7.5 PLC通信程序可靠性

关键词：通信可靠、数据校验、重复通信、FCS、校验和、通信安全

随着通信技术的进步，PLC与PLC，PLC与计算机，PLC与可编程终端及PLC与智能装置可靠通信是有硬件保证的。但由于通信分布广，易受到各种干扰。通信错误或出错也是难免的。故通信程序也应能检测到错误或错误，以确保通信可靠。

通过网络读写PLC数据与状态，还必须有权限要求，以确保PLC工作及数据安全。

1.通信可靠

为保证通信可靠，可用数据校验或重复通信。

（1）数据校验。为确保传送的数据传送准确无误，常在传送过程中进行相应的校验，以便及时发现问题，避免不正确数据被误用。常用的校验有位校验与帧校验。

检测可分为横向与纵向两种：横向，对一个字符的ASCII代码做检测，也就是奇偶校验；纵向，对一串字符做检测，也就是冗余检测。

1）奇偶校验。通信时所用的数据位为8位，可编成255（2的8次方减1）个码。而实际上ASCII码没有这么多，仅127（2的7次方减1）个就够了。故常用它加最高位调整这8位中为1的个数。如保持为1的个数为偶数，则为偶校验。反之，为奇校验。

例如，ASCII码大写英文字母A为

0100，0001

十六进制为41H，十进制为65。

若偶校验，最高位可不变，因为这8位中仅次高位及最低位为1，正好是偶数。

若奇校验，则最高位应改为1，以保持8位中，有3位（即奇数位）为1。改为A的编码为1100，0001（奇校验时，A的编码）。

有了这个校验约定，于发送方加入这个校验码，于接收方检查这个校验码。检查时发现有误，则可要求重发，或做出错提示。

有了这校验，可提高数据使用的可靠性。PLC网多有此校验。

2）冗余校验。奇偶校验也是冗余的。从信息确定性的角度看，校验位是多余的，只是为校验而加入。加入一个位，故称位冗余。而这里介绍的冗余为字符冗余。即在发送一帧字符的最后多发两个字符，以作为校验。这多发的两个字符，即为冗余校验码。

冗余校验也是由发送方加入，而接收方予以校验。若接收方校验的结果与发送方加入的相同，说明通信无误。否则接收方将要求重发，或做通信出错提示。

冗余校验字符编码的方法很多。欧姆龙公司的PLC网用的为FCS校验。即纵向异或校验。其原理为对一帧字符信号的ASCII码，依位顺序求异或，所得的结果再换成ASCII码。如有下面一帧信息：

@10（单元号）RH（命令）00310001（报文）58（FCS）∗CR（结束符）

它是在上位链接网中，计算机读PLC保持继电器的命令。FCS为58是这么计算出来的：@（01000000，ASCII码）

XOR（异或）

1（00110001，ASCII码）

XOR（异或）

0（00110000，ASCII码）

XOR（异或）

R（01010010，ASCII码）

………

0（00110000，ASCII码）

XOR（异或）

1（00110001，ASCII码）

01011000（异或结果）

FCS：00110101（5）00111000（8）（转换成ASCII码）

从上例可知，FCS校验实质是“纵”向的偶校验。在FCS码之后的∗及CR，为结束字符，是帧的结束标志，不参加校验计算。

3）和校验。三菱PLC用的多为次校验。它是对有效数据的每个位的ASCII码进行累加，然后再用256整除，保留最低余数，并把余数转为十六进制。如此余数不足两位的十六进制数时，高位补0，以保持校验码始为两位数。当然，还得把这个结果再换成ASCII码。

应该指出，这里加入校验码的目的仅是为了发现通信中的错误，以免误把错误的数据当做正确的数据使用，以致造成不良后果。只是这里加入的校验也不一定能完全查出错误。如奇偶校验，有两位错了，就校验不出来。再如冗余校验，如两处出错的结果相互抵销，也查不出错。

（2）重复通信。重复通信相当于人们谈话多问多听几次。听清了再做处理。PLC通信也类似，一般为两次过程---写数据、要得到“写成功”的应答；读数据、看得到的数据是否正确，及校验码对否。

如欧姆龙公司的Host Link网，计算机与PLC通信时，PLC总有应答信号送计算机。如应答码为“00”，说明PLC已正确执行了计算机的命令，否则为出错。

三菱公司PLC三次过程---发读命令给对方、从对方取得数据、再向对方已取得数据的应答。

为了确保通信正确，有时使用更为可靠的办法。这些办法是：

多次通信传送同一数据，接收方用“表决”的方式确定所收到的数据。如发送方对某数据发送三次，接收方收到的为01011001，01011001及01001001，由于01011001收到两次，故确认收到的字符为01011001。这当然也是冗余，是帧发送冗余。

再有，也可是接收方收到数据后，再把相同的数据回传给发送方，发送方再作检查。这也叫回声检测（Echo Checking）。发的与回传的相同，则通信无误。如不同，说明有误，进而再做相应处理。

2.通信安全

通信安全主要指在通信中，数据的读写及节点间互操作，要有权限设定。不同的人有不同的操作权限。如上位计算机对PLC的操作，有的人权限最高，可读写PLC数据，可操作PLC。而有的人只能读写。有的只能读，不能写。有的什么操作都不允许。

有了权限设定，通信安全将有保证。