在大功率固體激光器監(jiān)控系統(tǒng)中，激光加工系統(tǒng)的控制PLC可以采集和存儲(chǔ)激光加工系統(tǒng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)，監(jiān)控軟件通過(guò)定時(shí)查詢這些數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)激光器的監(jiān)控功能。本文分別以O(shè)MRON PLC利用RS232接口與VB6.0開(kāi)發(fā)的監(jiān)控軟件進(jìn)行串行通信，以及臺(tái)達(dá)PLC利用臺(tái)達(dá)觸摸屏組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)的通訊為例，研究在不同情況下PLC和上層軟件的通訊。
     1基于VB的上位機(jī)與PLC的通訊
      監(jiān)控功能主要體現(xiàn)在對(duì)加工系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及時(shí)準(zhǔn)確的顯示和記錄它主要分為控制管理模塊、數(shù)據(jù)通信模塊、故障處理模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和信息處理模塊其中數(shù)據(jù)通信模塊負(fù)責(zé)與PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信任務(wù)，將操作人員的操作指令轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式通過(guò)串行通信端口發(fā)送給PLC控制系統(tǒng)〔數(shù)據(jù)通信模塊同時(shí)負(fù)責(zé)讀取PLC控制系統(tǒng)傳來(lái)的數(shù)據(jù)，并調(diào)用數(shù)據(jù)處理模塊對(duì)其進(jìn)行處理。
     監(jiān)控軟件中VB通訊程序的設(shè)計(jì)如下:
     (1)初始化通訊端口
     在大功率固體激光加工系統(tǒng)中，監(jiān)控系統(tǒng)采用OMRON可控制編程器CQM1H系列作為下位機(jī)，普通的PC機(jī)作為上位機(jī)。通訊端口是COM1口，通訊參數(shù)設(shè)定波特率為9600,偶校驗(yàn),7個(gè)數(shù)據(jù)位，2個(gè)停止位。此參數(shù)必須與PLC端的設(shè)置相符，否則就無(wú)法進(jìn)行通訊。具體程序如下:
   

       (2)串行端口打開(kāi)后，進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送
       數(shù)據(jù)發(fā)送的格式要標(biāo)準(zhǔn)，包括起始符、節(jié)點(diǎn)號(hào)、標(biāo)題碼、數(shù)據(jù),FCS、結(jié)束符。如果發(fā)送的是一串?dāng)?shù)據(jù)，上位機(jī)和PLC要統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式，以便于識(shí)別。計(jì)算好FCS后，進(jìn)行幀的發(fā)送即可。一個(gè)幀發(fā)送的最大數(shù)據(jù)塊為131個(gè)字符，如果多于13，個(gè)字符，在發(fā)送前須拆分成一個(gè)以上幀。當(dāng)一組傳送數(shù)據(jù)要分解時(shí)，第一幀和中間各幀的末端用分界符代替結(jié)束符的發(fā)送〔下面以上位機(jī)監(jiān)控軟件傳送功率給PLC的通訊程序?yàn)槔?
   

      (3)PC機(jī)接收PLC傳來(lái)數(shù)據(jù)
      由PLC發(fā)送數(shù)據(jù)，通過(guò)監(jiān)控軟件進(jìn)行接收的程序與此相類(lèi)似。此種通訊方式中數(shù)據(jù)傳送時(shí)的處理相對(duì)簡(jiǎn)單，并克服了采用自定義數(shù)據(jù)格式時(shí)出現(xiàn)的數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象，能夠正確無(wú)誤地發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。
      2觸摸屏軟件與PLC的通訊
     工業(yè)級(jí)人機(jī)界面)可作為PLC的小型工作站，具備與PLC連線監(jiān)控的功能，以及采用文字、數(shù)字或圖形同步顯示內(nèi)部接點(diǎn)狀態(tài)及資料的能力各觸摸屏廠家都為用戶提供了本廠觸摸屏產(chǎn)品的組態(tài)軟件，這些軟件為用戶提供了多種通用工具模塊，用戶不需要掌握太多的編程語(yǔ)言技術(shù)，就能很好地完成一個(gè)工程所需要的幾乎所有功能。臺(tái)達(dá)觸摸屏軟件就是其中的一種，它通過(guò)直觀的圖形和相對(duì)比較簡(jiǎn)單的巨集指令來(lái)編輯系統(tǒng)界面。巨集指令類(lèi)似于PLC指令，PLC指令所能實(shí)現(xiàn)的基本功能，巨集指令也可以實(shí)現(xiàn)，而且編寫(xiě)方法相對(duì)簡(jiǎn)單。
     系統(tǒng)硬件采用臺(tái)達(dá)系列PLC和觸摸屏，軟件包括組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境兩個(gè)部分。組態(tài)環(huán)境用來(lái)設(shè)計(jì)和構(gòu)造自已的應(yīng)用系統(tǒng);運(yùn)行環(huán)境部分則按照組態(tài)環(huán)境中構(gòu)造的組態(tài)工程，運(yùn)行完成用戶組態(tài)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和功能在計(jì)算機(jī)上開(kāi)發(fā)出系統(tǒng)監(jiān)控組態(tài)界面，設(shè)置通訊參數(shù)，在"選項(xiàng)"菜單中選擇"模組參數(shù)設(shè)定"選項(xiàng)，這時(shí)會(huì)彈出一個(gè)窗口，在該窗口中進(jìn)行通訊參數(shù)的設(shè)定(如圖1所示)。參數(shù)設(shè)定好后，將編寫(xiě)好的組態(tài)工程利用USB端日從計(jì)算機(jī)中下載到觸摸屏中即可進(jìn)行使用。由圖1可以看出，只要根據(jù)協(xié)議設(shè)定和PLC進(jìn)行通訊的參數(shù)即可，簡(jiǎn)單易行，不需要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的編程〕觸摸屏軟件中，指令的執(zhí)行過(guò)程跟PLC一樣，采取查詢方式，不斷地掃描。在進(jìn)程中的某一線程，定時(shí)地查詢串口的接收緩沖區(qū)，如果緩沖區(qū)中有數(shù)據(jù)就讀取數(shù)據(jù);若緩沖區(qū)中沒(méi)有數(shù)據(jù)，該線程將繼續(xù)執(zhí)行在一般情況下，查詢方式是一種最直接的讀串口方式，但由于必須不斷地進(jìn)行串口查詢，因此會(huì)占用大量CPU的時(shí)問(wèn)。
     3結(jié)束語(yǔ)
     手丁編寫(xiě)工控軟件的優(yōu)點(diǎn)是靈活性高、針對(duì)性比較強(qiáng)，可以根據(jù)系統(tǒng)的需要進(jìn)行相應(yīng)模塊的實(shí)現(xiàn)，軟件的成本低但缺點(diǎn)是工作量比較大、花費(fèi)時(shí)間比較長(zhǎng)、可靠性差、通用性低，對(duì)于不同的應(yīng)用對(duì)象都要重新設(shè)計(jì)程序，系統(tǒng)的部分改動(dòng)就可能會(huì)導(dǎo)致軟件的重新設(shè)計(jì)。臺(tái)達(dá)觸摸屏的軟件屬于小型組態(tài)軟件，功能強(qiáng)、使用方便，小需要非常專(zhuān)業(yè)的編程技術(shù)，節(jié)省了時(shí)間和人力資源。但也存在功能有限、靈活性差、不能滿足某些特殊要求的缺點(diǎn)因此在實(shí)際的應(yīng)用中，要針對(duì)不同系統(tǒng)的特點(diǎn)和要求選擇不同的開(kāi)發(fā)方式，以求達(dá)到最佳效果。