引 言

PLC具有可靠性高，系統設計靈活，編程簡單，易于安裝，抗干擾能力強等優點，但單獨的PLC不能提供良好的人機界面和數據處理能力。在實際應用中，往往需要將一組PLC的數據存儲、顯示和打印出來并對PLC進行實時的監控，應用工業監控組態軟件可以解決此類問題。當系統不是很大時，也可以采用VC等工具自己開發出上位機監控通信軟件，相對于專業監控組態軟件，它具有靈活、小巧、成本低等優點。正是基于現場的應用實際，使用VC開發出了一套滿足現場需要的數據采集管理軟件系統。

1 現場需求描述

車間有10臺單獨的試驗臺（由OMRON CJlG-HPLC和觸摸屏組成），負責檢驗4種類型制動閥產品的性能參數，并存入各自的DM，EM存儲區中，現要求用一臺工控機將各臺PLC內的數據采集進去，實現產品信息的集中管理，可以靈活地查詢、修改、添加、導出所有的產品信息，并能打印出各種指定格式的產品記錄單和匯總單；同時需要對PLC工作狀態進行監視。

2 系統的硬件構成

該系統的硬件由1臺上位機（工控機），11個RS 232/RS 485轉換模塊（該系統選用1個FS-485G模塊（需外接電源）連接工控機，10個UT-201型連接PLC），10根CJIG-H自由口到RS 232的轉換電纜（該系統選用FS-CN26），10臺CJIG-H PL及若干雙絞線組成，其示意圖如圖1所示。

3 上位機軟件的實現

3.1 通信部分的實現

3.1.1 功能描述

自動將現場10臺試驗臺的緊急閥和主閥信息采集存人數據庫；較實時地監視工控機與各試驗臺的通信狀態和通信內容；并可設置COM口；配置待通信的試驗臺；編排試驗員姓名與其編號的對應序列。通信部分的運行界面如圖2所示。

3.1.2 上位機與PLC之間的通信協議

該系統采用Host Link通信協議，上位機與PLC組成1：N的Host Link通信系統。Host Link采用總線式通信方式，通信的主動權在上位機一方，上位機啟動通信；首先向PLC發出FINS命令，PLC收到后會自動識別并加以執行，然后將執行結果返回上位機，上位機以幀的形式發送命令（命令碼），PLC也以幀的形式回送執行結果（響應碼）。在通信時，PLC與上位機的通信參數（如節點地址、通信波特率、數據格式）應設為一致。上位機的通信設置在對應的VC編寫的程序中進行，PLC的通信設置在其對應的系統設定區進行。FINS命令具體格式可在OMRON CJCS通信手冊中查找。

3．1．3 上位機的通信編程

上位機通過串口與PLC相連，故使用VC的串口通信控件 MSComm，完成對串口的讀寫工作。在使用Mscomm控件進行讀寫前，必須先初始化該控件的一些屬性，串口初始化代碼如下：

該程序中使用事件驅動（Event-driven）的方法來接收數據，當串口接收緩沖區中有字符到達時，MsComm控件的Oncomm事件處理函數捕獲到相關的通信事件，并被自動調用，在OnComm函數中加入自己的處理代碼，即可把PLC中傳來的數據進行處理、存儲等；通過MSComm控件的SetRThreshold函數設置產生OnComm事件之前要接收的字符數，在OnComm函數中用Switch語句，即可實現對不同的響應碼的不同處理。

通過定時函數和循環控制函數，周期地依次向各個PLC發送讀寫PLC的FINs命令碼，再在OnComm函數中加入對不同PLC響應碼的處理函數，就可實時地完成對PLC數據的采集。同時根據響應碼的內容監視PLC的運行狀態。PLC自動將檢驗的產品性能數據連續存入D存儲區中，當存儲區滿時自動從頭循環覆蓋存放，上位機定時將PLC的D存儲區的產品數據讀入、處理并存人數據庫。該系統中上位機1 min內可依次讀完10臺PLC的各自1條產品性能信息，而PLC檢驗完1個產品需15 min左右，故可滿足相對的實時性。為保證上位機完整且不重復地讀取PLC的所有產品性能數據，在各臺PLC中對每種產品都定義了A，B兩個存儲單元，A單元存放上位機讀取過的最后一條信息地址，當上位機每讀完1條信息，就由上位機對此單元的內容更新；B單元存放最新的產品信息存放地址，當PLC每產生1條新信息時，就由PLC更改該單元內容；上位機在讀取產品信息前，先對比A，B單元的內容，決定是否進行數據讀取和讀取哪個地址的數據。這樣即使上位機與PLC斷開一定時間后，當重新連接上，也可將以前沒讀到的信息讀入。程序流程圖如圖3所示。

在上位機中向PLC發送命令碼時，必須加相應的FCS校驗碼。該校驗碼是8位的二進制數轉換成的2位ASCII字符。這8位數據是將1幀中校驗碼前所有字符的ASCII碼按位連續異或的結果，轉換為字符時，按照2位16進制數轉換成對應的數字字符。同時，當接收到PLC自動發回的響應碼時，為確保接收數據的正確性，也必須用響應碼中的FCS進行校驗。系統中的發送命令碼、接收響應碼、生成命令碼和檢驗響應碼的代碼如下：

（1）發送命令碼

3．1．4 設置COM口、配置試驗臺、編排試驗員的實現程序

設置COM口、配置試驗臺、編排試驗員的實現程序還需有以下功能：設置通信的COM口；配置實驗臺，根據PLC的工作狀態，選擇需進行通信的PLC；編排試驗員，由于PLC中存放的是試驗人員的工號，故需在程序中建立一張表將工號對應為姓名，再將該姓名存入數據庫。

以上功能的實現，是通過在程序中寫配置文件，將配置信息存入硬盤，程序啟動時再從硬盤讀取相應的配置信息。VC中用GetPrivateProfileInt和WritePri-vateProfileString函數實現配置文件的讀寫。

3．2 查詢打印部分的實現

用戶登陸后，可對從PLC中采集到數據庫中的數據進行查詢、打印、刪除、修改、備份，并將數據導出到EXCEL等，系統管理員可對一般用戶進行相應的管理。查詢部分的界面如圖4所示。

3．2．1 VC與SQL Server 2000的連接

該系統中VC通過ADO訪問數據庫，ADO是最新的數據庫訪問技術，由3個主要對象Connection，Command，Recordset和幾個輔助對象組成。Con-nection對象提供OLE/DB數據源和對話對象之間的關聯；Command對象封裝了數據源可以解釋的命令；Recordset用于表示從數據源中返回的表格數據；為了方便地在程序中訪問數據庫，需要進行適當的封裝，該系統中定義了一個類ADOConn封裝了對數據庫的基本操作，在此后的數據庫訪問中可以方便地用ADOConn類的對象進行操作。

利用SQL Servet 2000的企業管理器，在數據庫中為PLC上的各種產品的檢驗報告各建立一張表，以存儲PLC上傳來的各項信息，此外還需建立一張用戶表來管理用戶的帳號和密碼。然后在VC程序中對每張表定義一個類，類的成員變量對應表的列，類的成員函數是對成員變量和表的操作，以方便程序對這些表的操作。

3．2．2 各功能在VC中的實現

查詢、修改、添加功能是在連接上數據庫后通過執行相應的delete，insert，update語句來實現的；可在SQL Server2000的企業管理企中設置備份調度來實現備份，也可在程序中寫BACKUP DATABASE命令來實現備份；VC中實現數據庫數據與Excel表格數據的互導，可以充分利用Exeel處理數據的強大功能，增強程序的數據處理能力和與外部數據的交互性，程序中采用這種方式來導出產品數據匯總表，以便存檔、復制和打印，具體的實現代碼較長，讀者可參照相關VC資料來實現。

VC中實現打印功能的方法有：將數據導入到Excel，World中進行打印；安裝第三方的打印控件（如水晶報表）實現；若是基于單/多文檔的程序可通過其封裝的打印功能實現。該系統中，通過將數據導入到Excel中的方式來打印匯總表，而各個產品的報告單則通過編寫基于對話框的打印程序來打印，其方法是通過CPrintDialog類的GetPrinterDC函數得到打印機的設備環境，再通過CDC類的StartDoc，DrawText，Selec-tObject等函數繪制打印的圖表并打印輸出。系統中用CDC類的開始打印新頁函數StartPage和結束當前打印頁函數EndPage來實現連續打印多張報告單。

結 語

Windows環境下的應用程序編程是目前的主要趨勢，PLC與上位機的通信是目前工業自動化發展方向之一。利用Visual C++6．O和SQL Server 2000，在Windows XP環境下開發了OMRON PLC的數據采集、存儲和查詢軟件，其投資少，可靠性高，具有強大的數據庫功能，現已成功運用于某廠的產品檢驗車間。若需要控制各PLC的設備，只需修改相應的命令碼即可實現。