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廈門（仲鑫達(dá)）自動(dòng)化設(shè)備有限公司

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基于多線程技術(shù)的PLC與PC的通訊方式
2018-03-13　　來源： 工控網(wǎng)

 
 
 摘要：介紹了推進(jìn)系統(tǒng)的基本組成，重點(diǎn)介紹了基于多線程技術(shù)的PLC與PC的通訊方式，給出了部分VC6.0的程序，該種通訊方法簡單、實(shí)用有較高的實(shí)用價(jià)值。 

關(guān)鍵詞：串行通訊PLC多線程重疊結(jié)構(gòu)VC6.0 

0.引言 

在現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)中，PLC以其高可靠性、適應(yīng)工業(yè)過程現(xiàn)場、強(qiáng)大的聯(lián)網(wǎng)功能等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用。可實(shí)現(xiàn)順序控制、PID回路調(diào)節(jié)、高速數(shù)據(jù)采集分析、計(jì)算機(jī)上位管理，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的重要手段和發(fā)展方向。但PLC無法單獨(dú)構(gòu)成完整的控制系統(tǒng)，無法進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算和顯示各種實(shí)時(shí)控制圖表和曲線，無良好的用戶界面，不便于監(jiān)控。將個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）與PLC結(jié)合起來使用，可以使二者優(yōu)勢互補(bǔ)，充分利用個(gè)人計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的人機(jī)接口功能、豐富的應(yīng)用軟件和低廉的價(jià)格優(yōu)勢，組成高性能價(jià)格比的控制系統(tǒng)。 

1.系統(tǒng)構(gòu)成 

推進(jìn)系統(tǒng)中，PC機(jī)選用工控計(jì)算機(jī)。它是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，是上位機(jī)。其主要利用良好的圖形用戶界面，顯示從PLC接收的開關(guān)量和控制手柄的位置，進(jìn)行一些較復(fù)雜的數(shù)據(jù)運(yùn)算，并且向PLC發(fā)出控制指令。 

PLC是該系統(tǒng)的下位機(jī)，負(fù)責(zé)現(xiàn)場高速數(shù)據(jù)采集（控制手柄的位置），實(shí)現(xiàn)邏輯、定時(shí)、計(jì)數(shù)、PID調(diào)節(jié)等功能，通過串行通訊口向PC機(jī)傳送PLC工作狀態(tài)及有關(guān)數(shù)據(jù)，同時(shí)從PC機(jī)接受指令，向蜂鳴器、指示燈、滑油泵、控制手柄的位置等發(fā)出命令，實(shí)現(xiàn)PC機(jī)對控制系統(tǒng)的管理，提高了PLC的控制能力和控制范圍，使整個(gè)系統(tǒng)成為集散控制系統(tǒng)。 

2.通訊協(xié)議 

計(jì)算機(jī)與PLC之間的通信是建立在以RS232標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的異步雙向通信上的，F(xiàn)X系列PLC有其特定的通信格式，整個(gè)通信系統(tǒng)采用上位機(jī)主動(dòng)的通信方式，PLC內(nèi)部不需要編寫專門的通信程序，只要把數(shù)據(jù)存放在相應(yīng)的數(shù)據(jù)寄存器中即可，每個(gè)數(shù)據(jù)寄存器都有相應(yīng)的物理通信地址，通信時(shí)計(jì)算機(jī)直接對物理通信地址進(jìn)行操作。通信過程中，傳輸字符和命令字以ASCⅡ碼為準(zhǔn)，常用的字符及其ASCⅡ碼對應(yīng)關(guān)系。 

計(jì)算機(jī)與PLC進(jìn)行通訊時(shí)，計(jì)算機(jī)與PLC之間是以幀為單位進(jìn)行信息交換的，其中控制字符ENQ、ACK、NAK，可以構(gòu)成單字符幀發(fā)送和接受，其余的信息幀發(fā)送和接受時(shí)都是由字符STX、命令字、數(shù)據(jù)、字符ETX以及和校驗(yàn)5部分組成。 

校驗(yàn)和在信息幀的尾部用來判斷傳輸?shù)恼_與否，和校驗(yàn)碼的計(jì)算方法是將命令碼到ETX之間的所有字符的ASCⅡ碼（十六進(jìn)制數(shù)）相加，取所得和的最低2位數(shù)，在后面的通信程序設(shè)計(jì)里面還會(huì)提到。進(jìn)行差錯(cuò)檢驗(yàn)的方法很多，常用的有奇偶校驗(yàn)碼，水平垂直冗余校驗(yàn)LRC，目前廣泛使用的是CRC校驗(yàn)碼，它能查處99%以上18位或更長的突出錯(cuò)誤，而在計(jì)算機(jī)與PLC點(diǎn)對點(diǎn)的短距離通訊時(shí)，出錯(cuò)的幾率較小，因而采用校驗(yàn)和法，基本能滿足要求。 

3.多線程技術(shù)及在VC++串口通信程序中的實(shí)現(xiàn) 

在Windows的一個(gè)進(jìn)程內(nèi)，包含一個(gè)或多個(gè)線程，每個(gè)線程共享所有的進(jìn)程資源，包括打開的文件、信號標(biāo)識及動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存等等。

一個(gè)進(jìn)程內(nèi)的所有線程使用同一個(gè)32位地址空間，而這些線程的執(zhí)行由系統(tǒng)調(diào)度程序控制，調(diào)度程序決定哪個(gè)線程可執(zhí)行和什么時(shí)候執(zhí)行線程。線程有優(yōu)先級別，優(yōu)先權(quán)較低的線程必須等到優(yōu)先權(quán)較高的線程執(zhí)行完任務(wù)后再執(zhí)行。在多處理器的機(jī)器上，調(diào)度程序可以把多個(gè)線程放到不同的處理器上運(yùn)行，這樣可以使處理器的任務(wù)平衡，也提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率。 
Windows內(nèi)部的搶先調(diào)度程序在活動(dòng)的線程之間分配CPU時(shí)間，Windows區(qū)分兩種不同類型的線程，一種是用戶界面線程（UserInterfaceThread），它包含消息循環(huán)或消息泵，用于處理接收到的消息;另一種是工作線程（WorkThread）它沒有消息循環(huán)，用于執(zhí)行后臺任務(wù)、監(jiān)視串口事件的線程即為工作線程。 

Pneumax 1319.50.0200.01 05G 

Norgren M/6016/50 

SMC CQ2WA32TF-50DCZ 

SMC C85WE25-100 

Bosch 0822406092 

SMC AW30-F03BE-1N 

Rexroth R480051594 

Camozzi 31M2A040A080 

Phoenix 1DF17-152324 








Festo DNC-50-350-PPV-A 163368 AD08 

SMC AR6000-10 

SMC CDM2B40-75 

SMC CDMLN20-25-G79L 

SMC CDQ2B32-50DM 

SMC CMBN40-50 

SMC ISG130-030 

SMC VF3140-4DZ-03-0 

SMC VZ4120-5MOZ-01-U 

SMC CDMDN40-50C-B77L 

SMC VT315 

SMC VZ2250 

SMC CDMKL25-300 

Asco Joucomatic 52000090

Bosch Rexroth 0822341005 

Diottalevi 9160062-032/004 

Diottalevi 9055005-070/020 

Cai D2050200110 

Bosch Rexroth 2510510100 

Parker P3HVA11LN 

Parker P3KVA13LN 

Smc KQ2LE10-00 

SMC CDU10-50D 

SMC CDQ2B32F-120DCZ-X439 

SMC AFM40-F04D 

MP Filtri VUOTOSTATOE0 

SMC CDQ2B50TF-50DZ 

SMC CDMKF25-50-G79L 

SMC CDQP2B40-10D 

SMC CMFA30-160 








Hafner 260M-12-1/2 

Legris 48902121 

Festo MHA2-M1H-3/2G-2 Solenoid Valve 196118 A302 IP65 

SMC SY7120-3DZ-C8F-Q 

Legris 0107 06 00 Equal 

SMC EVZ5123-9MOS-01F-Q 

Pneumax 779/V.32.0.1A.M2

Norgren RA/8050/M/80 

SMC CD85WE20-250-B 

SMC CDMFN30-100 

SMC VZ4150-5MNZ-02 

SMC CDMFN30-100-G79L 

Bosch Rexroth 5284110050 

Bosch Rexroth R412010322 

Pneumax G1017000 

Pneumax 0766130676G 

Pneumax 00L0003176F

SMC VZ2150-5MZ-01 

SMC SY9420-5LOU-03F-Q 

Parker 38KBTF19MPX 

SMC CDQ2B50-35D 

SMC EVF3122-5DZ-02F 

Parker 1100P06C 04

Hafner 955P-12 

Smc CD85N25-80C-A 

Le Pivert DP 140 

MP Filtri VUOTOSTATOE1 

Norgren RA/8050/M/40 

Norgren RA/8080/M/30 

SMC C82SDB25-100 









Festo QST-B-4-20

Norgren PA0014030C-30MTR 

Norgren 240200800 

Festo CRHNC-40 176938 

SMC CDQ2D20-10DC 

SMC AMC-310 

Univer K200-63-150 

SMC CDQ2B32-20D 

SMC CDQ2B32-10D-X203 

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