  void__fastcall tform1::button1click(tobject *sender)

  {

  char *comno;

  dcb dcb;

  string temp;

  temp=com+inttostr(rdcom-》itemindex+1);

  comno=temp.c_str() ;

  hcomm=createfile(comno,generic_read|generic_write,

  0,null,open_existing,1,0);

  if(hcomm==invalid_handle_value)

  {

  messagebox(0,打开通信端口错误,请检查端口是否被占用!! ,comm error,mb_ok);

  return;

  }

  getcommstate(hcomm,dcb);

  dcb.baudrate=cbr_9600;

  dcb.bytesize =7;

  dcb.parity =evenparity;

  dcb.stopbits =onestopbit;

  setcommstate(hcomm,dcb);

  if(!setcommstate(hcomm,dcb))

  {

  messagebox(0,通信端口设置错误!!!,set error,mb_ok);

  closehandle(hcomm);

  return;

  }

  }

  5.3 写plc内存数据

  (1) 将计算机发出的命令写入plc,实现计算机对plc的控制功能。工作流程如图7示。

  (2) 写plc内存函数程序源代码:

  string tform1::write(string address,string value)

  {

  unsigned long lrc,bs;

  string temp;

  char *senddata;

  char inbuff[1024];

  int ln,i=0;

  string word,check;

  dword nbytesread,dwevent,dwerror;

  comstat cs;

  word=@00wd+address+value;

  if(hcomm==0)

  {

  messagebox(0,串口未打开!!!,错误信息,mb_ok);

  return(0);

  }

  temp=outchecksum(word);

  senddata=temp.c_str() ;

  bs=strlen(senddata);

  loop:

  if(++i《=3)

  {

  writefile(hcomm,senddata,bs,lrc,null);

  sleep(100);

  if(hcomm==invalid_handle_value) return(0);

  clearcommerror(hcomm,dwerror,cs);

  if(cs.cbinque》sizeof(inbuff))

  {

  purgecomm(hcomm,purge_rxclear);

  return(0);

  }

  readfile(hcomm,inbuff,15,nbytesread,null);

  check=inbuff;

  if(check.substring(6,2)!=00)

  {

  goto loop;

  }

  }

  else

  {

  messagebox(0,数据写错误,通信错误,mb_ok);

  }

  }

  5.4 读plc内存数据

  (1)从plc中读取数据,监视plc的运行数据,工作流程如图8示。

  (2) 读plc内存函数程序源代码:

  string tform1::read(string address,string value)

  {

  string readdata,readdata1,readdata2;

  string temp;

  unsigned long lrc,bs;

  char *senddata;

  int ln,i=0,len;

  dword nbytesread,dwevent,dwerror;

  comstat cs;

  char inbuff[1024];

  string word;

  word=@00rd+address+value;

  if(hcomm==0) return(0);

  temp=outchecksum(word);

  senddata=temp.c_str();

  bs=temp.length();

  loop:

  if(++i《=3)

  {

  writefile(hcomm,senddata,bs,lrc,null);

  sleep(100);

  if(hcomm==invalid_handle_value) return(0);

  clearcommerror(hcomm,dwerror,cs);

  if(cs.cbinque》sizeof(inbuff))

  {

  purgecomm(hcomm,purge_rxclear);

  return(0);

  }

  cs.cbinque=4*strtoint(value)+11;

  readfile(hcomm,inbuff,cs.cbinque,nbytesread,null);

  inbuff[cs.cbinque]=`\0`;

  readdata =inbuff;

  len=readdata.length();

  if(len==0)

  {

  goto loop;

  }

  if(readdata.substring(6,2)!=00)

  {

  goto loop;

  }

  if(inchecksum(readdata)!=1)

  {

  goto loop;

  }

  }

  else

  {

  messagebox(0,读数据错误,通信错误,mb_ok);

  }

  return(readdata);

  }

6 结束语

  本文围绕如何使用c++builder

  api函数编写出符合计算机与欧姆龙plc串行通信协议的控制程序进行阐述,项目已经调试通过运行。

本文链接地址: http://www.hch111.net/tiyu/1034.html

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