0. 引言

　　歐姆龍公司的CPM2A／2C、CQMlH、C200He、CPlH、CJl及CSl等系列PLC都可以支持無(wú)協(xié)議通信功能。利用TxD和RXD等指令，通過(guò)串行通信端口，PLC與計(jì)算機(jī)之間、PLC與PLc之間(包括OMRON公司與其他公司的PLC)、PLC與各種串行通信設(shè)備之間(比如變頻器、條形碼讀入器和串行打印機(jī)等)可以進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)通信。本文以歐姆龍公司的小型機(jī)CPM2A為例，給出了PLC與計(jì)算機(jī)之間、PLC與PLC之間、PLC與RFID控制器之間的通信程序。

　　1. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　下面以歐姆龍公司的V600系列RFID為例，介紹在PLC與RFID控制器之間通信的方法。上位機(jī)與歐姆龍V600系列RFID控制器有1：1和1：N兩種鏈接模式。系統(tǒng)由1臺(tái)PLC和1臺(tái)RFID設(shè)備組成。RFID設(shè)備由RFID控制器V600一CA5D02、天線V600-H07及無(wú)源電子標(biāo)簽V600一D23P66N三部分組成。PLc與RFID控制器通過(guò)RS232C口進(jìn)行通信，完成對(duì)電子標(biāo)簽的讀／寫(xiě)操作。

　　PLC與RFID控制器進(jìn)行通信時(shí)雙方的通信參數(shù)設(shè)置(如波特率、校驗(yàn)方式、數(shù)據(jù)位等)應(yīng)該一致。RFID控制器通信參數(shù)認(rèn)設(shè)置為：波特率9600，偶校驗(yàn)方式，7位數(shù)據(jù)位，2位停止位。PLC與RFID控制器通信時(shí)，使用RFID控制器專(zhuān)用的SYSWAY通信協(xié)議，PLC發(fā)送通信指令，RFID控制器接收后，首先分析來(lái)自PLC的命令，然后對(duì)電子標(biāo)簽進(jìn)行讀寫(xiě)。通信結(jié)束后。RFID控制器返回響應(yīng)數(shù)據(jù)到PLC。 PLC與計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行無(wú)協(xié)議通信，必須在PLC與計(jì)算機(jī)兩個(gè)方面分別進(jìn)行編程。與HOST—LINK通信模式相比，在無(wú)協(xié)議通信模式下，PLC也可以主動(dòng)發(fā)起通信。這樣，當(dāng)PLC的內(nèi)部數(shù)據(jù)變化時(shí)，可以及時(shí)地向上位計(jì)算機(jī)傳輸數(shù)據(jù)，保證通信的實(shí)時(shí)性。

　　PLC與計(jì)算機(jī)之間不使用統(tǒng)一的傳輸協(xié)議，因此，PLc與計(jì)算機(jī)之間的串行通信接口必須使用全握手方式進(jìn)行連接(或稱(chēng)為硬件握手方式)。使用硬件握手進(jìn)行通信時(shí)，雙方端口必須使用實(shí)際線路進(jìn)行連接。PLC與RFID控制器的接線如圖1所示。

　　CP1W-CIF11有一組DIP開(kāi)關(guān)，共有8個(gè)，SW1表示是否使用終端電阻;SW2、SW3表示通信的連接方式：422或485;SW4為空;SW5、SW6表示通信時(shí)有無(wú)RS控制。在使用其之前，根據(jù)通信的要求對(duì)DIP開(kāi)關(guān)進(jìn)行設(shè)定：SW1為ON，使用終端電阻;SW2、SW3為OFF，使用422連接方式;SW5、SW6為任意。

　　2. 無(wú)協(xié)議通信及其指令

　　無(wú)協(xié)議通信，即不使用重試處理、不經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換處理及具有對(duì)應(yīng)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分支等的順序通信協(xié)議。在無(wú)協(xié)議且無(wú)轉(zhuǎn)換的條件下，通過(guò)通信端口的輸入輸出指令（TXD，RXD）發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。無(wú)協(xié)議通信過(guò)程十分簡(jiǎn)單，只需在PLC系統(tǒng)設(shè)定中將串行端口的串行通信模式設(shè)定為無(wú)協(xié)議通信。根據(jù)無(wú)協(xié)議通信，PLC就可以與帶有RS-232端口或者RS-422/485端口的外部設(shè)備，按照TXD和RXD指令進(jìn)行單方的發(fā)送（數(shù)據(jù)流從PLC到通用外部設(shè)備）和接收數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)流從通用外部設(shè)備到PLC）[2]。無(wú)協(xié)議通信的實(shí)現(xiàn)步驟如圖2所示。

　　使用無(wú)協(xié)議通信發(fā)送和接收消息時(shí)，開(kāi)始代碼及結(jié)束代碼之間的數(shù)據(jù)用TXD指令來(lái)發(fā)送，或者是將要插入開(kāi)始代碼及結(jié)束代碼之間的數(shù)據(jù)用RXD指令來(lái)接收。使用TXD指令發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)先將數(shù)據(jù)從I/O存儲(chǔ)器讀取后發(fā)送，使用RXD指令接收數(shù)據(jù)時(shí)，順序恰恰相反。TXD/RXD發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)量為256個(gè)字節(jié)。無(wú)協(xié)議通信時(shí)，發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)的開(kāi)始代碼和結(jié)束代碼由用戶在PLC系統(tǒng)設(shè)定中指定。圖3為歐姆龍CP1H型PLC無(wú)協(xié)議通信的指令結(jié)構(gòu)。

　　TXD指令根據(jù)由S指定的發(fā)送數(shù)據(jù)開(kāi)頭CH編號(hào)，對(duì)由N指定的發(fā)送字節(jié)長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)變換操作。隨著PLC系統(tǒng)設(shè)定為無(wú)順序模式時(shí)的開(kāi)始代碼/結(jié)束代碼的指定，由C的位8～11輸出到指定的串行通信選裝件版的串行端口（無(wú)順序模式）。但是只能在發(fā)送準(zhǔn)備標(biāo)志（串行端口1：A392.13、串行端口2：A392.05）為ON時(shí)才能發(fā)送。能發(fā)送字節(jié)數(shù)為259字節(jié)（數(shù)據(jù)部256字節(jié)，包括開(kāi)始代碼、結(jié)束代碼）。

　　RXD指令在串行通信選裝件板的串行端口（無(wú)順序模式）中，從由D指定的接收數(shù)據(jù)保存開(kāi)頭CH編號(hào)開(kāi)始，輸出由N指定的相當(dāng)于保存字節(jié)長(zhǎng)度的接收結(jié)束數(shù)據(jù)。當(dāng)接收結(jié)束數(shù)據(jù)不滿由N所指定的保存字節(jié)長(zhǎng)度時(shí)，輸出實(shí)際存在的接收結(jié)束數(shù)據(jù)。但是當(dāng)接收結(jié)束標(biāo)志（串行端口1：A392.14、串行端口2：A392.06）為ON時(shí)，執(zhí)行本指令來(lái)接收（來(lái)自接收緩沖器的）數(shù)據(jù)。接收可能字節(jié)數(shù)為259字節(jié)（數(shù)據(jù)部256字節(jié)，包括開(kāi)始代碼、結(jié)束代碼）。

　　3. RFID控制器及其命令集和數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議

　　V600系列RFID控制器擁有豐富的指令系統(tǒng)，共23條，可以非常靈活的應(yīng)用于各種場(chǎng)合，其中包括通信命令、一般的通信子命令、主機(jī)命令等[3]。通信命令多用于執(zhí)行與RFID標(biāo)簽的通信，例如，對(duì)靜止或者是移動(dòng)的RFID標(biāo)簽進(jìn)行讀寫(xiě)等。通信子命令一般用于取消某個(gè)命令的執(zhí)行，而主機(jī)命令則用于主機(jī)設(shè)備控制 RFID控制器。在上位機(jī)與RFID 控制器通信過(guò)程中用到多的是通信命令，常用通信命令的代碼及其功能如表1。

　　在1:1的通信模式下，通信過(guò)程中不計(jì)算校驗(yàn)碼，因此，只能通過(guò)響應(yīng)代碼來(lái)判斷通信結(jié)果的正確性。圖4給出了上位機(jī)與RFID控制器之間傳輸數(shù)據(jù)的格式。從上位機(jī)發(fā)送到RFID控制器的數(shù)據(jù)塊為命令幀，反過(guò)來(lái)，從RFID控制器發(fā)送到上位機(jī)的數(shù)據(jù)塊為響應(yīng)幀。每個(gè)幀以指令代碼開(kāi)始，以結(jié)束符結(jié)束，響應(yīng)幀中還包括反應(yīng)執(zhí)行結(jié)果的響應(yīng)碼。上位機(jī)與RFID 控制器之間可以傳送十六進(jìn)制或ASCII形式的數(shù)據(jù)，每一幀允許傳送數(shù)據(jù)為271個(gè)字符。

　　如果傳送的數(shù)據(jù)大于271個(gè)字符，可以將數(shù)據(jù)分成起始幀、若干中間幀、結(jié)束幀進(jìn)行傳送。起始幀必須包含命令碼，讀/寫(xiě)頭號(hào)，開(kāi)始地址等，否則通信的過(guò)程中將會(huì)有錯(cuò)誤發(fā)生。上位機(jī)每發(fā)送完一幀時(shí)，在收到RFID 控制器返回的分界符（即“↙”）后再發(fā)送下一幀，只有當(dāng)結(jié)束幀數(shù)據(jù)發(fā)送完畢時(shí)才返回響應(yīng)代碼。

　　4. PLC與RFID控制器無(wú)協(xié)議通信的實(shí)現(xiàn)

　　4.1 CP1H通信端口設(shè)置

　　PLC與RFID控制器之間使用RS-422方式進(jìn)行通信。根據(jù)RFID控制器通信規(guī)格要求，使用歐姆龍編程軟件CX-Programmer7.1將CP1H串口1模式設(shè)置為“RS-232C”，通信波特率設(shè)置9600，數(shù)據(jù)格式為7、2、E，如圖5所示。

　　4.2 RFID控制器參數(shù)設(shè)置

　　RFID控制器通信參數(shù)設(shè)置應(yīng)與PLC通信端口參數(shù)一致：波特率9600，偶校驗(yàn)方式，7位數(shù)據(jù)位，2位停止位。DIP開(kāi)關(guān)SW6為ON，表示使用終端電阻。

　　4.3 通信舉例

　　通過(guò)PLC與RFID控制器之間的通信，編程實(shí)現(xiàn)從RFID標(biāo)簽地址0100H開(kāi)始的通道內(nèi)讀取四個(gè)數(shù)據(jù)，讀取的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到PLC的DM區(qū)內(nèi)。根據(jù)通信數(shù)據(jù)傳輸格式，要發(fā)送的數(shù)據(jù)為RDA1001004＊。將要發(fā)送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為16進(jìn)制數(shù)“524441313030313030342A0D” ，存放到DM0開(kāi)始的6個(gè)通道內(nèi)。這6個(gè)通道對(duì)應(yīng)值分別為：DM0：5244;DM1：4131;DM2：3030;DM3：3130;DM4：3034;DM5：2A0D。