三菱PLC RS232通信的自动化测试脚本编写：提高效率的5个步骤


参考资源链接：[三菱Rs232串口PLC端接线图](https://wenku.csdn.net/doc/646db468543f844488d7f165?spm=1055.2635.3001.10343)
# 1. 三菱PLC与RS232通信基础

## 1.1 通信协议简介
在工业自动化领域，三菱PLC（可编程逻辑控制器）是广泛应用于设备控制的核心组件。为了实现数据交换和远程监控，三菱PLC经常与RS232接口配合使用，利用RS232通信协议与计算机或其他设备进行通信。RS232是一种串行通信标准，它规定了数据传输的电气特性、信号功能以及信号的连接方式，确保了不同设备间的信息交换。

## 1.2 通信连接方式
实现RS232通信通常需要物理线路、串行端口和特定的通信协议。物理线路包括传输介质（如双绞线）、RS232接口和适配器（如果需要转换信号格式）。在串行端口方面，我们通常使用D型9针或25针的接口。三菱PLC通常配有专用的通信模块或端口，通过这些端口可以设置通信参数，比如波特率、数据位、停止位和校验等，从而与外部设备建立稳定的通信连接。

## 1.3 PLC通信配置
配置三菱PLC与RS232通信，首先需要在PLC中设定通信参数，这些参数必须与连接的设备设置一致。例如，如果使用计算机作为通信终端，则需要在计算机的串口通信软件中设置与PLC相匹配的参数。这样，数据才能正确地在PLC和计算机之间发送和接收。此外，还需了解PLC的数据读写指令，如读取输入、输出数据等，以便在PLC程序中实现对通信数据的处理。

# 2. 自动化测试脚本编写的基础知识

## 2.1 PLC通信协议概述

### 2.1.1 RS232通信标准解析
RS232是计算机串行通信中广泛应用的一种标准。它定义了信号的电平、接口的物理特性、信号线功能以及传输速率等参数。在自动化测试中，RS232常用于控制器与PC间的通信，特别是PLC（可编程逻辑控制器）和上位机之间的数据交换。

RS232通信标准使用单端信号，传输速度范围从几十bps到几十kbps，距离限制在15米左右。它使用DB9或DB25接口，连接器的引脚有不同的定义，比如引脚2为发送数据(TxD)，引脚3为接收数据(RxD)等。通信双方需要遵守相同的通信参数，包括波特率、数据位、停止位和校验位。

通信时，发送方将数据转换为串行信号，通过TxD引脚发送出去，接收方通过RxD引脚读取信号。由于RS232的单端信号特点，它易受电磁干扰影响，所以在恶劣的工业环境中，可能会采用RS422/RS485等差分信号标准进行替代。

### 2.1.2 PLC通信协议的原理与结构
PLC通信协议负责定义PLC和外部设备如计算机之间交换数据的规则和约定。这些协议通常分为两大类：专有协议和开放协议。专有协议通常由PLC制造商制定，只适用于同一品牌或型号的设备。开放协议则遵循工业标准，可以跨品牌或跨设备通信。

通信协议一般包含以下几个要素：
- **帧结构**：定义了数据包的格式，包括起始位、数据位、校验位和停止位。
- **地址编码**：用于指定发送和接收设备的地址。
- **控制字符**：用于同步和流量控制，如XON/XOFF或RTS/CTS。
- **数据校验**：通过奇偶校验、循环冗余校验(CRC)等方法确保数据的完整性。

在设计PLC通信协议时，必须考虑通信的可靠性、实时性和效率。一个高效、健壮的协议将确保数据传输的准确性和最小化通信延迟。

## 2.2 编程环境与工具选择

### 2.2.1 脚本编写工具简介
编写自动化测试脚本时，选择合适的工具至关重要。流行的脚本编写工具包括但不限于：

- **Python脚本语言**：由于其简洁的语法和强大的库支持，Python已成为编写测试脚本的首选语言之一。
- **Tcl脚本**：具有良好的跨平台兼容性，并且被许多自动化测试设备支持。
- **PowerShell**：Windows平台下的强大脚本语言，擅长处理复杂的任务和系统管理任务。

选择哪种工具应基于测试需求、开发人员熟悉度以及工具对目标PLC的兼容性。

### 2.2.2 开发环境搭建与配置
搭建和配置开发环境是自动化测试脚本编写的起始步骤。首先需要安装支持所选脚本语言的集成开发环境(IDE)。比如Python脚本，可以使用PyCharm或VS Code。安装IDE后，需要安装对应的解释器或编译器以及相关的插件或扩展。

配置开发环境时，需要设置脚本执行路径、依赖库路径和环境变量。这确保了开发人员在编写脚本时能够使用所需的所有资源，并能够通过IDE中的工具直接运行和调试脚本。在某些情况下，还需要配置远程调试或与PLC通信的接口设置。

## 2.3 基本的脚本结构与语法

### 2.3.1 脚本语言选择与比较
在自动化测试脚本编写中，选择合适的脚本语言至关重要。不同的脚本语言有不同的特点和适用场景。以下是几种常用的脚本语言及其特点：

- **Python**：具有简洁的语法、强大的库支持以及广泛的社区资源。
- **Tcl**：设计用于简化复杂任务的编写，广泛应用于工业自动化。
- **PowerShell**：专为系统管理和自动化任务设计，特别是针对Windows环境。

选择脚本语言时，考虑的因素应包括语言的表达能力、开发效率、以及测试环境的支持程度。

### 2.3.2 变量、控制结构及函数
编写测试脚本时，合理使用变量、控制结构和函数是提高脚本可读性和维护性的关键。

- **变量**：用于存储数据值，使得脚本能够处理动态数据。在选择变量名时，使用有意义的命名可以增加代码的可读性。
- **控制结构**：如条件语句（if-else）和循环（for, while），用于控制程序的执行流程。
- **函数**：一种封装重复代码块的方式，通过函数可以复用代码，并提高代码的模块化。

以下是一个使用Python编写的简单示例，展示了变量、控制结构和函数的使用：

def send_data(plc, data):
    # 发送数据到PLC的函数
    plc.write(data)

def receive_data(plc):
    # 从PLC接收数据的函数
    return plc.read()

# 主控制逻辑
if __name__ == "__main__":
    plc = PLCConnection()  # 假设PLCConnection是连接到PLC的类
    test_data = generate_test_data()  # 生成测试数据的函数

    send_data(plc, test_data)  # 发送测试数据
    received_data = receive_data(plc)  # 接收PLC响应的数据

    if validate_data(received_data):  # 验证数据
        print("Data validation successful.")
    else:
        print("Data validation failed.")

在上述代码中，变量`test_data`用于存储测试数据，控制结构`if-else`用于条件判断，而函数`send_data`和`receive_data`用于封装与PLC通信的逻辑。函数`validate_data`用于执行数据验证，虽然未