PLC網(wǎng)絡(luò)與通信.ppt

PLC網(wǎng)絡(luò)與通信 一 數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的基本概念 一 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基本組成1 傳送設(shè)備 包括發(fā)送器和接收器 PLC網(wǎng)絡(luò)稱主站和從站 2 通信介質(zhì) 連接傳送設(shè)備的數(shù)據(jù)線 主要有同軸電纜 雙絞線 光纖等 3 通信協(xié)議 數(shù)據(jù)通信所必須遵守的規(guī)則 由國(guó)際上公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)化組織或其他專業(yè)團(tuán)體集體制定 主要國(guó)際化組織 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO InternationalStandardOrganization 制定了開放式互相通訊協(xié)議OSI OpenSystemInterconnection 國(guó)際電子電氣工程師協(xié)會(huì)IEEE InstituteofElectricalandElectronicEngineer 建立了IEEE802通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) 美國(guó)高級(jí)研究院ARPA AdvancedResearchProjectsAgency 開發(fā)了TCP IP和FTP通信協(xié)議美國(guó)通用汽車公司GM GeneralMotor 制定了制造自動(dòng)化協(xié)議MAP ManufactureAutomationProtocol 目前 PLC與上位計(jì)算機(jī)之間的通信可按照標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議進(jìn)行 但PLC與PLC之間 PLC與遠(yuǎn)程I O通信協(xié)議還未標(biāo)準(zhǔn)化 二 數(shù)據(jù)通信方式1 數(shù)據(jù)傳送方向 1 單工通信數(shù)據(jù)的傳送始終保持同一個(gè)方向 而不能進(jìn)行反向傳送 2 半雙工通信數(shù)據(jù)可以在兩個(gè)方向上傳送 但同一時(shí)刻只限于一個(gè)方向傳送 3 全雙工通信數(shù)據(jù)可以在兩個(gè)方向上同時(shí)發(fā)送和接收 2 同步傳送和異步傳送 1 同步傳送 synchronoustransmission 是將很多個(gè)字符組成一個(gè)信息組 通常稱為幀 用同步字符來(lái)表示信息組的開始 由定時(shí)信號(hào)實(shí)現(xiàn)發(fā)送的同步的傳送方式 傳送速率高 但軟 硬件價(jià)格也高 2 異步傳送 asynchronoustransmission 是指按一種約定的格式將數(shù)據(jù)信息一幀一幀地不同時(shí)傳送的方式 如PLC串行通信 3 并行通信和串行通訊 1 并行通信傳送數(shù)據(jù)的每一位同時(shí)發(fā)送或接收 速率快 成本高 不適合遠(yuǎn)距離傳送 2 串行通信將傳送的數(shù)據(jù)一位一位地發(fā)送或接收的通信方式 適合多位數(shù)據(jù)長(zhǎng)距離通信 PC與PLC PLC與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備 遠(yuǎn)程I O的通信 開放式現(xiàn)場(chǎng)總線 如三菱公司的cc link 的通信均采用串行通信方式 三 PLC的通信接口1 RS 232C串行通信接口美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì) EIA 于1962年公布的一種標(biāo)準(zhǔn)化接口 標(biāo)準(zhǔn)的25針D型連接器 也有9針的 采用全雙工方式 負(fù)邏輯 具有較強(qiáng)的抗干擾能力 2 RS 422串行通信接口美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì) EIA 于1977年推出的新接口標(biāo)準(zhǔn)RS 499的一個(gè)子集 采用平衡差分傳輸方式 全雙工通信方式 具有足夠好的抗干擾能力 3 RS 485串行通信接口在RS 422的輸出端設(shè)置一個(gè)輸出 使能端 則形成RS 485接口 半雙工通信方式 可連接多達(dá)128個(gè)收發(fā)器 實(shí)現(xiàn)真正的多點(diǎn)雙向通訊 RS 485可以采用兩線和四線方式 RS 485四線腳號(hào) RS 485兩線腳號(hào) 兩線方式連接 四 PC 三菱PLC 觸摸屏及變頻器間的通信接口和通信連接 二 PLC與計(jì)算機(jī)的通信 一 計(jì)算機(jī)與單臺(tái)PLC的通信1 PLC的通信接口是RS 232C接口時(shí) 可直接用適配電纜進(jìn)行連接 2 PLC的通信接口是RS 422接口時(shí) 必須在PLC和計(jì)算機(jī)之間增加一個(gè)RS 232C RS 422接口轉(zhuǎn)換模塊 如 SC 09 FX 232AW 1 連接方式一臺(tái)計(jì)算機(jī)最多可與16臺(tái)FX系列PLC連接通信 稱為1 N網(wǎng)絡(luò) 二 計(jì)算機(jī)與多臺(tái)PLC的通信 2 通信格式通信格式由PLC中的特殊數(shù)據(jù)寄存器D8120設(shè)置 D8121用于設(shè)置站號(hào) 設(shè)定范圍為H00 H0F D8129用于設(shè)置檢驗(yàn)時(shí)間 單位10ms D8120通信格式定義表 三 PLC與PLC之間的通信 一 并行鏈接1 概述并行鏈接即1 1通信 它應(yīng)用特殊輔助繼電器和數(shù)據(jù)單元在兩臺(tái)PLC間進(jìn)行自動(dòng)的數(shù)據(jù)傳送 M8070 主站驅(qū)動(dòng) M8071 從站驅(qū)動(dòng) M8072 PLC運(yùn)行時(shí)為ON M8073 M8070 M8071設(shè)置不正確時(shí)為ON M8162 高速模式時(shí)為ON D8070 監(jiān)視時(shí)間 默認(rèn)為500ms 2 普通模式 M8162為OFF 通信時(shí)間 70ms 主站掃描時(shí)間ms 從站掃描時(shí)間msFX2N C FX1N FX2和FX2C的數(shù)據(jù)傳輸在1 1的基礎(chǔ)上通過(guò)以下輔助繼電器和數(shù)據(jù)寄存器完成 輔助繼電器 100個(gè) 數(shù)據(jù)寄存器 10個(gè) 例 1 主站點(diǎn)的X0 X7的狀態(tài)從從站點(diǎn)的Y0 Y7輸出 2 主站點(diǎn)D0 D2的運(yùn)算結(jié)果小于或等于100時(shí) 從站點(diǎn)的Y10接通 3 從站點(diǎn)m0 m7的狀態(tài)輸出到主站點(diǎn)的Y0 Y7 4 從站點(diǎn)的D10的值作為主站點(diǎn)T0的設(shè)定值 FX0N FX1S的數(shù)據(jù)傳輸在1 1的基礎(chǔ)上通過(guò)以下輔助繼電器和數(shù)據(jù)寄存器完成 輔助繼電器 50個(gè) 數(shù)據(jù)寄存器 10個(gè) 3 高速模式 M8162為ON 通信時(shí)間 20ms 主站掃描時(shí)間ms 從站掃描時(shí)間msFX2N C FX1N FX2和FX2C的數(shù)據(jù)單元分配 例 1 主站點(diǎn)D0 D2的運(yùn)算結(jié)果小于或等于100時(shí) 從站點(diǎn)的Y10接通 2 從站點(diǎn)的D10的值作為主站點(diǎn)T0的設(shè)定值 4 并行連接組號(hào)同一系列或同一組不同系列的PLC之間可以進(jìn)行并行鏈接 但不同組之間的PLC不能進(jìn)行并行鏈接 FX0N FX1S的數(shù)據(jù)單元分配 連接 二 多臺(tái)PLC的鏈接 1 鏈接方式多臺(tái)PLC之間的通信稱為同位通信 又稱1 N網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)中必須有一臺(tái)PLC為主站 其他PLC為從站 最多可鏈接8臺(tái)FX系列PLC 所需設(shè)備 FX0N 485ADP FX2N 485 BD FX1N 485 BD 2 通信規(guī)格 3 輔助寄存器 4 數(shù)據(jù)寄存器D8176 設(shè)置站點(diǎn)號(hào) D8177 設(shè)置從站點(diǎn)總數(shù) D8178 設(shè)置刷新范圍 D8179 設(shè)置重試次數(shù) D8180 設(shè)置通信超時(shí) 例 5 三種模式對(duì)應(yīng)軟元件 1 模式0 FX0N FX1S FX1N FX2N FX2NC 2 模式1 FX1N FX2N FX2NC 3 模式2 FX1N FX2N FX2NC 四 三菱PLC網(wǎng)絡(luò) 三菱PLC提供了三層網(wǎng)絡(luò) 即以太網(wǎng) 局域令牌網(wǎng)和CC Link開放式現(xiàn)場(chǎng)總線 一 以太網(wǎng) Ethernet 信息管理層通過(guò)以太網(wǎng)模塊 如 QJ71E 100 QJ71E71 與上位機(jī)系統(tǒng)接口模塊連接 形成以太管理網(wǎng) 主要功能 1 使用網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)通信協(xié)議 TCP IP 協(xié)議 解決異種網(wǎng)絡(luò)互連問(wèn)題 2 使用MC通信協(xié)議 可以在網(wǎng)內(nèi)PLC之間 PLC與外部設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞 3 可以通過(guò)電子郵件傳遞和接收數(shù)據(jù) 二 局域令牌網(wǎng) 管理與控制層 1 局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 1 星形是以中央站為中心與各站連接的網(wǎng)絡(luò) 任意一站的通信都必須經(jīng)過(guò)中央站 用于小系統(tǒng)和不頻繁的工作方式 2 環(huán)形是將各站的通信接口或適配器連接成一閉合環(huán)形線路的網(wǎng)絡(luò) 每站都可以請(qǐng)求發(fā)送和接收信息 此信息接收完后 仍可繼續(xù)往后傳送 直至發(fā)送該信息的環(huán)路接口為止 3 總線型是一種利用總線將所有站連接起來(lái)的網(wǎng)絡(luò) 各站對(duì)總線具有共享權(quán)和訪問(wèn)權(quán) 為防止兩個(gè)或兩個(gè)以上站同時(shí)發(fā)送信息而發(fā)生沖突 采用令牌總線協(xié)議通信方式 令牌為一組二進(jìn)制數(shù) 網(wǎng)絡(luò)上所有站點(diǎn)按某種方式排序 令牌按此順序一站一站依次傳送 只有得到令牌的站才有權(quán)控制和使用網(wǎng)絡(luò) 在工業(yè)控制中較為常用 1 MELSECNET 網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)組件為A1SJ71AP21 A1SJ71AP21 S3等 為雙環(huán)網(wǎng)絡(luò) 其中一個(gè)為正向環(huán) 或稱主環(huán)路 另一個(gè)為反向環(huán) 或稱副環(huán)路 如果主環(huán)路發(fā)生故障 系統(tǒng)自動(dòng)且換到副環(huán)路 如果兩個(gè)環(huán)路都發(fā)生故障 則仍可在連接的站之間保持?jǐn)?shù)據(jù)通信 已逐漸為MELSECNET 10代 2 主要形式 2 MELSECNET 10網(wǎng)絡(luò)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)組件 如 A1SJ71LP21A1SJ71LP21GR 令牌環(huán)形網(wǎng) A1SJ71BR11 令牌總線網(wǎng) 將任意的CPU組件掛接到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中 用于A系列的PLC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 傳輸速率10Mbit s 可以承擔(dān)以計(jì)算機(jī)為支撐的工廠柔性制造系統(tǒng)眾多的數(shù)據(jù)流 有很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控能力 3 MELSECNET H網(wǎng)絡(luò)MELSECNET H網(wǎng)與MELSECNET 10網(wǎng)兼容 具有更高的傳輸速度 最大達(dá)25Mbit s 使用QJ71LP21 25網(wǎng)絡(luò)組件 能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模大容量的集中管理和分布式管理的控制 用于Q系列PLC的高速網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 1 CC Link簡(jiǎn)介 三 CC Link開放式現(xiàn)場(chǎng)總線 控制設(shè)備層 CC LinK是一種簡(jiǎn)單的開放式現(xiàn)場(chǎng)總線 利用總線將各站連接來(lái) 各站對(duì)總線具有共享權(quán)和訪問(wèn)權(quán) 簡(jiǎn)單的總線解決了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜的配線問(wèn)題 大幅度地降低了工程成本和時(shí)間 提高了可靠性和穩(wěn)定性 其低層通信協(xié)議基于使用十分普遍的EIA485通信協(xié)議 2 協(xié)議配置 3 CC Link配置 HMI RobotController Robot RemoteI O Bit Bit Bit Word Bit Word Bit Rx y Bit Rx y Bit Word Rx yRw Bit Word Rx yRw Rx y Rw Rw Master Bit Word Bit Word Rx yRw Rw Master Local Inverter SensorValve AnalogI O RemoteI O 2 048bitRemoteRegister 512word Rx y Rx y Rx y Rx y RobotController Message Message Message 150byte 1Scan 34byte 1Scan TransientCommunication Max 960bytes Master Local HMI Robot DigitalI O Bit Bit Bit Word Bit Word Bit Rx y Bit Rx y Bit Word Rx yRw Bit Word Rx yRw Rx y Rx y Rx y Rw Rx y Rw Master Bit Word Bit Word Rx yRw Rx y Rw Inverter SensorValve AnalogI O RemoteI O 2 048bitRemoteRegister 512word 4 終端形式 5 數(shù)據(jù)形式 6 遠(yuǎn)程設(shè)備 數(shù)據(jù)形式的關(guān)系 7 傳送方法循環(huán)數(shù)據(jù)的刷新 1 刷新設(shè)備 RX RY RWr RWw 2 刷新范圍取決于遠(yuǎn)程終端的數(shù)量和型號(hào) 3 刷新所有連接的站點(diǎn) 4 刷新操作無(wú)需梯形圖編程 注 網(wǎng)絡(luò)模塊與CPU之間的刷新需要編程 8 循環(huán)的數(shù)據(jù)刷新 9 診斷設(shè)備 SB SW 診斷繼電器 寄存器監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)和錯(cuò)誤 SB0to3F 位設(shè)備 CPU設(shè)備內(nèi)存 主站 就地站的緩沖寄存器 FROM TO自動(dòng)刷新參數(shù) 注 QnACPU的SB SW不能被用作CC LinkSB SW的刷新區(qū)應(yīng)使用其它CPU設(shè)備 字設(shè)備 SB40to1FF SW0to3F SW40to1FF 10 內(nèi)存圖 網(wǎng)絡(luò)參數(shù) RX RY RWr RWw SB SW 自由使用的內(nèi)存 遠(yuǎn)程輸入?yún)^(qū)由遠(yuǎn)程I O 設(shè)備 智能站以及PLC就地站刷新 網(wǎng)絡(luò)參數(shù)區(qū)由梯形圖程序或QnA的自動(dòng)刷新參數(shù)設(shè)定 只有PLC主站需要 由遠(yuǎn)程輸出區(qū)刷新遠(yuǎn)程I O 設(shè)備 智能站和PLC就地站 遠(yuǎn)程寄存器輸入?yún)^(qū)由遠(yuǎn)程設(shè)備 智能站以及PLC就地站刷新 由遠(yuǎn)程寄存器輸出區(qū)刷新遠(yuǎn)程設(shè)備 智能站和PLC就地站 CC Link診斷繼電器 CC Link診斷繼電器 Auxiliarymemorymaybeaccessedfromothermaster localPLCbyRIRDorRIWTcommands 主站 就地站模塊的內(nèi)存圖 11 循環(huán)的數(shù)據(jù)刷新 RX RY RWr RWw RX RY RWr RWw RX RY RWr RWw RX RY RWr RWw 主站 遠(yuǎn)程I O 設(shè)備 智能站 就地站 就地站 Datasource Originaldatadestination Copieddata Notavailable 12 怎樣訪問(wèn)內(nèi)存 網(wǎng)絡(luò)參數(shù) RX RY RWr RWw SB SW Randomaccessbuffer 主站 就地站模塊的內(nèi)存圖 自動(dòng)刷新參數(shù) QnA QnAS TO AnN AnA AnU AnS FROM TO FROM TO RLPAorTO Note1 AnSH RRPAorFROM TO Note1 FROM TO FROM TO Note1 建議使用FROM TO 五 構(gòu)建CC Link的一般方法 一 構(gòu)建一般方法1 基本步驟 1 配置CC Link網(wǎng)的設(shè)備 選擇主站 本地站的CPU和模塊 選擇遠(yuǎn)程I O站模塊 選擇遠(yuǎn)程設(shè)備站模塊 2 設(shè)置主站 本地站的站號(hào)和傳送速率 設(shè)置遠(yuǎn)程I O站 遠(yuǎn)程設(shè)備站的站號(hào)和傳送速率 同一網(wǎng)絡(luò)的傳送速率應(yīng)設(shè)置為一樣 3 設(shè)置主站 本地站的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和自動(dòng)刷新參數(shù) 2 構(gòu)成 創(chuàng)建CC Link時(shí)可以使用A系列PLC或Q系列PLC 主站 控制數(shù)據(jù)鏈接系統(tǒng)的站 只有1個(gè)站 如 Q02CPU QJ61BT11 CC Link模塊 本地站 能與主站和其它本地站通信的站 最多可有26個(gè)站 遠(yuǎn)程I O站 處理位元件數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程站 最多可有64個(gè)站 AJ65BTB1 160或AJ65BTC 320 遠(yuǎn)程設(shè)備站 能處理位元件和字元件的遠(yuǎn)程站 最多可有42個(gè)站 如 模擬 數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊AJ65BT 64AD 智能設(shè)備站 可以瞬時(shí)傳送的站 如 RS 232接口模塊AJ65BT R2 最多可有26個(gè)站 一個(gè)主站總共可以帶的站的總數(shù)不能超過(guò)64個(gè) 若要擴(kuò)展傳輸距離和站數(shù)可采用中繼器 3 主要通信方式 1 主站與遠(yuǎn)程I O站的通信 2 主站與遠(yuǎn)程設(shè)備站的通信 3 主站與本地站的通信 4 主站與智能設(shè)備站的通信 二 CC Link通信舉例 1 主站與遠(yuǎn)程I O站的通信例 1 QJ61BT11外形圖 2 面板圖及站號(hào)和傳送速率的設(shè)置 3 AJ65MBTL1N外形圖 帶內(nèi)置適配器的遠(yuǎn)程I O 4 面板圖及站號(hào)和傳送速率的設(shè)置 在QJ61BT11上設(shè)置 主站站號(hào)設(shè)置為0 傳送速率 模式設(shè)置開關(guān)設(shè)置為0 即156bit s在線 0 4 在線 5 9 線路測(cè)試 分別按四種傳送速率測(cè)試 A E 硬件測(cè)試 分別按四種傳送速率測(cè)試 5 主站站號(hào)與傳輸速率的設(shè)置 三個(gè)遠(yuǎn)程I O站站號(hào)設(shè)置為1 2 3 傳送速率設(shè)置為0 表示156bit s 在線 6 遠(yuǎn)程I O站站號(hào)和傳送速率設(shè)置 7 主站網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置 8 CC Link的通信過(guò)程 CC Link使用了QJ61BT模塊 一打開電源 系統(tǒng)執(zhí)行CC Link啟動(dòng) 完成鏈接掃描和自動(dòng)刷新過(guò)程 1 遠(yuǎn)程輸入 2 遠(yuǎn)程輸出 3 軟元件對(duì)應(yīng)關(guān)系 4 主站控制遠(yuǎn)程I O站主程序舉例 2 主站與本地站的數(shù)據(jù)通訊 1 系統(tǒng)構(gòu)成由主站 QCPU QJ61BT11 與一本地站 QCPU QJ61BT11 組成 其中本地站設(shè)置為占用4個(gè)站 在軟件的 網(wǎng)絡(luò)參數(shù) 創(chuàng)可中設(shè)置 2 設(shè)置主站和本地站的站號(hào)和傳送速率