摘 要：本文針對(duì)在線檢測中出現(xiàn)的紗線不勻問題，通過RS-232C串口通訊，設(shè)計(jì)了上位機(jī)與歐姆龍PLC-CJ1M（CPU21）之間的數(shù)據(jù)通信，采用基于Windows操作系統(tǒng)功能強(qiáng)大的面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言——Visual Basic，編寫了上位機(jī)程序，而無需在PLC中編寫任何程序，可以在線獲得紗線的檢測數(shù)據(jù)，及時(shí)反映紗線的不勻。 關(guān)鍵字：紗線檢測; 串行通訊; 可編程控制器 0. 引言 　　1969年美國數(shù)字設(shè)備公司根據(jù)美國通用汽車公司的要求，研制出世界上第一臺(tái)可編程序控制器。最初只能用于邏輯運(yùn)算，故稱為可編程邏輯控制器，簡稱為PLC（Programmable Logic Controller），隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的飛速發(fā)展，其功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出順序控制和邏輯控制的范疇，不僅實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)運(yùn)算和處理能力，而且體積小，功能強(qiáng)，可靠性高，編程直觀，適應(yīng)性好，接口方便，性價(jià)比高。 　　近年來，隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)技術(shù)的提高，以及計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)和通訊技術(shù)的相互滲透，紗線的不勻直接導(dǎo)致布面的不平整，這就說明在紗線生產(chǎn)環(huán)節(jié)極為重要。紗線不勻是影響其品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。傳統(tǒng)的紗線檢測方式都是在實(shí)驗(yàn)室離線進(jìn)行的，通過對(duì)紗線的抽樣，要求一定的溫濕度前提下，相對(duì)于紗線的在線檢測反映出離線檢測的滯后性和隨機(jī)性。RS-232C串行通訊實(shí)現(xiàn)比較容易，常被用于自動(dòng)控制、數(shù)據(jù)采集、智能儀表等上位機(jī)與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)通訊。本文設(shè)計(jì)了VB與歐姆龍PLC-CJ1M（CPU21）之間的數(shù)據(jù)通信，在線獲得紗線的檢測數(shù)據(jù)，如CV值、紗線瞬時(shí)直徑、平均直徑、粗節(jié)最大值、細(xì)節(jié)最小值等等，及時(shí)反映紗線的不勻，使操作人員及時(shí)做出相應(yīng)調(diào)整。 1. 上位機(jī)與PLC之間通訊實(shí)現(xiàn) 　　歐姆龍PLC—CJ1M（CPU21）有兩個(gè)串行通訊口，一是通過歐姆龍專用串口通訊線CS1W-CN226，其網(wǎng)絡(luò)類型設(shè)置為Toolbus，同時(shí)將DIP4串行通訊設(shè)狀態(tài)置為ON;一是通過歐姆龍九針串口通訊線XM2Z-200S-CV，其網(wǎng)絡(luò)類型設(shè)置為SYSMAC WAY，其它為默認(rèn)設(shè)置，包括端口為COM1，波特率為9600。圖1所示為上位機(jī)通過RS-232C端口連接到PLC的示意圖，也可以稱作1:1連接。 [align=center] 圖1 RS-232C端口的1:1連接[/align] 　　圖2所示為上位機(jī)與PLC之間通訊實(shí)現(xiàn)過程。 [align=center] 圖2 上位機(jī)與PLC之間通訊實(shí)現(xiàn)過程[/align] 2. VB與PLC之間通訊協(xié)議和程序?qū)崿F(xiàn) 　　2.1 鏈接系統(tǒng)的通訊協(xié)議 　　在紗線數(shù)據(jù)通訊中，只需要在上位機(jī)系統(tǒng)中編寫上位機(jī)通訊程序，無需在PLC中編寫任何程序，PLC CPU會(huì)根據(jù)上位機(jī)發(fā)來的命令幀自動(dòng)生成響應(yīng)幀返回給上位機(jī)。命令幀和響應(yīng)幀之間包含需要通訊的數(shù)據(jù)，只有保證正確實(shí)現(xiàn)命令幀和響應(yīng)幀之間的應(yīng)答，才能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)交換。命令和應(yīng)答有兩種方式，一種是從上位機(jī)發(fā)命令到PLC，另一種方式允許PLC發(fā)命令給上位機(jī)，我們采用淺一種方式。 　　從上位機(jī)發(fā)送命令時(shí)的命令幀和響應(yīng)幀如圖3。 [align=center] 圖3 命令幀和響應(yīng)幀格式[/align] 　　命令幀中： 　　@——命令開始標(biāo)志，所有命令都以“@”開始; 　　節(jié)點(diǎn)號(hào)——與上位機(jī)連接的PLC，在1:1連接中默認(rèn)值為00; 　　標(biāo)題碼——設(shè)置兩字節(jié)的命令代碼，如RD代表讀PLC的DM區(qū)數(shù)據(jù); 　　正文——設(shè)置命令參數(shù) 　　FCS——設(shè)置兩字符的幀檢查順序碼，用于校驗(yàn)，是用兩位ASCII碼表示的8位數(shù)據(jù)，是從“@”開始到正文結(jié)束的所有字符的ASCII碼按位異或運(yùn)算的結(jié)果; 　　結(jié)束符——表示命令的結(jié)束，用“＊”和回車符“CHR$（13）”標(biāo)明。 　　應(yīng)答幀中： 　　@、節(jié)點(diǎn)號(hào)、標(biāo)題碼、FCS和結(jié)束符同命令幀中的含義。 　　異常號(hào)——返回命令的執(zhí)行狀態(tài)，，是否有錯(cuò)誤發(fā)生。 　　2.2 通訊端口初始化 　　在上位機(jī)與PLC實(shí)現(xiàn)通訊之前，必須先在上位機(jī)VB中設(shè)置通訊控件MSComm1的相應(yīng)屬性，通訊口初始化程序一般放在窗體加載程序中。 　　Private Sub Form_Load（） 　　MSComm1.CommPort = 1 ‘設(shè)置Com1通訊口 　　MSComm1.Settings = “9600,e,7,2” ‘波特率9600，e偶校驗(yàn)，7位數(shù)據(jù)位，2位停止位 　　MSComm1.PortOpen = True ‘打開通訊端口 　　MSComm1.InBufferCount = 0 ‘清空接收緩沖區(qū) 　　End Sub 　　其它設(shè)置均取通訊控件MSComm1的默認(rèn)值。 　　2.3 幀格式代碼 　　采用基于Windows操作系統(tǒng)功能強(qiáng)大的面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言——Visual Basic，編寫了上位機(jī)程序，建立了上位機(jī)與PLC之間良好的通訊協(xié)議。以讀內(nèi)存DM區(qū)為例： 　　上位機(jī)命令幀： 　　"@" + "00" + "FA" + "1" + "00000000" + "0101" + "82" + 開始地址+讀取個(gè)數(shù)+FCS+結(jié)束符 　　PLC應(yīng)答幀： 　　"@" + "00" + "FA" + "1" + "00000000" + "0101" + "82" + "0000"+讀取數(shù)據(jù) +FCS+結(jié)束符 　　其中： 　　FA——表示FINS命令 　　0101——表示連續(xù)讀內(nèi)存區(qū) 　　82——表示讀內(nèi)存DM區(qū) 　　2.4 校驗(yàn)算法實(shí)現(xiàn) 　　為了保證通訊數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤的傳輸，歐姆龍PLC對(duì)通訊數(shù)據(jù)以按位異或算法進(jìn)行校驗(yàn)。代碼如下，僅供參考。 　　Option Explicit 　　Function FCS（ByVal temp1 As String） As String 　　Dim slen1, i, xorresult1 As Integer ‘ 定義變量 　　Dim tempfcs1 As String 　　xorresult1 = 0 　　slen1 = Len（temp1） ‘ 求輸入字符串的長度 　　For i = 1 To slen1 　　xorresult1 = xorresult1 Xor Asc（Mid（temp1, i, 1）） ‘從首字符到尾字符獲取ASCII碼，按位異或 　　Next i 　　Tempfcs1 = Hex$（xorresult1） ‘轉(zhuǎn)換為16進(jìn)制 　　If Len（tempfcs1） = 1 Then 　　FCS = "0" & tempfcs1 　　Else 　　FCS = tempfcs1 　　End If 　　End Function 3. 結(jié)束語 　　本文作者創(chuàng)新點(diǎn)主要通過RS-232C串口通訊，采用面向?qū)ο蟮目梢暬幊坦ぞ摺猇isual Basic建立上位機(jī)與歐姆龍PLC-CJ1M（CPU21）之間的數(shù)據(jù)通訊，獲取紗線在線檢測數(shù)據(jù)，現(xiàn)場實(shí)測表明能夠快速準(zhǔn)確在線測量紗線的CV值、瞬時(shí)直徑、平均直徑、粗節(jié)最大值、細(xì)節(jié)最小值等等，實(shí)時(shí)反映紗線的不勻率，對(duì)提高棉紡企業(yè)紗線質(zhì)量具有重要的意義。 參考文獻(xiàn)： 　　[1]榮大龍. VB編程PLC串行通訊技術(shù)及應(yīng)用[J].微計(jì)算機(jī)信息，2002，11：54-56 　　[2]張智杰.使用VB開發(fā)PLC的串行通訊程序.儀器儀表用戶[J]，2002，9（1）：23-25 　　[3]余松，趙忠堂.用VISUAL BASIC實(shí)現(xiàn)上位機(jī)和PLC的通訊[J].電氣傳動(dòng)， 1999,（3）：41-43 　　[4]OMRON SYSMAC CS/CJ系列可編程控制器編程手冊[Z]，2003，4 　　[5]樊春峰，李勁偉.用VB開發(fā)上位機(jī)與OMRON PLC之間的一種通訊程序[J].洛陽工學(xué)院學(xué)報(bào)，2002，23（2）：82-84 　　[6]沈世斌. 三菱PLC與PC機(jī)間的通訊應(yīng)用[J].微計(jì)算機(jī)信息，2006，4-1：81-83