松下pc-link網(wǎng)絡(luò)與pc通訊問(wèn)題--解讀松下未公開(kāi)的plc通訊協(xié)議

1、pc-link網(wǎng)絡(luò)與pc通訊問(wèn)題解讀松下未公開(kāi)的plc通訊協(xié)議隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、傳感器技術(shù)和plc通訊技術(shù)的發(fā)展，利用plc組建的自動(dòng)生 產(chǎn)線和會(huì)能生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，日益受到各個(gè)行業(yè)的產(chǎn)品生產(chǎn)工廠的青睞。木文所介紹 松下plc的mewnet模塊的通訊方式，采用了 rs232與pc link形式結(jié)合的方式： 上位pc通過(guò)rs232與被設(shè)為主站的plc連接，下位的各個(gè)plc通過(guò)rs484以pc- link 的形式連接。這種結(jié)合方式的網(wǎng)絡(luò)，在功能上克服了 pclink模式下，下位plc需 要共享有限的鏈接繼電器和鏈接寄存器空間，沒(méi)辦法滿足需婆同時(shí)采集、交換和處 理大量數(shù)據(jù)的plc網(wǎng)絡(luò)的弊端：在成木上，

2、遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于以et-lan unit模塊為基礎(chǔ)的 以態(tài)網(wǎng)形式的plc網(wǎng)絡(luò)；而且該網(wǎng)絡(luò)模式的上位機(jī)可在labview等軟件的支持下構(gòu) 成實(shí)時(shí)監(jiān)控界面、下載數(shù)據(jù)到plc、到處報(bào)表等功能。該網(wǎng)絡(luò)形式非常適合于生產(chǎn)企 業(yè)建立監(jiān)控系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)在線半成木、成品的測(cè)試數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析，捉髙產(chǎn)品質(zhì) 量穩(wěn)定性，為企業(yè)帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益。0前，各大品牌的plc都具有通訊功能，如松下plc的fp2系列，可通過(guò)多種 方式組成plc網(wǎng)絡(luò)，其中較為常用的網(wǎng)路形式是pc-link網(wǎng)絡(luò)。不過(guò)現(xiàn)有的plc還 局限于邏輯控制與數(shù)據(jù)采集方而，其木身不具備數(shù)據(jù)分析能力，不能生產(chǎn)報(bào)表或創(chuàng) 建數(shù)據(jù)庫(kù)。因此，對(duì)于一個(gè)完整的自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)，或者

3、一個(gè)完整的工控網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)， 上位組態(tài)可以說(shuō)是必不可少的。而要實(shí)現(xiàn)上位機(jī)pc與plc的大量數(shù)據(jù)交換，兩者通 訊問(wèn)題是不可回避的。本文主要以松下fp2系列plc的mewnet(multi-wire link unit) 模塊組網(wǎng)后再與上位pc實(shí)時(shí)通訊的問(wèn)題展開(kāi)討論。松下fp2系列plc支持多種組網(wǎng)方式，除松下公司內(nèi)部通訊協(xié)議的一些組網(wǎng)方式， 如pc-link, c-net, s-link等外，還支持一些開(kāi)放的通訊方式，如rs232、rs485、 porfubus以及以太網(wǎng)等。實(shí)際工作中，在組建plc的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)時(shí)，要從網(wǎng)絡(luò)的功能、 通訊速度、成本、編程量以及網(wǎng)絡(luò)維護(hù)等因索加以考慮，可選擇單一通訊方式組

4、網(wǎng)， 也可采用多種通訊方式一起，組成能滿足需求的網(wǎng)絡(luò)。要實(shí)現(xiàn)一臺(tái)pc同時(shí)與多臺(tái)松下fp2系列plc通訊，以太網(wǎng)是最為簡(jiǎn)單可靠的方 式，這種方式構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，通訊速度較髙，可以達(dá)到2mbp/s的數(shù)據(jù)量，實(shí)時(shí)性較強(qiáng)、 數(shù)據(jù)量較大，是一種較佳的組網(wǎng)方式；然而這種方式中，每個(gè)plc都需増加上一個(gè) et- lan unit模塊，pc機(jī)需求的以太網(wǎng)接口也以相同數(shù)量増加?，F(xiàn)市場(chǎng)上的et- lan unit價(jià)格較髙，從而整個(gè)網(wǎng)絡(luò)造價(jià)較髙；對(duì)一些數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性需求不那么髙的場(chǎng) 合，這種方式無(wú)疑是一種浪費(fèi)。fp2系列plc的另一種組網(wǎng)方式 pc-link連接，是先通過(guò)mewnet(multi-wire link uni

5、t)模塊把各個(gè)plc以rs485連接起來(lái)，設(shè)置不同的站號(hào)（站號(hào)可在冇限范圍內(nèi)，任意不重復(fù)地設(shè)置），然后再通過(guò)編程軟件fpwin-gr 給每個(gè)站號(hào)分配鏈接數(shù)據(jù)寄存器和鏈接繼電器，以實(shí)現(xiàn)plc與plc之間的數(shù)據(jù)交換， plc間的數(shù)據(jù)交換速度可達(dá)500kbs<>這種方式的plc組，如果想實(shí)現(xiàn)與上位pc機(jī)的 通訊，可任選一個(gè)plc做主站（主站站號(hào)可在設(shè)置范圍內(nèi)任意設(shè)置），將主站的plc 的編程口或coml以rs-232與pc串口和連，由主站的plc將其它站點(diǎn)上的數(shù)據(jù)集'i' 到主站，并發(fā)送給pc,以實(shí)現(xiàn)pc與plc組z間的數(shù)據(jù)交換，其速度可以達(dá)115.2kbp/s。 具體的

6、各plc間以pc-link連接后再通過(guò)rs232與pc連接的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖，即pc-link 與rs232組合的方式構(gòu)成的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，如圖1-1111i a it2-hqmfc aial圖1-1 pc通過(guò)rs2 32與主站連接，所冇plc通過(guò)rs485以pc- link形式連接以pc-link與rs232組合的方式構(gòu)成的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，從碩件上降低了網(wǎng)絡(luò)的成本。 但pc-link組網(wǎng)形式下，各個(gè)plc站點(diǎn)需要共享鏈接數(shù)據(jù)寄存器與鏈接繼電器，而 鏈接數(shù)據(jù)寄存器與鏈接繼電器的數(shù)量很有限一一鏈接數(shù)據(jù)寄存器總量只有128個(gè) 字，鏈接繼電器總量也只冇64個(gè)字，因此，站點(diǎn)越多，每個(gè)站點(diǎn)能分配到的鏈接 數(shù)據(jù)寄存器與鏈接

7、繼電器數(shù)量就越少。雖然在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)可以用索引寄存器分時(shí)處 理數(shù)據(jù)，但大量數(shù)據(jù)會(huì)擁擠在主站，占用大量的主站的內(nèi)存，從而大大降低通訊效 率，降低數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性。所以對(duì)于需要快速采集、交換和處理大量數(shù)據(jù)的plc組態(tài)監(jiān) 控系統(tǒng)，這種處理法顯然是不能滿足要求的。對(duì)于需要快速采集、交換和處理大量數(shù)據(jù)的plc組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，要想利用這種 低成本的pc-link與rs232紐合的方式，實(shí)現(xiàn)plc監(jiān)控，必須解決數(shù)據(jù)量的處理問(wèn)根據(jù)松下mewnet模塊的開(kāi)放通訊協(xié)議松下hewtocol通訊協(xié)議,可以輕松 的讀取與pc連接的以pc- link形式連接的乞個(gè)plc上的數(shù)據(jù)，包括直接通過(guò)rs232 與pc連接的主站plc和

8、通過(guò)rs485連接的其他各站點(diǎn)plco 通訊格式“ 0 1# rdd0000000026*”表示讀取站點(diǎn)“01”上的數(shù)據(jù)寄存器“dt0”到“ dt26”上的數(shù) 據(jù)，而“01”表示與pc相連接的plc,也就是主站站號(hào)（注意：“”為“carriage return",是“回車”符，即字符串“/r”）。根據(jù)松下mewt0c0l通訊協(xié)議， 把站號(hào)代碼“01”改為“02”，即可以讀寫(xiě)站點(diǎn)“02”上的數(shù)據(jù)，但實(shí)際讀取的結(jié) 果是沒(méi)有任何信息返回。再嘗試其它站點(diǎn)，如“03、04、05”結(jié)果是相同的。也就是說(shuō)，通過(guò)ps232只能讀取pc-link屮與pc直接連接的plc的數(shù)據(jù)（該plc在 此處被設(shè)為0

9、1站），并不能讀取pc-link網(wǎng)絡(luò)中，通過(guò)rs485連接的各站點(diǎn)plc 的數(shù)據(jù)。然而使用松下公司的編程軟件epw1n-gr,町以通過(guò)設(shè)定通訊站點(diǎn)，輕松地通過(guò)rs-232讀取pc-link網(wǎng)絡(luò)各站點(diǎn)plc的任何數(shù)據(jù) 包括rs484連接的各plco 站點(diǎn)設(shè)置的方法如圖1-2. 1和1-2.2：arfpiib gr - 未命名1 （符號(hào)梯艇圖編催）j文件0） 癖 向?qū)）査找 注薛© 視圖妙在錢©謂試 工具（!）選項(xiàng)q）宙口爼）材助0）d os h >召 d 鳥(niǎo) lm i6ki/翻49 7rm1ct p-ro)f)衛(wèi)“在軸笹of）73在淡pit二遙控rlffl 正在割嫻輯

10、12l(w)r9018 f35 nr9010171111rm ropy2k54dt 428054tjt 128c64rt q數(shù)蒐監(jiān)控ad點(diǎn)監(jiān)控11）ctrwctrl+dctrl+«圖121圖1-21通過(guò)點(diǎn)擊“通訊站點(diǎn)指定"后就出現(xiàn)如圖1-3：誦佶站措丸-未命名1本站c-net跖徑 1 wewnet/et 30路徑2(wewnet/et-law)珞徑 3iwewket/et-lmomewfet-h (cpu)mewmet-m (link單元)r a1 4站號(hào)(1-63)窮肋qp圖 1-2.2以上設(shè)置通訊站號(hào)的方法，可以輕松地通過(guò)rs-232讀取pc-link網(wǎng)絡(luò)各站點(diǎn) plc

11、的任何數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)程序的上下載，在線監(jiān)控等。即，編程軟件fpwin-gr通過(guò) 編程口以rs-232方式實(shí)現(xiàn)了對(duì)pc-l.ink網(wǎng)絡(luò)其它站點(diǎn)plc的通訊。也就是說(shuō)，存在 一種協(xié)議，可以使pc成功地讀寫(xiě)pc-link網(wǎng)絡(luò)的各plc的數(shù)據(jù)。只要破解此通訊 協(xié)議，即可在編寫(xiě)組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，使用該協(xié)議直接讀取其它站點(diǎn)的數(shù)據(jù)，不需要 再把其它站點(diǎn)的數(shù)據(jù)發(fā)送給主站，也不需要對(duì)站點(diǎn)上的數(shù)據(jù)作任何處理，從而提高 了通訊速率，解決大量數(shù)據(jù)在主站擁擠，占用了主站大量的內(nèi)存，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性較差 等問(wèn)題。然而松下m ewt0c0l通訊協(xié)議對(duì)此并沒(méi)有作任何說(shuō)明，所以，要解決該 通訊協(xié)議問(wèn)題，需要截取編程軟件fpwin-gr在

12、運(yùn)行“通訊站號(hào)指定”，成功讀取其 他站點(diǎn)plc時(shí)，與pc串口的通訊數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析。為了了解fpwin-gr在“通訊站號(hào)指定”時(shí)串口數(shù)據(jù)流，可以使用串口通訊數(shù)據(jù)監(jiān)控 軟件p ortmon. exe,通過(guò)以下操作截?。旱谝徊剑\(yùn)行portion. exe,設(shè)置“與plc 通訊的串口進(jìn)行監(jiān)控”的各項(xiàng)參數(shù)；第二步，運(yùn)行fpw1n-gr,確定pc與plc能正常 通訊后，指定通訊站點(diǎn)（如圖：1-2. 1, 1-2. 2）；第三步，截取。通訊數(shù)據(jù)監(jiān)控軟 件截取的界面如圖1-3所示。a portmon on cn w 0500192 (local)file editcaptureoptions compute

13、r helps a1 1er 0 ©ab10甲科1 t1 p.| portr.i other00.nseria10su. options: open10.n.i.serialosu.20. n.i.serial0su.30.n.-i.serialosu.40. n.serialosu.50.n.i.serlalosu.60.n.i.一 serialosu.70. n.serialosu.80.n.i. serialo5u.90.n.i.serialosu.rate: 115200100,.n.i., serialosu.110 n.一 iserialosu.120. n.i.seri

14、alosu.stopbits: 1 parity: odd vordlength: 8130.,n.i.serialosu.eof:0 err 0 brk:o evt:o xon:11 x0ff:13140.n.i.serialosu.shake:1 replace 40 xonlinit:2048 xofflimit:512150.n. i.serialosu.ri:-1 rm:-1 rc 100 wm:o vc:200001卜0. n.：i.serialosu.insize: 6144 outsize: 6144170.n.i.serialosu.180. n.i. serialosu.

15、purge: txclear rxclear190.n.i.serialosu.length 11: xxee#oc0174.200. n.serialosu.length 1: %210.n.1.serialo.su.亠工妙或匹22 22o7i,serialqlenqth 1: t230 n. i.serialosu.240.n . i. serialosu.purge: txabort rxabort txclear rxclear250.nserialosu.260n.i.serialosu.270. n.i.serialosu.option®: open280.n.-i.se

16、rialosu.290. n.i.serialosu.圖1-3圖1-3在串口通訊數(shù)據(jù)截取界面上發(fā)現(xiàn)，在打開(kāi)串口后，串口數(shù)據(jù)流有一串“ %ee#0c174. ”并返回“ees0c72”“ee#0c174.”在松下公司公開(kāi)的松下mewtocol通訊協(xié)議中并沒(méi)有任何說(shuō)明，該語(yǔ)句只在“通訊站號(hào)指定”設(shè)置時(shí)才會(huì) 出現(xiàn)。為了驗(yàn)證“ %ee#0c174 ”在解決pc讀取除主站外的其他plc時(shí)，為有效的通 訊協(xié)議語(yǔ)句，進(jìn)行以下操作：一，關(guān)閉f pwin-gr,并關(guān)閉pc-link的plc網(wǎng)絡(luò)的電 源；二,重新上電，運(yùn)行串口調(diào)試助手，發(fā)送“ 01 # rdd0000000026*/r”，結(jié)果 返回01$rc02

17、1” （根據(jù)松下mewtocol協(xié)議，01$rc021”表示讀取指令執(zhí) 行成功）；三，發(fā)送“ %ee#0c174 w 返回“ ee$0c72” （結(jié)果與f pwin-gr指定通 訊站點(diǎn)讀取其他站點(diǎn)plc的方法中，串口調(diào)試助手所捕捉到的內(nèi)容相同）；四，利 用串口調(diào)試助手發(fā)送“ % 02# wcsy0030*/r ”后，2#的plc的y0051狀態(tài)變亮，即 對(duì)2站y0051的寫(xiě)操作成功；五，再讀取“02”站點(diǎn)其它數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)據(jù)，觸發(fā) 內(nèi)外繼電器，結(jié)果都能實(shí)現(xiàn)，可以正常通訊；六，將“02”改為“03； 04； 05等”， 分別讀取其它站點(diǎn)的數(shù)據(jù)，結(jié)果都能一一實(shí)現(xiàn)正常通訊。即發(fā)送“%ee#0c174

18、”返 回ee$0c72”，即可讀取pc-link網(wǎng)絡(luò)上plc的數(shù)據(jù)不但可讀取通過(guò)rs232 直接與pc連接的plc,而且還可讀取pc-link中，其他站點(diǎn)plc的數(shù)據(jù)。即，結(jié)論1：要通過(guò)rs-232直接讀取pc-l ink網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)站點(diǎn)的plc數(shù)據(jù)，需 在讀取其它站點(diǎn)前先發(fā)送字符串“%ee#0c174”， 并正常返回“ee$0c72.”，觸 發(fā)開(kāi)啟網(wǎng)絡(luò)功能。但要注意，此功能非斷電保持，plc在每次斷電重新啟動(dòng)后要再 次發(fā)送此字符串,才能讀寫(xiě)其它站點(diǎn)數(shù)據(jù)。在實(shí)現(xiàn)與其它站點(diǎn)通訊后，發(fā)送-%oi# rdd0000000026*/r"讀取主站上的數(shù) 據(jù)，結(jié)果返回錯(cuò)誤代碼“01!2403 ”，

19、證明與pc相連的站點(diǎn) “01”站（主站）， 不能再以“ 01 # rdd0000000026*/!'”的格式讀取數(shù)據(jù)。此時(shí)斷開(kāi)plc電源，再重 新啟動(dòng)plco發(fā)送“ 01 # rdd0000000026*/r”結(jié)果有正常數(shù)據(jù)返回。由此可知， 發(fā)送“ ee$0c72”，成功讀寫(xiě)其他站點(diǎn)的plc,開(kāi)啟了網(wǎng)絡(luò)功能后，直接按照松下 mewt0c0l協(xié)議的格式，并不能讀寫(xiě)與pc通過(guò)rs232 ffl連的站號(hào)為01的plc的站 號(hào)，站號(hào)“01”失效。為了解決這個(gè)問(wèn)題，再次運(yùn)行串口數(shù)據(jù)監(jiān)控軟件p0rtm0n. exe與fpwin-gr,如圖1-2.1、圖1-2. 2,將“通訊站指定”選擇“01站點(diǎn)”

20、也就是與pc連接的plc站號(hào)，fpwin-gr會(huì)出現(xiàn)如圖1-4的警告信息:圖1-4警告信息顯示此時(shí)與plc通訊出現(xiàn)錯(cuò)誤，與截取的到的錯(cuò)誤代碼01! 2403” 一致，均表示為傳輸格式錯(cuò)誤。將“通訊站點(diǎn)指定”指回“本站”實(shí)現(xiàn)正常通訊， 截取到的數(shù)據(jù)如圖1-5a portmon on cn w 0500192 (local)f4eedk capture optonscarputer heb|q 3 qi& 0 2：ab | ? |m si time1 p|ri port | r1 other520.00000140n.1.serialo su530.00000782n .iserialo

21、su rate: 115200540.00000419n . i serialo su550.00000419h.1.serialo su560.00000279n .1 .seriolo sustopbits 1 polity： odduordlength: 8570.00000196n.1.serialo su eof:0 err 0 brk:o evt 0xon:11 xoff:13580.00000307n.i.serialo su shake 1 replace: 40 xonlimt. 2048 xof f lxnit: 512590.00000140n .1 .serialo s

22、b.rit rht rc:100 un 0uc 20000600.00000335n.1.serialo su insize: 6144 outsize: 6144610.00000391n . iser1a10 su620000223serialu purge: txclear rxclear640.00607032n .1 .serialo sulength 1650.00000335n.1.serialo su length 7: ee$rt20660.00074088niserialo su length 11670.00000251n.1 .serialo su length 7:

23、5128101680.00074646n. i.serialo su length 1. 0圖1-5通過(guò)多次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，使用fpwin-gr讀寫(xiě)本站plc數(shù)據(jù)時(shí)，出現(xiàn)的通訊語(yǔ)句是以 “ %ee#”開(kāi)頭的，并不是松下mewtocol通訊協(xié)議中陳述的以主站號(hào)為代碼 為開(kāi)頭的?！?1#"。為驗(yàn)證“ ee”是否為這種網(wǎng)絡(luò)模式下的有效主站站號(hào)，將原的“ 01 # rdd0000000026*/r ” 改成 “ ee # rdd0000000026*/r ” 嘗試讀取主站站點(diǎn)數(shù)據(jù)， 結(jié)果為正常返回?cái)?shù)據(jù)，也就說(shuō)可以讀取源站數(shù)據(jù)，再將“ ee # rdd0000000026*/r ” 改為 “ 02 # rdd0000000026*/r ” 也可以讀取 “02” 站點(diǎn)數(shù) 據(jù)，將“02”改為