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1、 引言
計算機串行通信是計算機與控制設備（plc）進行數據傳送的基本通信方式，也是實現工業自動控制經常用到的通信模式。每一種通信方式都嚴格約定了與其對應的通信協議，要確保計算機與plc之間能正常通信，就必須遵照其通信協議編寫通信程序。
2、 串行通信
串行通信在工業系統控制的范疇中一直占據著極其重要的地位，串行端口（rs-232）是計算機上的標準配置，常用于連接調制解調器來傳輸數據，在計算機的硬件設備管理器中可以看到，定義為com1、com2等。常用的串行通信方式有兩種，分別是rs-232和rs-485，本文以rs-232方式為例進行介紹。
3.1 c++builder編程
c++builder是由borland公司推出的產品。它采用c++語言作為開發語言，是面向對象語言，具有可視化編程界面且功能強大。
3.2 c++builder串行通信相關api函數
c++builder本身并不提供單獨的串行通信組件，而是使用一些windows api的函數來達到此目的。這些函數是由操作系統所提供，可以為程序設計人員提供相當多的執行功能。api中與串行通信相關的函數約有20個，本文將對經常使用的函數作討論。
（1） 打開串行端口
hcomm=createfile（comno，generic_read|generic_write，0，null，open_existing，0，0）
函數參數定義如下：
hcomm：createfile（）函數的返回值，程序使用此返回值進行相關的串行端口操作。
comno：定義串行端口號，為com1、com2等。
generic_read|generic_write：對串行端口的讀/寫操作。
0：是否共享串行端口，通常不會將串行端口與其它程序共享，因此設為0，否則為1。
null：函數的返回值hcomm是否可被子程序繼承，此處設為不可繼承。
open_existing：打開端口的方式，串行端口是一種設備，必須指定為open_existing方式。
0：使用同步或異步方式傳輸數據，同步方式編程簡單，速率快，因此設為0，否則為1。
0：由于使用串行端口編程，設為0。
（2） 得到串行端口狀態：
getcommstate（hcomm，&dcb）
函數參數定義如下：
hcomm：createfile（）函數的返回值。
dcb：串行端口控制塊地址，負責對串行端口參數進行設置，具體參數如下：
dcb.baudrate：設置串行端口的波特率，有19200kb/s、9600kb/s、4800kb/s幾種，一般為：9600kb/s。
dcb.bytesize：設置串行端口的數據位數，有5、6、7、8幾種，歐姆龍plc數據位數為7。
dcb.parity：設置串行端口的校驗位檢查，有none、even、odd幾種，設為none。
dcb.stopbits：設置串行端口的停止位數，有1、1.5、2幾種， 歐姆龍plc的停止位數為1。
（3） 設置串行端口狀態：
setcommstate （hcomm，&dcb）
函數參數定義與getcommstate（）函數相同。
（4） 向串行端口寫數據：
writefile（hcomm，senddata，bs，&lrc，null）
函數參數定義如下：
hcomm：createfile（）函數的返回值。
senddata：寫數據的地址。
bs：寫入數據的字節數。
lrc：被寫入的數據地址。
null：寫入數據的同步檢查，串行端口采用同步通信時可以設為null。
（5） 清除串行端口的錯誤或將串行端口當前的數據狀態送至輸入緩沖區：
clearcommerror（hcomm，&dwerror，&cs）
函數參數定義如下：
hcomm：createfile（）函數的返回值。
dwerror：返回錯誤信息代碼。
cs：指向串行端口狀態的結構變量。
（6） 從串行端口的輸入緩沖區讀出數據：
readfile（hcomm，inbuff，cs.cbinque，&nbytesread，null）;函數參數定義如下：
hcomm：createfile（）函數的返回值。
inbuff：指向用來存儲數據的地址。
cs.cbinque：讀取數據的字節數。
nbytesread：總的讀取字節數。
null：如果不進行后臺工作，串行端口設為null。
（7） 關閉串行端口：
closehandle（hcomm）
函數參數定義如下：
hcomm：createfile（）函數的返回值。
4 、plc通信數據幀介紹
計算機與歐姆龍plc通信時，按應答方式進行。由計算機發給plc一組ascii碼字符數據，這一組數據成為命令塊。plc收到命令塊后經分析認為命令正常，則按照命令進行操作，將操作結果返回給計算機。plc返回給計算機的這一組數據稱為響應塊。若plc收到命令后經分析確認命令不正常，則返回給計算機錯誤命令塊。計算機和plc通信時，歐姆龍plc是被動的，必須先由計算機給plc發出命令塊，plc再給計算機發出響應塊。命令塊和響應塊以幀（frame）為單位進行傳送，一幀最多由131個字符組成。下面將歐姆龍plc命令幀與響應幀的組成結構介紹如下：
4.1 命令幀
命令幀組成結構如圖1所示。
幀結構解析：
@：在起始處必須放置
節點號：有效值為00—31， 表示pc機最多可同32臺plc通信
頭代碼：plc的命令代碼
發送文本：pc機發送的命令參數
fcs（frame check sequence） ：幀檢查順序代碼（幀校驗碼）
幀校驗碼是2位（bit） 十六進制數。它是由幀數據包含的所有字符的ascii碼進行位異或運算的結果。
終止符：“*”號和回車符“cr”
舉例如下：
讀h區命令幀結構如圖2所示。
4.2 響應幀
響應幀結構如圖3所示。
幀結構解析：
@ ：返回命令頭
節點號 ：有效值為00—31，返回數據的plc節點號
頭代碼 ：plc的命令代碼
尾代碼 ： 返回命令完成狀態碼
接收文本： 在有數據時返回的數據
fcs ：幀檢查順序代碼
終止符：“*”號和回車符“cr”
舉例如下：
讀h區響應幀結構圖4所示。
4.3 fcs（幀數據冗余校驗碼）的計算
為了降低串行通信的誤碼率，在接收和發送端都必須對數據進行校驗，常用的方法是進行fcs校驗。對幀數據進行冗余校驗計算時，應對幀數據中各個字符的ascii碼進行位異或運算，然后將結果轉為2位十六進制字符。
5 c++builder api函數應用
5.1 通信主程序的設計架構
通信主程序的主要功能：實現計算機對plc的運行控制和狀態監視，即構成一個閉環監控系統，程序設計架構如圖5所示。
5.2 打開串信端口
（1） 打開通信端口，對端口進行初始化設置，工作流程如圖6示。
（2） 打開通信端口程序源代碼：
void__fastcall tform1：：button1click（tobject *sender）
{
char *comno;
dcb dcb;
string temp;
temp=“com”+inttostr（rdcom-》itemindex+1）;
comno=temp.c_str（） ;
hcomm=createfile（comno，generic_read|generic_write，
0，null，open_existing，1，0）;
if（hcomm==invalid_handle_value）
{
messagebox（0，“打開通信端口錯誤，請檢查端口是否被占用?。 ?，“comm error”，mb_ok）;
return;
}
getcommstate（hcomm，&dcb）;
dcb.baudrate=cbr_9600;
dcb.bytesize =7;
dcb.parity =evenparity;
dcb.stopbits =onestopbit;
setcommstate（hcomm，&dcb）;
if（！setcommstate（hcomm，&dcb））
{
messagebox（0，“通信端口設置錯誤！??！”，“set error”，mb_ok）;
closehandle（hcomm）;
return;
}
}
5.3 寫plc內存數據
（1） 將計算機發出的命令寫入plc，實現計算機對plc的控制功能。工作流程如圖7示。
（2） 寫plc內存函數程序源代碼：
string tform1：：write（string address，string value）
{
unsigned long lrc，bs;
string temp;
char *senddata;
char inbuff［1024］;
int ln，i=0;
string word，check;
dword nbytesread，dwevent，dwerror;
comstat cs;
word=“@00wd”+address+value;
if（hcomm==0）
{
messagebox（0，“串口未打開?。?！”，“錯誤信息”，mb_ok）;
return（0）;
}
temp=outchecksum（word）;
senddata=temp.c_str（） ;
bs=strlen（senddata）;
loop：
if（++i《=3）
{
writefile（hcomm，senddata，bs，&lrc，null）;
sleep（100）;
if（hcomm==invalid_handle_value） return（0）;
clearcommerror（hcomm，&dwerror，&cs）;
if（cs.cbinque》sizeof（inbuff））
{
purgecomm（hcomm，purge_rxclear）;
return（0）;
}
readfile（hcomm，inbuff，15，&nbytesread，null）;
check=inbuff;
if（check.substring（6，2）！=“00”）
{
goto loop;
}
}
else
{
messagebox（0，“數據寫錯誤”，“通信錯誤”，mb_ok）;
}
}
5.4 讀plc內存數據
（1）從plc中讀取數據，監視plc的運行數據，工作流程如圖8示。
（2） 讀plc內存函數程序源代碼：
string tform1：：read（string address，string value）
{
string readdata，readdata1，readdata2;
string temp;
unsigned long lrc，bs;
char *senddata;
int ln，i=0，len;
dword nbytesread，dwevent，dwerror;
comstat cs;
char inbuff［1024］;
string word;
word=“@00rd”+address+value;
if（hcomm==0） return（0）;
temp=outchecksum（word）;
senddata=temp.c_str（）;
bs=temp.length（）;
loop：
if（++i《=3）
{
writefile（hcomm，senddata，bs，&lrc，null）;
sleep（100）;
if（hcomm==invalid_handle_value） return（0）;
clearcommerror（hcomm，&dwerror，&cs）;
if（cs.cbinque》sizeof（inbuff））
{
purgecomm（hcomm，purge_rxclear）;
return（0）;
}
cs.cbinque=4*strtoint（value）+11;
readfile（hcomm，inbuff，cs.cbinque，&nbytesread，null）;
inbuff［cs.cbinque］=`