基于VC++的PC与PLC自由口通讯

林 盛，迟新利，曲延华，高庆忠

（沈阳工程学院， 辽宁 沈阳 110136）

作为新一代工业控制装置，PLC自上世纪 60年代产生以来，发展迅猛，被广泛应用于众多的工业控制现场。S7-200系列的PLC是西门子公司的小型PLC，从其推向市场的那天起，就以高可靠性和性价比在国内广受欢迎。在工业控制现场，往往需要上位机（PC）对下位机（PLC）进行监控，以实现控制的分散和管理的集中。但上位机的专用组态软件，往往价格昂贵，并且控制不够灵活。

如果可以自己编程实现PLC与上位机之间的通讯，必可起到节约成本提高效率的效果。可是若要完全由自己来编写一段用于通信的程序，必须对相关的网络协议及其他的一些较底层的技术有很深入的了解，这不是一件容易的事。本文将介绍一种简单的方法，借助于Visual Studio2010中的VC++开发工具，用户只需通过设置serialPort组件的属性并调用其方法，再在PLC内部进行简单的编程，就可经由自由口实现PC与PLC之间的通信。

1 PLC编程

S7-200的自由口通信模式建立在RS-485硬件基础上。如果PLC选择了自由口模式，用户就可以通过发送指令（XMT）、接收指令（RCV）、发送中断以及接收中断对通信口进行相应的操作。S7-200 PLC也允许用户对诸如数据长度、奇偶校验等进行简单设置设置[1]。对于XMT和RCV 指令，用户可以在编程当中为其指定相应的数据缓冲区。

最终的 PLC 程序应当由主程序、中断（接收完成/发送完成）子程序、读（写）操作子程序和校验子程序等组成，各个程序块各司其职。

主程序需要进行诸如打开端口、设置波特率和奇偶校验等操作，并按照适当的条件执行中断或其他子程序。

主程序与子程序部分示例代码如下：

NETWORK1//主程序

LD SM0.1//首个周期运行标志

MOVB 16＃05，SMB130//打开 COM1，无奇偶校验，数据位8，波特率为19 200，自由口模式

MOVB 16＃EC，SMB187//接收使能，以SM188和SM189内字符分别作为开始和停止字符，

MOVB 35，SMB188//以“#”做为开始字符

MOVB 38，SMB189//以“&”做为停止字符

MOVB 30，SMB194//30为最大可接收字节数，设定范围为1～255

MOVW +99，SMW192//设置通信信道空闲时间为99 ms

ATCH INT_0，23//以接收完成为标识，触发中断0

ATCH INT_2，9//以发送完成为标识，触发中断2

ENI //用户中断允许

RCV VB200 1//为COM1指定从VB200开始的缓冲区

NETWORK1//中断0，接收完成中断子程序

LDB=SMB186 16#20//接收完成状态标识

MOVB 10 SMB34//设置定时中断0的时间间隔为10 ms

ATCH INT_1 10//定时中断0超时，触发中断1

CRETI//返回

NOT

RCV VB200 1//上次接收完成，开始新的接收

NETWORK1//中断1

LD SM0.0//运行标识

DTCH 10//解除定时中断

XMT VB200 1//向COM1的缓冲区返回信息

完整的程序运行流程如图1所示。

图1 PLC程序流程图Fig.1 Program Flow Chart for PLC

2 PC编程

PC机侧程序采用微软公司的Visual C++工具开发。在以往的实践中，大家或利用标准通信函数、或利用第三方控件 MSComm、或利用 API函数[3]来实现串行通信

微软从 VisualStudio2005开发工具开始，在NETFramework类库包含了SerialPort组件，利用此组件，可以方便地实现串口通讯的多种功能[2]。SerialPort组件的常用属性极其描述如表1所示。

表1 SerialPort属性Table 1 Attribute of SerialPort

serialPort组件的串口属性要设置成与PLC串口参数相同的数值，其代码如下：

serialPort1.PortName=“COM1”；//设置通讯端口为COM1

serialPort1.BaudRate=9600；//设置波特率为9600bps

serialPort1.DataBits=8；//设置8位数据位

serialPort1.StopBits=System.IO.Ports.StopBits.One；//设置1位停止位

serialPort1.Parity=System.IO.Ports.Parity.None；//无奇偶校验

serialPort组件打开关闭串口采用的是调用类的Open()和 Close()方法。其读取数据的方法是多为同步阻塞调用，因此可以使用异步处理或线程间处理调用这些读取数据的方法，从而尽量避免在主线程中调用，由此可以显著提高系统的工作性能。

最终完成的通讯界面如图2所示，在这个通信界面上可以根据实际需要，自由设置串口的各个参数。在完成通信参数、命令类型和寄存器参数的设置后，便可发送指令数据。命令类型中05代表“读”，06代表“写”。

图2 PC程序界面Fig. 2 Program Interface of PC

4 结束语

随着 PLC在工业现场的大量普及和应用，对PLC的监控和管理显得日益重要。本文在PLC与PC的自由口通讯中，采用了VC++内置的serialPort组件，不但大大简化了编程，而且取得了不错的效果。在此基础上，配合PC与PLC 的通信协议，就可以开发出交互界面友好、功能强大的上位机监控系统，以较低的成本，满足众多中小企业自动化、信息化、网络化的要求。

［1］ 西门子(中国)有限公司. SIMATIC S7-200 可编程控制器系统手册[G]. 2008．

［2］ Ivor Horton，Visual C++2010入门经典 [M]. 第5版.北京：清华大学出版社，2010．

［3］ 高潮，罗强，郭永彩，扶新.用Visual C++实现PC与PLC之间的串行通讯[J].重庆大学学报（自然科学版），2006，29（6）：19-22．