三菱plc通信及其網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)

1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案PLC通訊及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)1. PL*計(jì)算機(jī)通訊為了適應(yīng)PLC網(wǎng)絡(luò)化要求，擴(kuò)大聯(lián)網(wǎng)功能，幾乎所有的 PLC為了適應(yīng)可編程 控制器網(wǎng)絡(luò)化的要求，擴(kuò)大聯(lián)網(wǎng)功能，幾乎所有的可編程控制器廠家，都為可編 程控制器開發(fā)了與上位機(jī)通訊的接口或?qū)Ｓ猛ㄓ嵞K。一般在小型可編程控制器上都設(shè)有RS422通訊接口或RS232C通訊接口；在中大型可編程控制器上都設(shè) 有專用的通訊模塊。如：三菱 F、F1、F2系列都設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)的RS422接口， FX系列設(shè)有FX-232AW接口、RS232C用通訊適配器FX-232ADP等。可編程控 制器與計(jì)算機(jī)之間的通訊正是通過可編程控制器上的RS422或RS232C接口和計(jì)算機(jī)上的

2、RS232C接口進(jìn)行的?？删幊炭刂破髋c計(jì)算機(jī)之間的信息交換方式， 一般采用字符用、雙工或半、異步、串行通信方式。因此可以這樣說，凡具有 RS232C 口并能輸入輸出字符串的計(jì)算機(jī)都可以用于和可編程控制器的通訊。運(yùn)用RS232C和RS422通道，可容易配置一個(gè)與外部計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊的系 統(tǒng)。該系統(tǒng)中可編程控制器接受控制系統(tǒng)中的各種控制信息，分析處理后轉(zhuǎn)化為 可編程控制器中軟元件的狀態(tài)和數(shù)據(jù)；可編程控制器又將所有軟元件的數(shù)據(jù)和狀 態(tài)送入計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)采集這些數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析及運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測，用計(jì)算機(jī)可 改變可編程控制器的初始值和設(shè)定值，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)可編程控制器的直接控 制。(1) 通訊方式-面對(duì)眾

3、多生產(chǎn)廠家的各種類型PLC它們各有優(yōu)缺點(diǎn)，能夠滿足用戶的各 種需求，但在形態(tài)、組成、功能、編程等方面各不相同，沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，各廠家制訂的通信協(xié)議也千差萬別。目前，人們主要采用以下 三種方式實(shí)現(xiàn)PLCf PC勺互聯(lián)通信：1)通過使用PLCF發(fā)商提供的系統(tǒng)協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)適配器，來實(shí)現(xiàn) PLCf PCL的 互聯(lián)通信。但是由于其通信協(xié)議是不公開的，因此互聯(lián)通信必須使用PLC 開發(fā)商提供的上位機(jī)組態(tài)軟件，并采用支持相應(yīng)協(xié)議的外設(shè)?？梢哉f這 種方式是PLCF發(fā)商為自己的產(chǎn)品量身定作的，因此難以滿足不同用戶的 需求。2)使用目前通用的上位機(jī)組態(tài)軟件，如組態(tài)王、InTouch、WinCC力控等， 來實(shí)現(xiàn)PL

4、Cf PCL的互連通信。組態(tài)軟件以其功能強(qiáng)大、界面友好、開發(fā) 簡潔等優(yōu)點(diǎn)目前在PO控領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，但是一般價(jià)格比 較昂貴。組態(tài)軟件本身并不具備直接訪問PLCJ存器或其它智能儀表的能 力，必須借助I/O驅(qū)動(dòng)程序來實(shí)現(xiàn)。也就是說，I/O驅(qū)動(dòng)程序是組態(tài)軟件與 PLCE其它智能儀表等設(shè)備交互信息的橋梁，負(fù)責(zé)從設(shè)備采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并 將操作命令下達(dá)給設(shè)備，它的可靠性將直接影響組態(tài)軟件的性能。但是 在大多數(shù)情況下，I/O驅(qū)動(dòng)程序是與設(shè)備相關(guān)的，即針對(duì)某種 PLC勺驅(qū)動(dòng) 程序不能驅(qū)動(dòng)其它種類的PLC因此組態(tài)軟件的靈活性也受到了一定的限精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案3) (3)利用PLCT商所提供的標(biāo)準(zhǔn)通信端口

5、和由用戶自定義的自由口通信方式來實(shí)現(xiàn)PLCf PCL的互連通信。這種方式由用戶定義通信協(xié)議，不 需要增加投資，靈活性好，特別適合于小規(guī)模的控制系統(tǒng)。通過上述分析不難得出，掌握如何利用PLCT商提供的標(biāo)準(zhǔn)通信端口 和自由口通信方式以及大家所熟悉的編程語言來實(shí)現(xiàn) PCf PL2間的實(shí) 時(shí)通信是非常必要的。(2) 采用RS23發(fā)現(xiàn)三菱FX系歹PLCf Pd間的通訊三菱FXS列PLC®供了 4種通訊方式：N網(wǎng)絡(luò)通訊、無協(xié)議串口通訊、平行 網(wǎng)絡(luò)通訊、程序口通訊。如果傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量少，大多數(shù)PLCf計(jì)算機(jī)之間通信均可采用串行通信，通信接口均為 PLC與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)上的RS232接 口。由于RS2

6、32采用非平衡方式傳輸數(shù)據(jù)，傳輸距離近，對(duì)于大功率、長距 離,且單機(jī)監(jiān)測信息量多，控制要求復(fù)雜的 PLC!訊，直接采用RS232方式 不能滿足傳輸距離要求。因此，可采用 RS485方式。因?yàn)镽S485采用平衡差 動(dòng)式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，適合于遠(yuǎn)距離傳輸，并具有較強(qiáng)抗干擾能力。圖 1是采 用RS232 /RS4851信轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)運(yùn)距離通訊的示意圖。RS48MIS232圖16-1 RS232轉(zhuǎn)RS485通訊結(jié)構(gòu)(3) PLCt PC通訊應(yīng)用實(shí)例1)通訊系統(tǒng)的連接圖中是采用FX-232ADP接口單元，將一臺(tái)通用計(jì)算機(jī)與一臺(tái)FX2系列plc 連接進(jìn)行通訊的示意圖。2)通訊操作FX2系列plc與通訊設(shè)備間的數(shù)

7、據(jù)交換，由特殊寄存器 D8120的內(nèi)容指定， 交換數(shù)據(jù)的點(diǎn)數(shù)、地址用 RS指令設(shè)置，并通過plc的數(shù)據(jù)寄存器和文件寄存 器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。下面對(duì)其使用做一簡要介紹。(1)通訊參數(shù)的設(shè)置在兩個(gè)串行通訊設(shè)備進(jìn)行任意通訊之前， 必須設(shè)置相互可辨認(rèn)的參數(shù)，只有 設(shè)置一致，才能進(jìn)行可靠通訊。這些參數(shù)包括波特率、停止位和奇偶校驗(yàn)等，它精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案們通過位組合方式來選擇，這些位存放在數(shù)據(jù)寄存器D8120中，具體規(guī)定如下表16-1所小表16-1串行通訊數(shù)據(jù)格式D8120的位說明位狀態(tài)0 ( OFF )1(ON)bo數(shù)據(jù)長度7位8位b1b2校驗(yàn)（b2 b1 ）（00 ）:無校驗(yàn)（01 ）:奇校驗(yàn)（11 ）

8、:偶校驗(yàn)b3停止位1位2位b4b5b6b7波特率(b7 b6 b5 b4 )(0011 ): 300bps(0100 ): 600bps(0101 ): 1200bps(0110 ): 2400bps(0111 ): 4800bps(1000 ): 9600bps(1001 ): 19200bpsb8起始字符無D8124b9結(jié)束字符無D8125b10握手信號(hào)類型1無H/W1 3b11江（控制線）常規(guī)單控b12握手信號(hào)類型2無H/W2b13b15可取代b8b12用于FX-485網(wǎng)絡(luò)使用說明如下:1）如D8120 = 0F9EH則選擇下列參數(shù)。E = 7位數(shù)據(jù)位、偶校驗(yàn)、2位停止位9 =波特率為1

9、9200bpsF =起始字符、結(jié)束字符、硬件1型（H/W1 ）握手信號(hào)、單線模式控制0 =硬件2型（H/W2 ）握手信號(hào)為OFF精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案2)起始字符和結(jié)束字符可以根據(jù)用戶的需要自行修改。3)起始字符和結(jié)束字符在發(fā)送時(shí)自動(dòng)加到發(fā)送的信息上。在接收信息過程中，除非接收到起始字符，不然數(shù)據(jù)將被忽略；數(shù)據(jù)將被連續(xù)不斷地讀進(jìn)直到接到結(jié)束 字符或接收緩沖區(qū)全部占滿為為止。 因此，必須將接收緩沖區(qū)的長度與所要接收 的最長信息的長度設(shè)定的一樣。(2)串行通訊指令該指令的助記符、指令代碼、操作數(shù)、程序步如下表所示。RS指令用于對(duì)FX系列PLC的通訊適配器FX-232ADP進(jìn)行通訊控制，實(shí) 現(xiàn)PLC與

10、外圍設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳送和接收。 RS指令在梯形圖中使用的情況如下 圖所示。S指定傳送緩沖區(qū)的首地址m指定傳送信息長度D指定接收緩沖區(qū)的首地址n指定接收數(shù)據(jù)長度，即接收信息的最大長度1) RS指令使用說明(a )發(fā)送和接收緩沖區(qū)的大小決定了每傳送一次信息所允許的最大數(shù)據(jù) 量，緩沖區(qū)的大小在下列情況下可加以修改。發(fā)送緩沖區(qū)在發(fā)送之前，即 M8122置ON之前。接收緩沖區(qū)一一信息接收完后，且 M8123復(fù)位前。(b )在信息接收過程不能發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送將被延遲(M8121為ON )。(c )在程序中可以有多條RS指令，但在任一時(shí)刻只能有一條被執(zhí)行。2) PLC網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在工業(yè)控制中，對(duì)于控制任務(wù)的復(fù)雜控制

11、系統(tǒng)，不可能單靠增大PLC的輸入、 輸出點(diǎn)數(shù)或改進(jìn)機(jī)型來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能，于是便想到將多臺(tái)PLC相互連接形 成網(wǎng)絡(luò)。要想使多臺(tái)PLC能聯(lián)網(wǎng)工作，具硬件和軟件都要符合一定的要求。硬件 上，一般要增加通信模塊、通訊接口、終端適配器、網(wǎng)卡、集線器、調(diào)制解調(diào)器、 纜線等設(shè)備或器件；軟件上，要按特定的協(xié)議，開發(fā)具有一定功能的通訊程序和 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)程序，對(duì)PLC的軟件、硬件資源進(jìn)行統(tǒng)一管理和調(diào)度。(一)PLC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)根據(jù)PLC網(wǎng)絡(luò)的連接方式，可將其網(wǎng)絡(luò)機(jī)構(gòu)分為總線結(jié)構(gòu)、環(huán)形結(jié)構(gòu)和星形精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案結(jié)構(gòu)三種基本形式，如圖2所示，每種結(jié)構(gòu)都有各自得優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)， 可根據(jù)具體 情況選擇。總線結(jié)構(gòu)，以其結(jié)構(gòu)簡

12、單、可靠性高、易于擴(kuò)展，被廣泛應(yīng)用。圖16-2 PLC總線結(jié)構(gòu)（二）三菱PLC網(wǎng)絡(luò)三菱公司PLC網(wǎng)絡(luò)繼承了傳統(tǒng)使用的 MELSE畫絡(luò)，并使其在性能、功能、 使用簡便等方面更勝一籌。Q系列PLC提供層次清晰的三層網(wǎng)絡(luò)，針對(duì)各種用途 提供最合適的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，如圖5所示。精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案管理層控制層設(shè)備層圖16-3三菱公司的PLC網(wǎng)絡(luò)1、信息層/Ethernet （以太網(wǎng)）信息層為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中最高層，主要是在PLC 設(shè)備控制器以及生產(chǎn)管理用 PC之間傳輸生產(chǎn)管理信息、質(zhì)量管理信息及設(shè) 備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況等數(shù)據(jù)，信息層使用最普遍的Ethernet。它不僅能夠連接windows系統(tǒng)的PC UNIX系統(tǒng)的工作站

13、等，而且還能連接各種 FA設(shè)備。Q 系列PLC系列的Ethernet模塊具有了日益普及的因特網(wǎng)電子郵件收發(fā)功能， 使用戶無論在世界的任何地方都可以方便地收發(fā)生產(chǎn)信息郵件，構(gòu)筑遠(yuǎn)程監(jiān)視管理系統(tǒng)。同時(shí)，利用因特網(wǎng)的 FTP服務(wù)器功能及MELSE必用協(xié)議可以 很容易的實(shí)現(xiàn)程序的上傳/下載和信息的傳輸。2、控制層/MELSECNET/10 H）是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的中間層，在是 PLC CNC等控制設(shè)備之間方便且高速地進(jìn)行處理數(shù)據(jù)互傳的控制網(wǎng)絡(luò)。作為MELSEC控制網(wǎng)絡(luò)的MELSECNET/J0W它良好的實(shí)時(shí)性、簡單的網(wǎng)絡(luò)設(shè)定、無程序的 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享概念，以及冗余回路等特點(diǎn)獲得了很高的市場評(píng)價(jià)，被采用的 設(shè)

14、備臺(tái)數(shù)在日本達(dá)到最高，在世界上也是屈指可數(shù)的。而 MELSECNET/H僅 繼承了 MELSECNET/彼秀的特點(diǎn)，還使網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性更好，數(shù)據(jù)容量更大， 進(jìn)一步適應(yīng)市場的需要。但目前 MELSECNET/H有Q系列PLC才可使用。3、設(shè)備層/現(xiàn)場總線CC-Link 設(shè)備層是把PLC等控制設(shè)備和傳感器以及驅(qū) 動(dòng)設(shè)備連接起來的現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)，為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)最低層的網(wǎng)絡(luò)。采用 CC-Link 現(xiàn)場總線連接，布線數(shù)量大大減少，提高了系統(tǒng)可維護(hù)性。而且，不只是 ON/OF用開關(guān)量的數(shù)據(jù)，還可連接ID系統(tǒng)、條形碼閱讀器、變頻器、人機(jī)精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案界面等智能化設(shè)備，從完成各種數(shù)據(jù)的通信，到終端生產(chǎn)信息的管理

15、均可實(shí) 現(xiàn)，加上對(duì)機(jī)器動(dòng)作狀態(tài)的集中管理，使維修保養(yǎng)的工作效率也大有提高。 在Q系列PLC中使用，CC-Link的功能更好，而且使用更簡便。在三菱的PLC網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行通信時(shí)，不會(huì)感覺到有網(wǎng)絡(luò)種類的差別和間斷， 可進(jìn)行跨網(wǎng)絡(luò)間的數(shù)據(jù)通信和程序的遠(yuǎn)程監(jiān)控、修改、調(diào)試等工作，而無需 考慮網(wǎng)絡(luò)的層次和類型。MELSECNET/H CC-Link使用循環(huán)通信的方式，周期性自動(dòng)地收發(fā)信息， 不需要專門的數(shù)據(jù)通信程序，只需簡單的參數(shù)設(shè)定即可。MELSECNET/H口CC-Link是使用廣播方式進(jìn)行循環(huán)通信發(fā)送和接收的，這樣就可做到網(wǎng)絡(luò)上 的數(shù)據(jù)共享。對(duì)于Q系歹U PLC使用的Ethernet、MELSECNE

16、T/HCC-Link網(wǎng)絡(luò)，可以在 GX Developer軟件畫面上設(shè)定網(wǎng)絡(luò)參數(shù)以及各種功能，簡單方便。另外，Q系列PLC除了擁有上面所提到的網(wǎng)絡(luò)之外，還可支持PROFIBUS Modbus DeviceNet、ASi等其它廠商的網(wǎng)絡(luò)，還可進(jìn)行 RS-232/RS-422/RS -485等串行通信，通過數(shù)據(jù)專線、電話線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送等多種通信方式。（四）SIEMEN公司的PLC網(wǎng)絡(luò)西門子PLC的網(wǎng)絡(luò)是適合不同的控制需要制定的， 也為各個(gè)網(wǎng)絡(luò)層次之間提 供了互連模塊或裝置，利用它們可以設(shè)計(jì)出滿足各種應(yīng)用需求的控制管理網(wǎng)絡(luò)。 西門子S7系列PLC網(wǎng)絡(luò)如圖7-25所示，它采用3級(jí)總線復(fù)合型結(jié)構(gòu)，最底一

17、級(jí) 為遠(yuǎn)程I/O鏈路，負(fù)責(zé)與現(xiàn)場設(shè)備通信，在遠(yuǎn)程I/O鏈路中配置周期I/O通信機(jī) 制。中間一級(jí)為Profibus現(xiàn)場總線或主從式多點(diǎn)鏈路。前者是一種新型現(xiàn)場總 線，可承擔(dān)現(xiàn)場、控制、監(jiān)控三級(jí)的通信，采用令牌方式與主從輪詢相結(jié)合的存 取控制方式；后者為一種主從式總線，采月主從輪詢式通信。最高一層為工業(yè)以 太網(wǎng)，它負(fù)責(zé)傳送生產(chǎn)管理信息。在工業(yè)以太網(wǎng)通信協(xié)議的下層中配置以802.3為核心的以太網(wǎng)協(xié)議，在上層向用戶提供 TF接口，實(shí)現(xiàn)AP協(xié)議與MMSJ、議。（遠(yuǎn)程展施）工/口鏈路圖16-5 SIEMENS公司的PLC網(wǎng)絡(luò)（五）OMRON司的PLC網(wǎng)絡(luò)OMRON PLC絡(luò)類型較多，功能齊全，可以適用各種

18、層次工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的不同需要。如圖7-27所示為OMRON司的PLC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)體系示意圖。精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案Ethernet3CVJmvm/cw三FTNTE31/31SYSMACHOST Link2MLHSYSAC Link con;口 11CH LinkQvice Nm")- - -grL 6一口*針一- - - 虎就I、稿lai一 一市姆一ip翱1R一新就於鑿重一 一|81亙 -FA斗獸圖16-6 OMRON司的PLC網(wǎng)絡(luò)OMRON PLC網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系大體分為三個(gè)層次：信息層、控制層和器件層。信息層是最高層，負(fù)責(zé)系統(tǒng)的管理與決策，除了 Ethemet網(wǎng)外，HOSTLink網(wǎng)

19、也 可算在其中，因?yàn)镠OSTJnk網(wǎng)主要用于計(jì)算機(jī)對(duì)PLC的管理和監(jiān)控?？刂茖邮?中間層，負(fù)責(zé)生產(chǎn)過程的監(jiān)控、協(xié)調(diào)和優(yōu)化，該層的網(wǎng)絡(luò)有SYSMANET SYSMACLink、Controller Link 和PLC Link網(wǎng)。器件層是最低層，為現(xiàn)場總線網(wǎng)，直 接面對(duì)現(xiàn)場器件和設(shè)備，負(fù)責(zé)現(xiàn)場信號(hào)的采集及執(zhí)行元件的驅(qū)動(dòng)，有 CompoBus/D CompoBus/SF口 Remote I/O 網(wǎng)。Ethernet屬于大型網(wǎng)，它的信息處理功能很強(qiáng)，支持 FINS通信、TCP/IP和 UDP/IP的Socket （接駁）服務(wù)、FTP服務(wù)。HOSTJnk網(wǎng)是OMRON出較早、使精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案用較廣的一種網(wǎng)。上位計(jì)算機(jī)使用 HOSTS信協(xié)議與PLC通信，可以對(duì)網(wǎng)中的各 臺(tái)PLC進(jìn)行管理與監(jiān)控。SYSMANEM屬于大型網(wǎng)，是光纖環(huán)網(wǎng)，主要是實(shí)現(xiàn)有大容量數(shù)據(jù)鏈接和節(jié) 點(diǎn)問信息通信。它適用于地理范圍廣、控制區(qū)域大的場合，是一種大型集散控制 的網(wǎng)絡(luò)。SYSMALink網(wǎng)屬