关键词：PLC、PC上位机、串口通信
Abstract：This paper setting out from an actual problem introduces a circuit-alarm monitoring system of petrochemical factory based on PLC and PC. It introduces the system’s design of hardware, software and the connection of network in detail.
KEYWORDS：PLC、PC、Serial communication
一、引言
在复杂的电网供电系统中，传统的故障报警一般采用报警烽鸣器、故障指示灯等硬件方式报警。这种方式存在很多缺点，例如如果电网分布分散，则故障报警点也分散，需要安排一定人力巡逻检查，造成人力资源浪费，且报警、维修不及时;故障报警点太多则需要大量报警器，且造成线路复杂化;硬件报警得到的故障信息太少等等。随着计算机和自动化技术在工厂中的大量应用，可以将故障信息通过PLC进行初步监控，然后再由PLC上传到计算机中，由计算机处理故障信息，进行报警、记录、显示故障信息。具有可进行集中监控，节省人力，故障信息直观、丰富，便于分析等优点。
二、系统介绍
系统由PLC检测48个故障继电器的状态变化，上位机PC定时查询并读取PLC内部4个通道61位的状态信息（包括48个输入点和13个归类输出点），进行分析并用数据库加以管理和记录。程序采用VisualBasic6.0开发，数据库采用Microsoft的Access2003。
每个故障点按照对应的位置标识于车间电路分布图上，如图1所示。程序运行进入监控状态以后，PC将检测与PLC的通信连接。如果通讯连接正常，程序将检测现场信号变化。如果信号由正常变为报警，对应指示灯及总状态指示灯将闪烁并声音报警，右上方显示故障信息，运行状态信息及故障信息将存入数据库。单击闪烁指示灯，将停止闪烁，并显示当前状态，报警为红色，正常为浅黄色;如果信号由报警变正常，对应指示灯停止闪烁，运行状态信息及故障修复信息将存入数据库。当前状态由红色变为浅黄色。如果要查看各个节点信息，则单击指示灯，右上方图框会显示该节点的位号，对应PLC位以及该报警点名称和触点状态。右上方文本框显示当前系统总运行状态，有相应的指示灯标示，分为“正常” 和“报警”两种状态，红色为报警绿色为正常。
图1 报警监控画面（正常状态）
报警时画面如图2所示。
图2 报警监控画面（报警状态）
三、监控系统构成
1.系统的结构
系统配置如图3所示。本系统主要由上位机PC和下位机PLC组成，监控48个故障点并将其分为13大类，然后将故障信息显示在计算机屏幕上。PLC使用的是欧姆龙的C200H，采用3个输入模块，一个输出模块，一个通讯模块。将故障继电器两端引出作为PLC的干接点，通过输入模块将故障信息转化为开关量输入PLC，并由PLC对故障进行分类，然后PLC通过RS232-422转换器和RS232C串口与上位机通信，由上位机读取并处理故障信息进行监控报警。
图 3 系统结构
2.软件设计
本系统PLC的编程使用CX-ProgrammerV3.1编写，实现PLC对故障继电器的初步监控;上位机监控使用VisualBasic6.0编写主监控程序，实现故障实时监控报警、显示、记录、故障点信息查询修改以及运行状态查询等功能。
（1）PLC程序：该程序包括三个输入模块和一个输出模块，用于对48个故障信息的采集和分类，并对PLC后备电池状态监控。
将故障信息转存到20通道：
将故障分类：
PLC后备电池状态转存至23通道：
（2）上位机程序：主要负责与PLC进行串口通信，读取PLC内部通道状态加以分析，在主界面上实现故障报警、显示、故障点信息查询、故障信息记录查询以及节点信息修改查询等功能。
上位机PC与PLC通讯时，按应答方式进行，由上位计算机发给PLC一组ASCⅡ码字符数据，这一数据称为命令块。PLC收到命令块后经分析认为命令正常，则按照命令进行操作，将操作结果返回给上位计算机，PLC返回给上位计算机的这一组数据称为响应块。若PLC收到命令后经分析确认命令不正常，则返回给上位计算机错误命令响应块。上位计算机和PLC通讯时，PLC是被动的，必须由上位计算机给PLC发出命令块，PLC作出响应发还给上位计算机响应块。
本程序采用多重通讯方式，多重通讯时首帧以单元号（即HOST LINK的机号）开始，然后为报头、报文、校验码、结束符（只有一帧时）或分隔符（多帧时）。中间帧以报文开始，然后为校验码、分隔符，中间帧报文每帧最多125个字符。尾帧以报文开始，然后为校验码、结束符，尾帧报文最多124个字符。
校验码FCS（Frame Check Sequence）是8位（bit）二进制数转换成的2位字符。这8位二进制数是一帧中校验码前的所有字符的ASCⅡ码按位异或的结果。转换成字符时按照2位十六进制数字转换成对应的数字字符。
PLC收到上位计算机发出的命令块后，经分析操作返回给上位计算机响应块，在响应块中含有响应码。如果PLC正常完成上位计算机的命令，则响应码为00，否则，响应码中含有出错信息。
上位机PC与PLC的串口通信部分：
Timer2的值设为2000，即每隔2s上位机PC向PLC发送一次读取命令，读取信息。
Private Sub Timer2_Timer（）
Dim a（10） As String
a（0） = "@00RR00200004" ’单元号和报头报文
a（1） = FCS（a（0）） ’命令格式中的校验位
a（2） = a（0） + a（1） + "＊" + Chr$（13） ’命令码
MSComm1.Output = a（2） ’向PLC发送命令
a（3） = MSComm1.Input
a（4） = Mid$（a（3）, 6, 2） ’响应码
Call Message（a（4）） ’调用响应码的错误信息
If errortime > 3 Then
Timer2.Enabled = False
intr = MsgBox（“通讯错误，是否退出检查连接?”, vbYesNoCancel + vbExclamation, “通讯连接中”）
If intr = vbYes Then
。。。。。。。。。
Else
。。。。。。。。。
End If
End If
’如果通讯连接正常则读取数据：
a（6） = Mid$（a（3）, 24, 2） ’响应块中的校验码
a（7） = Mid$（a（3）, 1, 23）
a（8） = FCS（a（7）） ’计算校验码
If a（8） = a（6） Then ’比较校验码是否相同
a（9） = Mid$（a（3）, 8, 16）
a（10） = Hex2Bin$（a（9））
z = a（10） ’得到PLC内部通道数据
Else
MsgBox （“校验码不正确”）
。。。。。。。
End If
校验码计算函数：
Function FCS（ByVal inputstr As String） As String
Dim slen, n, xorresult As Integer
Dim tempfcs As String
slen = Len（inputstr）
xorresult = 0
For n = 1 To slen
xorresult = xorresult Xor Asc（Mid$（inputstr, n, 1））
Next n
tempfcs = Hex$（xorresult）
If Len（tempfcs） = 1 Then
tempfcs = "0" + tempfcs
End If
