一個完整的命令幀由控制字元STX(02H)、命令碼(CMD)、資料段、控制字元ETX(03H)以及和校驗碼五部分組成。其中，和校驗碼是從命令碼到控制字元ETX的所有字元的ASCII碼(十六進位制)相加所得結果的最低兩位數。

    ①PC機“讀”命令幀

    “讀”命令幀由報文開始標誌、命令碼、軟元件首地址、軟元件資料長度(位元組數)、報文結束標誌以及和校驗碼組成。

    當通訊正確時，PLC返回的應答幀由報文開始標誌、資料段、報文結束標誌以及和校驗碼組成；通訊出錯時，PLC應答“NAK”。

    ②PC機“強制ON”命令幀

    PC機“強制ON”命令幀由報文開始標誌、命令碼(37H)、軟元件地址、報文結束標誌以及和校驗碼組成。接收命令正常時，PLC應答“ACK”；接收出錯時，PLC應答“NAK”。

    ③PC機“強制OFF”命令幀

    PC機“強制OFF”命令幀由報文開始標誌、命令碼(38H)、軟元件地址、報文結束標誌以及和校驗碼組成。接收命令正常時，PLC應答“ACK”；接收出錯時，PLC應答“NAK”。

    ④PC機“寫”命令幀

    PC機“寫”命令幀由報文開始標誌、命令碼、軟元件首地址、軟元件資料長度(位元組數)、待寫入軟元件的資料、報文結束標誌以及和校驗碼組成，如圖3所示。寫入正常時，PLC應答“ACK”；寫入出錯時，PLC應答“NAK”。

圖3 “寫”命令幀

3 LabVIEW程式設計

    在LabVlEW程式設計中，系統利用虛擬儀器軟體規範VISA(virtual instrument software architecture)實現序列通訊。VISA本身並不具有儀器程式設計能力，它通過呼叫相應裝置驅動器的高層應用程式程式設計介面(API)進行程式設計。

    首先對埠進行配置，然後傳送“ENQ”訊號給PLC請求通訊，在收到PLC返回的“ACK”訊號後，PC機連續對PLC進行“讀取”和“寫入”操作，通訊結束後關閉埠。PC機和PLC序列通訊的程式結構如圖4所示。

圖4 序列通訊程式流程圖

3.1 串列埠初始化

    串列埠按照Fx系列PLC的標準通訊引數進行配置：①波特率為9 600 bit／s；②資料位元為7位；③奇偶校驗方式採用偶校驗；④停止位為1位。

3.2 請求通訊

    開始通訊時，PC機發送“ENQ”指令查詢PLC是否準備好，同時也檢查PC機到PLC的連線是否正確。當接收到字元後，若PLC處在RUN狀態，則要等到本次掃描週期結束時才應答；若PLC處在STOP狀態，則馬上應答。通訊正常時，PLC應答“ACK”；通訊出錯時，應答“NAK”。

3.3 讀取PLC軟元件狀態

    程式首先通過VISA寫入節點發送命令字元“0”讀取PLC相應軟元件的狀態，然後VISA讀取節點獲得PLC返回資料。寫入和讀取的字串都是十六進位制形式的。通過對讀取的字串的拆分可獲得相應軟元件每一位的狀態，從而起到監視PLC的作用。

3.4 資料寫入PLC軟元件

    程式首先通過VISA寫入節點發送命令字元“1”對相應的軟元件進行寫入操作，然後VISA讀取節點獲得PLC返回的應答幀，若寫入正確，PLC應答“ACK”；若寫入錯誤，PLC應答“NAK”。將寫入資料傳送至PLC軟元件所對應的地址，即可對軟元件的任意位進行實時操作。資料寫入PLC的程式框圖如圖5所示。

圖5 資料寫入PLC的程式框圖

3.5 關閉串列埠

    通訊結束後，需使用VISA關閉節點關閉串列埠裝置，否則程式會一直佔用串列埠資源，導致其他程式無法訪問。

4 結束語

    以PC機和PLC分別構成上、下位機的監控系統在工業控制中應用廣泛。本文通過程式設計口直接實現三菱PLC與PC機之間的序列通訊，無需使用通訊模組，既節省了成本又簡化了系統，具有較大的實用價值。同時，結合相關硬體，本文以LabVlEW作為開發平臺設計了相應的通訊程式。實驗結果表明，該通訊方式方便簡單、穩定可靠，具有廣泛的應用