探讨MCGS与三菱FX系列PLC通讯方法

探讨MCGS与三菱FX系列PLC通讯方法
【摘要】现代工业生产过程中，自动化程度不断提高。

随之而来的就是对生产过程智能化管理的要求也越来越高。

随着计算机技术尤其是工控机的不断发展，工控机（上位机）+工作设备（如PLC等，下位机）的架构模式在工控领域的应用越来越广泛。

【关键词】MCGS；PLC；通讯
引言
在工业生产过程中，计算机自动控制技术的应用越来越广泛，深刻地影响着我国的工控技术的发展，特别是工控机+PLC这种架构形式应用得很普遍，其中工控机用作上位机，主要用于监控、数据处理、报表等，而PLC作为底层控制器，则是完成具体的控制动作。

对上位机的编程一般采用基于windows的高级语言（如VB，VC等），但是，由于采用组态软件编程，非常简单易学，软件开发工作量也大为缩减，并且功能齐全，因此组态软件的应用得到了很大的普及。

1MCGS与FX系列PLC通讯设置
1.1MCGS通讯设置
MCGS是北京昆仑通态自动化软件科技有限公司研发的一套基于Windows 平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统。

MCGS组态软件包括三个版本，分别是网络版、通用版、嵌入版。

具有功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强的突出特点。

通过与其他相关的硬件设备结合，可以快速、方便的开发各种用于现场采集、数据处理和控制的设备。

MCGS一般通过上位机的串行口和PLC上的编程口建立物理上的通讯连接，从而达到操作PLC的目的。

而在MCGS组态软件设置方面需先进行”设备组态”。

设备组态方法是先调用MCGS串口通讯父设备构件，再找到三菱FX-232子设备构件，并挂接在串口父设备下。

而对于三菱FX-232子设备，要先打开其属性窗口，设置好基本属性中的设备名称，初始工作状态，最小采集周期（同父设备），然后根据MCGS与FX系列PLC之间两种不同的通讯方式，再进行后面的设置：如果使用MCGS提供的Read和Write设备命令直接访问PLC，无需进一步设置，而如果要通过MCGS循环采样方式自动周期性地访问PLC，则必须还要对设备增加通道，建立通道连接，把PLC中相关继电器（X，Y，M）和寄存器（D）与MCGS实时数据库中变量建立一一对应关系，确定操作方式（读或写或读写）。

至此，有关上位机上MCGS组态软件方面的设置工作即完成。

1.2三菱FX系列PLC的通讯设置
可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController，PLC），它采用一类可编
程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。

作为下位机的FX系列PLC的通讯设置主要是设置PLC的特殊寄存器D8120。

其设置方法是在PLC程序中在PLC上电时，由初始化继电器M8002导动而自动写入相关设置参数，或者在普通计算机上使用PLC开发系统软件预先进行设置。

D8120是一个16位的特殊寄存器。

其中每个二进位的作用如下：
b0∶0，表示7位数据位；1，表示8位数据位。

b2b1∶00，表示无校验；01，表示奇校验；11表示偶校验。

b3∶0，表示1位停止位；1，表示2位停止位。

b7b6b5b4∶0011～1001，对应通讯波特率分别为300bps，600bps，1200bps，2400bps，4800bps，9600bps，19200bps。

D8120的高8位进行485方式通讯时要设置，用232方式通讯时只需置成全0即可。

FX系列PLC的默认的通讯设置为D8120=H0086，表示9600bps，7位数据，偶校验，1位停止位，无命令头和尾，不加校验和，无协议通讯方式。

如要采用其它参数通讯，则必须修改D8120各个对应位的值。

要确保MCGS与PLC能正确通讯，两者的参数设置要一致。

完成MCGS和PLC各自的通讯设置后，即可实现两者之间的通讯。

2MCGS与FX系列PLC的通讯方式
2.1自动循环通讯
自动循环通讯方式是通常被采用的一种通讯方式，一般情况下，MCGS采用自动循环通讯方式即可方便地操作PLC。

采用这种方式通讯，程序员只需直接操作和使用MCGS数据库的各个变量，而不需再在程序中考虑与PLC通讯，简化了编程，非常方便，对于通讯量不大和实时性要求不很严格的应用场合是一种很好的实用而有效的方法。

然而，这种工作方式也存在一些不足之处。

首先，在通讯量大或者循环采样周期长时，很难保证通讯的实时性，有可能造成控制系统不能可靠工作。

其次，若完全以这种方式通讯，将会造成一些变动不频繁的参数，每个采样周期都参与通讯，从而浪费大量通讯时间，影响通讯速度和效率。

再次，对应PLC中每一个要参与通讯的继电器和寄存器，MCGS都要给出一个对应变量，从而占用一定的MCGS变量数，MCGS的变量数是有数量限制的，而且MCGS 系统能提供的变量数决定了该软件的价格的高低。

2.2直接读写方式通讯
MCGS针对自动循环通讯方式的一些不足，还提供了另外一种通讯方法，即通过Read和Write设备命令直接读写方式操作PLC。

这两条命令即可用在用户编写的MCGS脚本程序中，也可在”设备操作”策略构件的”执行指定设备命令”处输入来调用。

命令格式如下：Read（PLC软元件=MCGS变量），读PLCWrite （PLC软元件=MCGS变量或数值量）写PLC其中，PLC软元件为FX系列PLC 中的各个相关的继电器和寄存器。

由于Read和Write命令优先级最高，调用时可优先插队通讯，所以采取这种通讯方式能大大提高某些有实时性要求的参数的
通讯速度，满足自动控制系统实时性要求。

同时，只在MCGS中变量要与PLC 通讯时，通讯才会发生，这样就避免了许多无效通讯工作量。

对于Write命令，由于可用Write（PLC软元件=数值量）这种形式，而不需要在MCGS数据库中定义变量，从而可节省MCGS系统的变量数。

采用这种通讯方式程序中要考虑通讯问题，但有效地克服了自动循环通讯方式的不足。

2.3PLC程序的处理
PLC程序对于MCGS与PLC之间两种通讯方式的处理还存在一些不同之处。

对于自动循环通讯方式，MCGS把数据写入PLC后，在PLC中该数据直到下一个循环周期被重新写入前不会发生变化，而使用Write命令把数据写入PLC 之后，该数据存在很短一段时间后，又会自动置零（PLC软元件=0）。

有点类似”按钮”动作。

因此编写PLC程序时，对这两种情况要区别对待，确保PLC程序运行正常。

因此，对于用Write命令直接写入PLC的数据（位，字，双字），在PLC程序中一定需要进行”锁存”保持，也就是PLC中相应的继电器（X，Y，M）和寄存器（D）要有自锁，以免造成数据丢失。

而对于自动循环通讯方式写入PLC 中的数据就不需要锁存。

MCGS读PLC的操作，两种通讯方式对PLC程序无不同要求，也不需特别处理。

3结语
MCGS提供的两种与PLC的通讯方式，操作都比较简单方便。

但需要明了其不同的通讯机理和各自的特点。

对这两种通讯方式，根据每个参与通讯的参数的具体情况可以灵活运用，确保MCGS与PLC通讯既程序简捷又满足实时性等其它要求，做到合理有效，使计算机自动控制系统可靠运行。

参考文献
[1]顾战松，陈铁年.可编程控制器原理与应用[M].北京：国防工业出版社，1996.
作者简介：
唐宇（1983.8-），女，四川达州人，西华师范大学本科，江西省科技师范大学在职研究生，助理讲师，单位：江西省科技师范大学和江西省电子信息技师学院，研究方向：信号与信息处理，关于三菱FX系列PLC通讯。