延續上一篇的文章，這次要說明的是業界實際最常使用的多點監控及資料讀取技術，寫入部分另外再說明
一樣工具書先準備好，或是參考我以前另2篇文章用LabVIEW計算三菱PLC FX-2N元件群組通訊用位址和用LabVIEW計算三菱PLC FX-2N字元群組通訊用位址來查詢通訊位址
重要事項：
※高速動作的機器不建議使用電腦去控制PLC，建議改用人機螢幕控制PLC或完全靠電腦用I/O模組控制機器。理由呢？首先說明電腦控制PLC的流程：下控制命令→等延遲時間→接收回應資料。PLC傳遞1個命令字元時間約1.64 ms(通訊速度9600)，以只讀取1組D暫存器內容來說，總共要傳遞約20個字元，總共要花時間1032.8 ms，讀取的組數更多時時間還要在加長，所以不可能即時反應機器的狀況。若機器控制用信號變化時間間隔少於1.5秒，改用其他控制方式比較實際
※電腦和PLC連接線儘量短，太長時通訊時間會受到影響，同時容易受到外部訊號干擾而誤動作
※要讀取和控制的元件要連號，這樣才可以用最少的命令去控制，可以減少通訊時間
※非必要的元件和資料就不要監控，要連線監控的接點資料控制在最少的狀態
首先PLC_LabVIEW圖形監控這本書關於這部份有很多細節沒有交代清楚，多點監控及資料讀取技術只讀取1組位元和單一暫存器，若只是照書操作練習還不成問題，若要實際使用時千萬不要直接拿裡面的程式來改，當初我就是這樣又花了不知幾天時間才找到問題
先補充上一篇文章沒提到的部份，關於控制命令的起始碼和結束碼的產生方式，除了用書中提到的數值陣列轉換的方式，還有另一種常用的資料格式轉換方式
方法是設定單1數值元件為U8格式，然後連上Type Cast元件做轉換
下圖上半為數值陣列轉換方式，下半為資料格式轉換方式
再來要說的是多點監控及資料讀取部分，書中拆散成好幾部分，但實際上使用的命令字串是相同的
完整的命令字串組成為：起始碼+控制碼+元件群組位址+讀取組數+結束碼+偵誤碼
起始碼和結束碼和上一篇相同，起始碼為16進制數值字串02，結束碼為16進制數值字串03，控制碼為0代表讀取指令。偵誤碼同上一篇文章方式計算，以控制碼+元件群組位址+讀取組數的所有字元轉成ASCII碼數值相加，然後不管進位只取最後2碼當偵誤值
元件群組位址部份所要輸入的是帶頭那一組的位址，要注意的是元件群組的分組方式，三菱PLC在通訊上是以每8個點分為1組
可以讀取的接點元件群組是S,X,Y,T,M,C等群組，注意這些元件群組是以每8個接點為1組
※T和C群組的位址是讀取狀態專用，不可拿來做強制ON和OFF的控制位址。T和C強制ON和強制OFF有另外專用的位址
※Y,M群組還有專用在上、下微分的控制位址，在實務上用不到
可以讀取的T,C元件的現在值被分在字元群組，也就是和暫存器D屬於同性質，又可再分為16位元和32位元群組
※T的現在值和D暫存器都屬於16位元群組，每次以2組共16個點來顯示資料
※C的現在值有分16位元和32位元群組，C200以後的都是32位元群組，32位元是以4組共32個點來顯示資料
※D暫存器可以連結相鄰的2個暫存器成為32位元的暫存器，如D0和D1就可組成32位元暫存器，在控制命令中要輸入D0的位址
※在實務上讀取T的現在值和C200以後的高速計數器值是無意義的，因為讀到的已是上一次輪詢時的值，而不是現在實際值。另外若T設定的時間少於1次輪詢要花的時間，則只會讀到已計時完畢的時間
讀取組數要輸入的是16進制的數值字串共2碼，依照使用手冊說明最多可輸入範圍是01到40，換算成10進制數值共為64組，等於512個接點。實際上這部份有很多細節沒有提到，以下一一說明
※X和Y接點實體上最多才64點，加上擴充模組也才128點。換算只有8組，加上擴充模組最多16組。可以設定的最大數值是10，正好16組，大於這個數值會讀取錯誤
※S接點最多有125組共1000點，M接點最多有384組共3072點，可以設定的最大數值是40，總共64組。要注意最大組數減去帶頭組數後小於64組時，要依實際組數換算數值，若輸入40一樣會讀取錯誤
※T和C讀取狀態的元件最多才256個點共32組，可以設定的最大數值是20
※T現在值和D暫存器因為是16位元，可以設定的數值是02或是02的倍數，以外的設定都是錯誤的
※若是結合2個D暫存器而成的32位元暫存器，可以設定的數值是04或是04的倍數，以外的設定都是錯誤的
※C0～C199的現在值是16位元，可以設定的數值是02或是02的倍數。C200～C255的現在值是32位元，可以設定的數值是04或是04的倍數
以上重要注意事項要熟記，再來是實際程式的寫作部份。控制的部份不採用上一篇的方法，那個方法在控制按鍵很多時很難搞，這次完全採用事件(Event Structure)來寫
因為要隨時讀取PLC的狀態，這程式採用的是業界稱之為輪詢的技術。就是把程式寫在Timeout事件中，讓程式不停的去讀取PLC狀態。若是使用上一篇的按鍵偵測技術，則要把程式寫到Case Structure元件的第0頁
※注意程式輪詢中無法馬上停止，會等到輪詢完畢才執行停止動作
※若一次就讀取64組元件，加上延遲時間最少需1237.8 ms，約1.24秒
※有不同PLC元件要讀取時，是無法以1個命令去完成的，要按照順序去編排。以實際做過讀取X接點16點，Y接點8點，D暫存器6個。命令順序為：寫入讀取X群組命令→延遲→讀取X群組狀態→寫入讀取Y群組命令→延遲→讀取Y群組狀態→寫入讀取D暫存器群組命令→延遲→讀取D暫存器群組狀態。整個過程有3個延遲加上傳送84個字元，共花費3137.76 ms，約3.1秒。以測試經驗若T設定值少於3.5秒，絕對讀不出現在值
程式控制面板部份依不同用途分別做3個程式：
1、由LED元件組成2D陣列，依每8個1組方式由上而下及由左而右排列，元件編號低往編號高的方式排列，用來顯示S,X,Y,T,M,C等接點的ON/OFF狀態
2、由數值元件組成1D陣列，由上而下以元件編號低往編號高的方式排列，用來顯示16位元字元群組轉換後的10進制數值
3、由數值元件組成1D陣列，由上而下以元件編號低往編號高的方式排列，用來顯示32位元字元群組轉換後的10進制數值
這3個程式的完整程式組成架構如下圖，可以清楚看到程式是寫在Timeout事件中，而停止程式用的是Exit按鍵的Value Change事件
再來依照程式的流程由左至右詳細說明：
首先程式執行中不會變動的通訊參數、起始碼、結束碼寫到迴圈左邊的外面
關閉通訊埠的元件寫到迴圈右邊的外面
在Timeout事件中放入Flat Sequence Structure順序控制元件，Flat Sequence Structure順序控制元件用Add Frame After選項產生共3格的框格。每增加1種讀取元件就必須在Flat Sequence Structure中追加3格
第1格寫讀取資料的命令，在開始碼和結束碼中間的命令字串部份，我是用控制碼+元件群組位址+組數以合成的方式來組成字串。之所以不用書中直接寫命令字串的方式，是因為考慮這程式還要做成SubVI以供其他程式使用
控制碼用0，表示是要讀取PLC的資料
元件群組位址和組數的輸入規則參照文章前半的說明，輸入錯誤程式仍可動作，只是結果會是錯誤的
偵誤碼是以命令字串的所有字元轉成ASCII碼數值相加，然後不管進位只取最後2碼當偵誤值
組數那個16進制字串則另外又轉成10進制數值往後面格子拉線，這個數值是要用在解讀PLC傳來的資料用
第2格一樣是延遲等待PLC回應的時間，要注意的是若讀取的組數很多(約10組以上)時，延遲時間1000 ms最好不要再減少。若讀取超過約24組以上，可能還要再增加一些時間(約100～200 ms)
第1格到第2格在3個程式中內容都相同，也是比較不會弄錯的部份，問題較多的是第3格讀取後的處理，也是書中沒說清楚混過去的部份
現在依讀取資料的不同來詳細解說第3格的程式
讀回來的資料有固定的格式(如下圖)，是以起始碼+資料碼+結束碼+偵誤碼所組成的字串，其中資料碼是以每2個16進制數值字元為一組來表示一筆資料，要依照一定的順序去解碼還原
第1個程式是由LED元件組成2D陣列顯示S,X,Y,T,M,C等接點：
一開始同樣用Property Node元件設定為Bytes at Port接收判定PLC回應字串長度
再來使用For Loop迴圈加上移位暫存器(用Add Shift Register)來解碼。For Loop迴圈的執行次數就是第1格的組數字串轉成的數值，共使用2組移位暫存器解碼，一組連上PLC讀出的字串，另一組則連上用Initialize Array建立的2D空白Boolean元件陣列
字串的分解書中是用String Subset元件，但只能解出1組字元，這裡使用Replace Substring元件搭配移位暫存器來分離出各組字元
Replace Substring元件的offset接腳設定為1，表示要從編號第1號字元開始分離字元，第0號字元是起始碼要跳過
Replace Substring元件的length接腳設定為2，表示每次要分離2個字元，這是因為資料是以每2個字元為1組
分離出來的字元用Hexadecimal String To Number和Number To Boolean Array元件先轉成10進制數值再轉成2進制的Boolean資料狀態，字元的上下位會由Hexadecimal String To Number自動換位，所以可以省去換位這個動作。原書中只到這裡結束，但這樣是錯誤的。只讀1組時沒有問題，讀2組以上時資料的順序全部錯亂，讀超過4組以上則無法正確顯示所有資料
會有這問題是因為Number To Boolean Array元件不管連接多大數值，轉出的就是32個Boolean資料狀態，只讀1組時頂多是多了24個無效資料，讀2到4組時資料的順序會移位，讀出組數的是奇數時有些資料還會溢位消失
在這裡的解決方法是用Delete From Array元件，把轉出來的資料只取前8個有效資料，後面無效資料捨棄
取出的資料再重新組成新的陣列再輸出。這裡也可以設定成輸出1D陣列，但考慮面板上要方便監控，所以設定為輸出2D陣列
第2個程式是由數值元件組成1D陣列顯示16位元字元群組轉換後的10進制數值：
同樣用Property Node元件設定為Bytes at Port接收判定PLC回應字串長度
再來同樣使用For Loop迴圈加上2組移位暫存器(用Add Shift Register)來解碼，將資料字串先重組為正確順序。Loop迴圈的執行次數同樣是第1格的組數字串轉成的數值，字串的解碼同樣是用Replace Substring元件搭配移位暫存器來分離出各組字元
Replace Substring元件的offset接腳設定為1，表示要從編號第1號字元開始分離字元，第0號字元是起始碼要跳過
Replace Substring元件的length接腳設定為2，表示每次要分離2個字元，這是因為資料是以每2個字元為1組
重組後的PLC讀出值是一連串的16進制數值字串，這個字串顯示元件可以不用，會放上去是為了方便查看
最後要把這字串還原為正確的數值並按照順序排列，於是再用1個For Loop迴圈加上2組移位暫存器(用Add Shift Register)來轉換
Loop迴圈的執行次數是由第1格的組數字串轉成的數值再除以2，因為16位元資料是以每2組共4個字元組成
這裡一樣是用Replace Substring元件搭配移位暫存器來分離出各組字元
Replace Substring元件的offset接腳設定為0，表示要從編號第0號字元開始分離字元
Replace Substring元件的length接腳設定為4，表示每次要分離4個字元，這是因為資料是以每4個字元為1組
接著用用Hexadecimal String To Number元件將字元轉換成10進制數值，最後組成1D陣列輸出
第3個程式是由數值元件組成1D陣列顯示32位元字元群組轉換後的10進制數值：
同樣用Property Node元件設定為Bytes at Port接收判定PLC回應字串長度
再來同樣使用For Loop迴圈加上2組移位暫存器(用Add Shift Register)來解碼，將資料字串先重組為正確順序。Loop迴圈的執行次數同樣是第1格的組數字串轉成的數值，字串的解碼同樣是用Replace Substring元件搭配移位暫存器來分離出各組字元
Replace Substring元件的offset接腳設定為1，表示要從編號第1號字元開始分離字元，第0號字元是起始碼要跳過
Replace Substring元件的length接腳設定為2，表示每次要分離2個字元，這是因為資料是以每2個字元為1組
照樣要把這字串還原為正確的數值並按照順序排列，同樣再用1個For Loop迴圈加上2組移位暫存器(用Add Shift Register)來轉換
Loop迴圈的執行次數是由第1格的組數字串轉成的數值再除以4，因為32位元資料是以每4組共8個字元組成
這裡一樣是用Replace Substring元件搭配移位暫存器來分離出各組字元
Replace Substring元件的offset接腳設定為0，表示要從編號第0號字元開始分離字元
Replace Substring元件的length接腳設定為8，表示每次要分離8個字元，這是因為資料是以每8個字元為1組
接著用用Hexadecimal String To Number元件將字元轉換成10進制數值，最後組成1D陣列輸出
有關三菱PLC的多點監控及資料讀取技術到此說明完畢，也許可能還有遺漏的部份。所說明的程式是實際測試並使用過，可以確定能正確執行並讀出正確結果
下一篇也是很複雜的多點ON/OFF控制及資料寫入，待資料整理完畢再發表
最近進行其他案子時才發現犯了基本上的錯誤，之前在讀取暫存器資料時讀的都是沒超過範圍的正整數，所以程式沒有問題。最近的案子有讀取到負數，才發現轉換出來的數值有錯
LabVIEW的字串數值轉換元件可以正確的將10進制的正負數轉換成PLC能接受的16進制數值字串，但卻無法將PLC傳來的16進制數值字串轉換為正確的10進制數值，因為轉出來的一定是正整數數值，因此還要再經過換算才能將讀到的負數還原成正確的數值顯示
改寫16位元暫存器資料的處理部份程式
改寫32位元暫存器資料的處理部份程式
改寫的重點是把16進制數值字串先轉成10進制正整數數值，10進制數值在和PLC能接受的最大正整數(16位元的話就是16進制數值7FFF)比大小。是小的話表示讀到的正整數，不用再經過程式換算。是大的話就表示是負數，這時將讀到的數值減掉PLC能接受的最大正整數，再減掉(PLC能接受的最大正整數加2)，算出的結果就是正確的負數數值
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