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摘 要：目前,由计算机与PLC组成的通讯系统在各种工业现场中被广泛采用.然而,信息传输中由于信道本身的原因或是周围环境噪声的影响,导致信息传输中误码的出现.本文将分析实际中经常用到的一些差错控制方法.
关 键 词 ：循环冗余校验差错控制PLC
前言
随着生产自动化程度的提高,网络化和强通信能力成为PLC发展的一个主要方面.从世界范围来看,PLC及其网络朝着工作速度越来越快、控制规模越来越大、内部器件越来越多,内存容量越来越大等方向发展.
一、PLC简介
PLC（可编程逻辑器件）,即生产中自动化控制仪器设备的器件,它内置可编程可复写的存储器,通过PLC特有的编程语言对器件进行控制,通过程序可以实现逻辑运算、算术、定时、顺序控制等嵌入式器件常用的功能,再使用输入＼输出接口连接需要控制的自动化设备,就可以实现工业生产的自动化控制.PLC具有体积小,使用方便,编程简单,性能价格比高等优点,但是PLC也有着嵌入式设备普遍的局限性,那就是器件的存储空间有限、芯片的逻辑和数据处理能力较弱、无可视化的界面等等,这些缺陷都制约着PLC性能的发挥,往往不能满足生产设备高度自动化的需求.计算机与PLC的联合控制就可以很好的解决这些缺陷,使PLC自动化控制的性能完全发挥到工业生产中.计算机与PLC通信的工作原理是将PLC采集的部分数据,通过通信的方式发送给计算机,利用计算机强大的数据处理能力将处理好的数据传回给PLC,实现高度自动化控制,同时计算机可连接显示器,可以将实时数据显示出来,有利于人机交互.[1]
二、计算机与 PLC 通信方式分析
计算机与 PLC 之间通信一般采用串行通信.串行通信方式可有效降低成本.并行通信虽其传输速度快,但传输线数目多,成本较高,因此计算机与 PLC 之间通信都采用的两点间直通方式,两点间直接通信有单工、半双工和全双工三种通信形式,不涉及到网通信的问题.计算机与 PLC 之间是双向通信,采用半双工通信和全双工通信形式.串行通信接口标准中 RS232C 接口标准采用的是全双工模式,这样在线路上传送的电平有更强的抗干扰能力；串行通信接口标准中 RS422与 RS485 接口标准分别采用全双工和半双工,数据信号采用差分传输方式.计算机与 PLC的数据通信,计算机的串口采用的是 RS232 协议,而 PLC 的串口采用 RS485 的协议.
在计算机与PLC通信时,先声名两个字节型动态数组,分别用于存储和接收数据.在数据发送前,先对所有数据使用StrConv函数,进行处理,把汉字、双字节字符和单字节字符作一转换,转换成字节节型数据后,再将数据传送出去.在接收数据部分,把输入缓冲区数据读入InByte动态数组中,然后,再从字节数组中根据需要提取数据,进行显示.程序框图如图1,2所示.
三、计算机与 PLC 通信中的自动化数据分析与处理
计算机与 PLC 之间的通信是基于数字通信方式,数字通信码是由计算机最基本的二进制编码方式实现.数字、符号、英文字母和中文都是由“0”和“1”两个字符按程序制定的编码方式在计算机与 PLC 之间传输的.在 8 位代表一个字节的串行数据传输命令中,ASCII 码在 0 和 127 之间时,串行通信控件在传输数据时,可以采用Text Mode 模式取回数据.此时的 Input 模式等于 0,这种数据模式在缓冲区取回的是字符串.在 Input 模式等于 1 时,从数据缓冲区取回的数据是个二进制数据,所以,如果不能确定传输数据的 ASCII 码值时,可以采用 Text Mode 这种方式.但如果 ASCII 码值在 128 和 255之间时,接收到的数据在 80H 以上,传送给计算机时,将自动拆成41H 和 42H,这显然是错误的.PLC 的现场采集数据将造成丢失,无法正常通信.
在数字通信数据的传输过程时,首先要使用函数把单字节、双字节和汉字进行数据转换,数据进入缓冲区存入字节数组中,根据程序需要从数组中读取数据,完成自动化控制或者是数据显示.具体的软件流程为首先引用通信控制生命字节数组,在字节数组中填入需要发送的数据,然后为字节数组名称填入输出属性,通过通信接口传输完成发送数据.因此计算机和 PLC 双方在接收数据的时候,往往会受到实际生产中干扰源的干扰信号,需要对数据进行校验码校验,避免数字信号叠加导致的实际生产停滞.在实际经常采用奇偶校验、水平奇偶校验和用了纠正部分错误的水平垂直奇偶校验等.[2]
在数字通信数据的传输过程中,往往会受到工业生产中其他干扰源的干扰,给通信数据叠加上了很多干扰信号,这些干扰信号并不是我们想要得到的,如果使用原有程序对叠加了干扰信号的数字信号进行处理就会导致通信错误,计算机就不能给PLC返回正确的操作信号,严重时可直接致使工业生产停滞.所以不论是计算机方还是PLC方,当作为接收方时就需要对传输过来的数据进行检验码校验,确认数据无误才能使用,如数据有误可对其进行纠正.常有的检测码有奇偶校验码,奇偶校验码是一种通过增加冗余位使得码字中"1”的个数恒为奇数或偶数的编码方法,在实际使用时又可分为垂直奇偶校验、水平奇偶校验和水平垂直奇偶校验等几种,其中水平垂直奇偶校验可用来纠正部分差错.
数据发送端在数据发送之前,需要对数据进行编码转换,将汉字、英文字母这些双字节和单字节字符都统一转换成字节型数据再发送出去.具体的软件程序流程为先引用通信控件声明字节数组,将需要发送的数据填入到字节数组中,最后为字节数组名称填入output属性,通过通信接口传输完成发送数据.
数据接收端先将接收的缓冲区数据存入字节数组中,再根据程序需要从数组中读取数据,进行自动化控制或者显示数据.具体的
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四、结束语
综上,计算机与PLC的数据通信在现代工业控制中得到了越来越广泛的应用.PLC的发展已经形成了各种规模的系列化产品.可以用于各种规模的工业控制场合,除了逻辑处理功能以外,现代PLC大多具有完善的数据运算能力,可用于各种数字控制领域.由于作者时间和研究水平所限,本研究尚需完善,在PLC控制系统中可以使用伺服技术、变频技术、网络通信等许多新技术,还可以将最新的控制理论应用到控制系统中.
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参考文献
[1] 左吉.PLC 自动控制系统调试研究 [J].科技资讯.2006（4）：78.
[2] 徐洁磐.柏文阳.刘奇志.数据库系统实用教程[M].北京：高等教育出版社.2006.
[3] 刘必升.PLC通信技术研究[JI.山西电子技术.2002（5）：42-45.
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