0引言

　　隨著計算機與通信技術的發展，PLC各種模塊的多樣化和信息化，由PLC作為基本控制單元的分布式控制系統在自動化領域中廣泛應用，迫切需要一種總線能適合遠距離的數字通信。在RS422標準的基礎上，EIA研究出了一種支持多節點、遠距離和接收高靈敏度的RS485總線標準。EIA曾經在它所有標準前面加上RS前綴（英文RcommendeStandard的縮寫），因此許多工程師一直沿用這種名稱，因為RS485的遠距離（1200m）、多節點（32）以及傳輸線成本低的特性，使得EIA的RS485成為工業應用數據傳輸的首選標準。

　　我廠18條電動執行機構調試線，分布在三個廠房的若干區域，每個調試線由一臺PLC與HMI控制，為了將調試數據歸口管理，并判斷調試結果的正確性，對調試線進行監控，18臺PLC通過RS485總線與計算機連接起來，構成一個分布式監控系統，通過數據通信使計算機和PLC實現數據共享，完成對調試過程的集中管理和分散控制。計算機與PLC各個子站的的通信是系統的重要環節，本文詳細論述了基于RS485總線，利用VB開發了上位機通信系統，編寫了PLC自由口的通訊協議的設計與實際應用方案。可以借鑒為各種上位機、PLC、HMI等通信系統設計的應用范例，同時可作為檢測技術、自動化設計等課程的工程項目訓練與教學的平臺。

　　1RS485網絡構成

　　RS485標準采用有平衡式發送，差分式接收的數據收發器來驅動總線，與RS422一樣，可以將多個（最多為32個）RS485接口互連，而其連接更簡單，只需將各個接口的“+”端和“+”端相連、“-”端和“-”端相連，連接的兩根線就是RS485的“物理總線”。這些相互連接的RS485接口的物理地位完全平等，在邏輯上取一個為主導地位，其他為從屬地位。在通信時，同樣采用主呼叫，從應答的方式。

　　控制系統的硬件構成如圖1所示，上位機為計算機，下位機采用西門子公司S7-200系列PLC，各PLC通過通信口0直接掛在RS485總線上，上位機通過RS232/485轉換器與RS485總線相連，形成1：N通信方式。控制系統中，上位機的主要任務是獲取調試線上的數據信息，完成對調試過程的監控。下位機的主要任務是對調試過程進行自動控制，將調試數據發送給上位機，并按上位機命令執行。

　　圖1網絡圖

　　2計算機與PLC的通信

　　上位機與PLC的通信實際上是計算機與PLC的通信模塊之間交換命令和響應，下位機具有初始傳送優先權，將所有調試數據發送給上位機，上位機根據收到的數據判斷哪個調試線發出的數據，對數據分析后響應回傳數據與命令，下位機只接收發送給自己的數據。通信以“幀”為單位進行，幀分為數據幀和響應幀兩種。數據幀由PLC發送給上位機；響應幀為上位機接到數據幀后自動向PLC發出的命令與判斷信號所有的指令碼、字符和數據均以十六進制碼發送和接受。

　　S7-200系列PLC通信模式有兩種：一種是點對點（PPI）通信協議，用于PLC與其編程器或西門子公司的人機接口產品之間的通信；另一種是對用戶完全開放的自由口模式（freeportmode），由用戶自行規定通信的協議。PPI模式只能在PLC停止方式（STOP）下通信，而自由口模式只能在PLC運行方式（Run）下通信，我們采用自由口通信方式在進行通信之前，應先對串口初始化。對S7-200PLC的初始化是通過設置特殊標志位SMB30來實現的。

　　2.1PLC的發送指令

　　發送S7200系列PLC有專門的發送指令用于發送數據，格式為：

　　XMTTABLEPORT

　　XMTTABLEPORTTABLE為發送數據的字節數即數據長度，最大為255。而要發送的數據必須存儲在TABLE的后面。如TABLE的存儲區域為VB600，要發送“MESSAGE”的數據存儲形式如圖2所示。PORT指定通信口，本項目設為0。當正在發送數據時，PLC特殊標志位SM4.5為0；發送完后，SM4.5為1。因此可通過判斷SM4.5的狀態來進行發送后處理。

　　圖2PLC發送信息

　　如果有一個中斷服務程序連接到發送結束事件上，在發送完緩沖區中的最后一個字符時，則會產生一個中斷（對端口0為中斷事件9，對端口1為中斷事件26）。