Fatek 和 Facon PLC 通信协议串行接口

• 下载 Fatek Labview 实现 - 263.95 KB
• 下载 FATEK_Communication_Protocol - 415.99 KB
• 下载 Modbus 地址映射 - 64.87 KB

引言

如果您厌倦了使用一些复杂的非实时 COM/COM+ 组件（就像我一样；D），这些组件强迫您连接 Fatek PLC 系列，并且对一个易于理解、开源、真正的实时 .NET 对象感兴趣，那么您就选对了文章。

本文介绍了一种纯代码实现的协议，您可以轻松地将其添加到您的项目中，确保安全可靠的 RS232/485 PC-PLC 通信，并超越任何价格高昂的 OPC 服务器；（我上次搜索的 OPC 服务器大约要 350 美元）！！

注 1：无论您打算实现以太网、RS232/485 还是调制解调器，我将介绍的对象都适用于基本协议。有关 Modbus 实现和地址映射，您可以从文章中下载通用文档，或在 Fatek 网站（www.fatek.com）上搜索。

1 背景

OOP 编程和在实时硬件依赖中实现精确的实现是我在 DeltaDTB PID 控制器中做过一次的事情。

2 接线

建立精确通信的第一步是精确接线，对于我们考虑的项目，旧的流行 RS232（2-2, 3-3, 5-5）是正确回答的（见下图）。

3 基本定义

3-1 主站和从站

FATEK PLC 在与外围设备的通信中被定义为从站，而外围设备在与 FATEK PLC 通信时始终被定义为主站。所有外围设备在与 FATEK PLC 通信时发送消息，FATEK PLC 在接收到主站消息时进行响应。

3-2 FATEK PLC 的通信消息格式

FATEK PLC 通信格式包括命令（主站）和响应（从站）消息，共有 6 列数据。

1. 起始码 (STX)：ASCII 码中 STX 的十六进制码是 02H。命令和响应消息中的起始字符都是 STX。接收端可以通过 STX 确定数据的起始码。
2. 从站站号：站号是十六进制两位数的值。PLC 通信帧中只有一个主站和 255 个从站。每个从站都有唯一的编号，范围从 1~FEH。（如果站号为 0，则表示主站可以将命令发送给所有从站）当主站希望将命令发送给一个或所有（站号 = 0）从站时，它根据站号分配。当从站向主站发送响应消息时，它将发送自己的站号。
3. 命令码：命令码是两位十六进制系统数字。它是主站希望从站执行的动作。例如，读取或写入离散状态、强制设置、运行、停止……从站发送响应消息时，响应消息中也包含从主站接收到的命令码。
4. 数据信息：数据信息包含 0（无数据）~500 个 ASCII 字符。此列中的数据用于分配读取或写入的地址或值。此数据信息的开头包含响应消息中的错误代码。在正常情况下（未发生错误），错误代码必须在开头为 0（30H），然后是响应消息中的响应状态或值。当发生错误时，它将是错误代码而不是 0（30H），并且不会跟随数据信息。
5. 校验和：校验和检查前 1~4 列 ASCII 码的十六进制值，并使用“LRC”（纵向冗余校验）方法生成一个字节长度（两个十六进制值 00~FF）的校验和值。当接收到消息时，接收端将以相同的方式检查此消息。当两个校验值相同时，表示数据传输正确。如果两个校验值不同，则表示发生了一些错误。LRC 方法的计算是将所有 ASCII 码的十六进制值（8 位长度）相加，并忽略进位，以保持校验值在 8 位长度。
6. 结束码 (ETX)：ASCII 码中 ETX 码的十六进制码是 03H。命令或响应的 ETX 码都是 ETX。当接收端接收到 ETX 码时，表示数据传输终止并开始处理命令或数据。

注 2：发送和接收消息的格式相同。

注 3：某些命令中的数据列可能不存在，校验和将施加到前 1~3 列。

注 4：PLC 站号的默认值均为 1。站号不能在网络中修改；可以通过 FP-07C 或 Winproladder 进行更改或修改。

4-符号和命令说明

4-1 通信错误代码表

4-2 组件的分类和分配

PLC 通信的主要功能是读取和写入 PLC 组件内部的状态或值。可读写和地址分配的离散量和寄存器如下表所示

注 5：离散状态（X、Y、M、S）可以将 16 或 32 个连续状态组合成 16 位或 32 位寄存器，例如上表中的 WX???? 或 DWX????，但 ???? 应该是 8 的倍数。

注 6：分配离散地址需要 5 个字符，分配 16 位寄存器地址需要 6 个字符，分配 32 位寄存器地址需要 7 个字符。

注 7：上表中组件的地址边界是 FACON PLC 的最大值。用户应注意每个 PLC 组件的有效地址和属性。（例如，X?Y 地址的边界是 0000~0255；S 的边界是 FBE-PLC 的 0000~0999）。如果超出有效地址的边界，PLC 将回复错误代码“A”（非法地址），并且不会执行该命令。

4-3 通信命令

注 8：离散状态消息由一个字符表示（1 表示 ON，0 表示 OFF），16 位寄存器的数据使用 4 个字符表示一个 WORD 的值（0000H~FFFFH）。

注 9：32 位寄存器的数据是 DW（两个连续的字），必须使用 8 个字符来表示其数据。如果组件是 32 位寄存器，则必须将该组件视为 2W。例如，在命令代码 46 和 47 中，它们可以处理 64 个 16 位组件，但只能处理 32 个 32 位组件。

注 10：在命令代码 48 和 49 中，消息长度是离散量和字的总和。它们不能超过 64W（命令 48）和 32W（命令 49）。当增加一个点时，其总字数将减少一个字。反之亦然。由于 32 位组件的消息长度使用 2 个字，因此当增加一个 32 位组件时，它将减少 2 个字或点。例如，命令 48 的消息长度为 1~64W。如果它读取 20 个“32 位组件”，其消息将占用 40 个字，剩余 24W 可用于离散量或 16 位寄存器。

注 11：连续离散量或寄存器的操作（读写）不只是一个组件，并且数量是连续的，因此在分配时您不需要分配它们的组件号。您只需指定起始号和组件数量 (N)。其操作对象只能是离散量或寄存器中的一种，不能随机操作。

注 12：随机操作对象可以读写多个离散量和寄存器。由于它们的数量不连续，因此您必须指定它们的数量并允许随机操作离散量和寄存器。

注 13：保存和加载操作将 PLC 的所有程序区域保存到磁盘或加载到 PLC。一次通信中最大数据传输量为 64 字，因此需要多次通信才能完成保存或加载。

5 软件

5-1 字段

• byte_Time：表示每个字节从 PC 传输到 PLC 或反之所需的时间。
• Is_alive：指示 PLC 是否可用，默认为“False”。
• Is_open：指示通信端口是否已获取并打开，默认为“False”。
• Link：私有串行通信对象，默认为“Null”。
• Str_discrete_area：包含离散区域符号（“X”、“Y”等）的字符串数组。
• Str_register_area：包含连续区域符号（“R”、“D”等）的字符串数组。
• Unit_address ：包含单元地址，默认为1。

5-2 属性

• Alive：私有属性，获取/设置 PLC 是否可用。
• ByteTime：只读属性，表示一个字节从 PLC 传输到 PC 或反之所需的时间。
• CommSetting：设置/获取链接属性。请注意，连接时禁止设置。
• IsAlive：获取 PLC 是否存活。
• IsOpen：获取链接（通信端口）是否打开。
• Opened：私有属性，获取/设置通信端口是否打开。
• UnitAddress：获取/设置 PLC 单元地址。

5-3 重要方法

• Close：关闭通信端口并结束通信。
• Error：根据输入的错误代码生成错误字符串。
• GetChecksum_byte：从给定的字节数组创建校验和代码。
• Getchecksum_str：从给定的字符串创建校验和代码。
• Loopback：验证连接属性和线路的正确性，设置单元地址和 PLC 功能。
• New：创建新实例。
• Open：打开通信端口并准备开始通信。
• Read_Continuous：返回连续的相应寄存器。
• Read_DetailedStatus：返回 PLC 的详细状态。
• Read_Discrete_EnableStatus：返回连续离散寄存器的启用/禁用状态。
• Read_GistStatus：揭示 PLC 的要旨状态。
• Set_Continuous：将数据写入特定的连续寄存器。
• Set_Discrete：设置离散 DO/继电器。
• Set_Mode：设置 PLC 工作模式。
• Status：根据给定的响应结构揭示 PLC 状态。
• Test：验证 PLC 是否可用。

如何使用

...
Dim f_err As Fatek_Error_Code = New Fatek_Error_Code
Dim en_arr As Boolean() = f_plc.Read_Discrete_EnabledStatus
			(Fatek_Discrete_Area.X, 11, 0, f_err)
...

1. 将 fatek 类添加到您的项目中。
2. 将 fatek 类导入到您的表单/模块/类中。
3. 在您的表单/类/模块中创建变量，如下所示

   ...
   Private f_plc As Fatek.FatekPLC
   ...

4. 初始化对象并开始通信

   ...
   f_plc = New Fatek.FatekPLC(New System.IO.Ports.SerialPort
   	("COM1", 115200, IO.Ports.Parity.Even, 7, IO.Ports.StopBits.One))
   f_plc.Open()
   ...

5. 用于检查 PLC 状态

   

   

   ...
   Dim f_error As Fatek_Error_Code
   Dim f_response As Fatek_PLC_GistStatus = f_plc.Read_GistStatus(f_error)
   ...

6. 用于获取 PLC 详细状态

   

   ...
   Dim f_response As Fatek_PLC_DetailedStatus = New Fatek_PLC_DetailedStatus
   Dim f_error As Fatek_Error_Code = New Fatek_Error_Code
   f_response = f_plc.Read_DetailedStatus(f_error)
   ...

7. 用于将 PLC 设置为运行模式

   

   ...
   Dim e_code As Fatek_Error_Code = New Fatek_Error_Code
   e_code = f_plc.Set_Mode(Fatek_PLC_Mode.Run)
   ...

8. 用于将 PLC 设置为停止模式

   

   ...
   Dim e_code As Fatek_Error_Code = New Fatek_Error_Code
   e_code = f_plc.Set_Mode(Fatek_PLC_Mode.Stopped)
   ...

9. 设置内部继电器 (M00000)

   ...
   Dim f_err As Fatek_Error_Code = 
   	f_plc.Set_Discrete(Fatek_Discrete_Area.M, Fatek_DIO_Mode.Set, 0)
   ...

10. 获取 DI (X0~X10) 的启用状态
11. 获取 DO (Y0~Y7) 的启用状态

    

    ...
    Dim f_err As Fatek_Error_Code = New Fatek_Error_Code
    Dim en_arr As Boolean() = f_plc.Read_Discrete_Status(Fatek_Discrete_Area.Y, 8, 0, f_err)
    ...

12. 读取计数器/计时器 0~10

    ...
    Dim f_err As Fatek_Error_Code = New Fatek_Error_Code
    Dim short_arr As Short() = f_plc.Read_Continuous
    		(Fatek_Register_Area.CTR, 11, 0, Fatek_Data_Type.Short, f_err)
    ...

13. 设置计数器/计时器 5~15

    ...
    Dim f_err As Fatek_Error_Code = f_plc.Set_Continuous(New Short() 
    {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}, 5, Fatek_Register_Area.CTR)
    ...

14. 测试回环

    ...
    Dim err_code As Fatek_Error_Code = New Fatek_Error_Code
    Dim bln As Boolean = f_plc.LoopBack(err_code)
    ...

致谢

我衷心感谢 Kamalaldin Farzaneh 教授，他不仅是我的经理，也是我的老师，他让我尝试、跌倒并再次站起来。

历史

• 首次发布：2011 年 7 月 19 日星期二
• 更新：2011 年 7 月 20 日星期三
• 更新：2011 年 7 月 24 日星期日，添加了 Labview 7.0 实现