三菱系列串行通訊模塊與溫控儀的

1、三菱 Q 系列 PLC 串行通訊模塊與溫控儀的通訊三菱電機(jī)自動(dòng)化(上海)辦事處摘要：在工業(yè)中，可編程器(PLC)使用非。然而在設(shè)備中經(jīng)常使用到不少現(xiàn)場(chǎng)儀表，這些儀表通過(guò)與 PLC 交換數(shù)據(jù)，在設(shè)備中發(fā)揮著各種各樣的作用，而且他們與 PLC的通訊方式也是多種多樣的。本文詳細(xì)介紹了三菱 Q 系列 PLC 與溫度儀通過(guò) RS485 協(xié)議通訊的應(yīng)用。Abstract：In the industry control, the PLC used very popular. But in the equipment control, many instruments are be used, these i

2、nstrument communication with PLC and exchange data. They play various roles in the equipment control and there are various communication way. The article introduce the MITSUBISHU Q series PLC used RS485 protocol to communicate with the YAMATAKE controller SDC15.：三菱 Q 系列 PLC 串行通訊 RS485 通訊 溫控儀Keywords

3、：MITSUBISHI Q series PLCserial communicationRS485temperature controller一、引言Q 系列 PLC 是三菱全新的一款中大型 PLC，它和小型系列 FXPLC 不一樣，采用模塊化結(jié)構(gòu)，處理功能非常強(qiáng)大，廣泛應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備、生產(chǎn)線場(chǎng)合，也應(yīng)用于電廠、水處理等大型項(xiàng)目中。在工業(yè)場(chǎng)合中，網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)用越來(lái)越廣泛，而三菱公司的 Q 系列 PLC 共有三層網(wǎng)絡(luò)，上層信息層，也即以太網(wǎng)層，用于上位計(jì)算機(jī)和現(xiàn)場(chǎng) PLC 之間的數(shù)據(jù)通訊；中間于 PLC 與 PLC 之間的數(shù)據(jù)通訊；底層設(shè)備層，即為現(xiàn)場(chǎng)總線 CC-Link，用于層，即為 H 網(wǎng)，用

4、現(xiàn)場(chǎng)的 I/O 輸入以及多方廠家的設(shè)備。CC-Link 由三菱公司開(kāi)發(fā)，并各大廠家成立一個(gè) CC-Link組織，推廣使用 CC-Link 現(xiàn)均可以w獲ww得PL協(xié)Cw議orl用d cn于開(kāi)發(fā)適合 CC-Link 的場(chǎng)總線，凡是加入廠家中的。雖然 CC-Link用來(lái)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，但是目前國(guó)際上的現(xiàn)場(chǎng)總線并沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，而 CC-Link 現(xiàn)場(chǎng)總線只是其中一種被廣泛使用的現(xiàn)場(chǎng)總線，就算是加入了 CC-Link的廠家也有很多不能夠連接到CC-Link 中，由此這些設(shè)備和 PLC 通訊只能夠使用國(guó)際上有通用標(biāo)準(zhǔn)的 RS232 以及RS485/422 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議進(jìn)行串行通訊。二、串行通信簡(jiǎn)介RS-232

5、、RS-422 與RS-485 都是串行數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)，最初都是由電子工業(yè)布的，RS-232 在 1962 年發(fā)布，命名為 EIA-232-E，作為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以保證不同廠家（EIA）制訂并發(fā)之間的兼容。RS-422 由 RS-232 發(fā)展而來(lái)，它是為彌補(bǔ) RS-232 之不足而提出的。為改進(jìn) RS-232 通信距離短、速率低的缺點(diǎn)，RS-422 定義了一種平衡通口，將傳輸速率提高到 10Mb/s，傳輸距離延長(zhǎng)到 4000英尺（速率低于 100kb/s 時(shí)），并在一條平衡總線上連接最多 10 個(gè)。RS-422 是一種單機(jī)、多機(jī)接收的單向、平衡傳輸規(guī)范，被命名為 TIA/EIA-422-A 標(biāo)準(zhǔn)。為

6、擴(kuò)展應(yīng)用范圍，EIA 又于 1983 年在 RS-422 基礎(chǔ)上制定了 RS-485 標(biāo)準(zhǔn)，增加了多點(diǎn)、雙向通信能力，即多個(gè)器連接到同一條總線上，同時(shí)增加了器的驅(qū)動(dòng)能力和保護(hù)特性，擴(kuò)展了總線共模范圍，后命名為 TIA/EIA-485-A 標(biāo)準(zhǔn)。由于 EIA 提出的建議標(biāo)準(zhǔn)都是以“RS”作為前綴，所以在通訊工業(yè)領(lǐng)域， 仍然習(xí)慣將上述標(biāo)準(zhǔn)以 RS 作前綴稱謂。RS-232、RS-422 與RS-485 標(biāo)準(zhǔn)只對(duì)接口的電氣特性做出規(guī)定，而不涉及接插件、電纜或協(xié)議。1、RS-232 串行接口標(biāo)準(zhǔn)目前 RS-232 是 PC 機(jī)與通信工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種串行接口。RS-232 被定義為一種在低速率串行

7、通訊中增加通訊距離的標(biāo)準(zhǔn)。RS-232 采取不平衡傳輸方式，即所謂通訊。一般的計(jì)算機(jī)中均配置有 RS232 串口，而 RS485/422 只有在用于工業(yè)2、RS-422 與 RS-485 串行接口標(biāo)準(zhǔn)的工控機(jī)中才有配置。RS-422、RS-485 與RS-232 不一樣，數(shù)據(jù)信號(hào)采用差分傳輸方式，也稱作平衡傳輸，它使用一對(duì)雙絞線，將其中一線定義為 A，另一線定義為 B，如圖 1。圖 1RS-422 標(biāo)準(zhǔn)全稱是“平衡電壓數(shù)字接口電路的電氣特性”，它定義了接口電路的特性。圖 2 是典型的 RS-422 四線接口。實(shí)際上還有一根信號(hào)地線，共 5 根線。圖 4 是其 DB9 連接器引腳定義。由于采用高

8、輸入阻抗和驅(qū)動(dòng)器比 RS232 更強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力，故在相同傳輸線上連接多個(gè)接收節(jié)點(diǎn)，最多可接 10 個(gè)節(jié)點(diǎn)。即一個(gè)主設(shè)備（Master），其能通信，所以 RS-422 支持點(diǎn)對(duì)多的雙向通信。從設(shè)備（Salve），從設(shè)備之間不圖5 由于 RS-485 是從 RS-422 基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，所以 RS-485 許多電氣規(guī)定與 RS-422 相仿。如都采用平衡傳輸方式、都需要在傳輸線上接終w接ww電PL阻Cw等orl。d cnRS-485 可以采用二線與四線方式，二線制可實(shí)現(xiàn)真正的多點(diǎn)雙向通信，參見(jiàn)圖 6。而采用四線連接時(shí)，與 RS-422 一樣只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)多的通信，即只能有一個(gè)主（Master）設(shè)備

9、，其從設(shè)備，但它比 RS-422 有改進(jìn)， 無(wú)論四線還是二線連接方式總線上可多接到 32 個(gè)設(shè)備。參見(jiàn)圖 7。圖6 圖7 其實(shí)二線和四線制又可以稱作為 3 線制和 5 限制，因?yàn)闊o(wú)論是二限制還是四線制都必須要有 SG號(hào)接地線。三、串行通訊模塊和溫控儀簡(jiǎn)介1、串行通訊模塊(QJ71C24N)三菱 Q 系列 PLC 采用模塊式結(jié)構(gòu)，因此它有各種各樣的特殊功能模塊，串行通訊模塊就是其中一個(gè)，型號(hào)為 QJ71C24N（簡(jiǎn)稱 C24 模塊）。C24 模塊是連接 Q 系列 PLU 和外部設(shè)備的模塊，通過(guò)使用 RS232 或者 RS485/422 串行通訊電纜，來(lái)實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)通訊。這里的外部設(shè)備范圍

10、比較廣泛，有 PC，顯示設(shè)備(HMI)、打印機(jī)、條碼掃描儀以及外部測(cè)量設(shè)備如溫控儀等。C24 模塊有多種多樣的通訊方式，包括三菱開(kāi)發(fā)的 MELSEC 通訊協(xié)議(簡(jiǎn)稱 MC協(xié)議)，無(wú)順序協(xié)議，雙向通訊協(xié)議等。與不同的設(shè)備的通訊采用的不同的通訊方式，一般來(lái)說(shuō)與計(jì)算機(jī)等可以讀、寫(xiě)PLC 編程的外部設(shè)備進(jìn)行通訊采用 MC 協(xié)議或者雙向通訊協(xié)議；而與打印機(jī)、條碼掃描儀以及外部測(cè)量設(shè)備通訊則需要采用無(wú)順序協(xié)議。2、溫控儀簡(jiǎn)介(SDC15)SDC15 溫控儀采用了新的算法，它的最優(yōu) PID 整定和即時(shí)適高速度和高精度的應(yīng)都可以在一個(gè)多功能 PC軟件里，它同熱冷卻功能，可以選擇數(shù)字輸入和輸出(DI/DO)，同

11、時(shí)可以進(jìn)行 3 線制 RS485 通訊。通訊的接線如下：3 線制場(chǎng)合圖 8www PLCworld cn5 線制場(chǎng)合圖 9四、C24 模塊與1、接線方式SDC15 的通訊C24 模塊 485 接口是 5 線制的，因此接線方式按照?qǐng)D 9 進(jìn)行。這種接線方式由于主局也就是 C24模塊上的 SDA 和 RDA 短接、SDB 和 RDB 短接，因此在數(shù)據(jù)的同時(shí)會(huì)接收到同樣的回傳數(shù)據(jù)，因此就必須在梯形圖編程的時(shí)候必須使用一個(gè)數(shù)據(jù)。2、通訊設(shè)置，才能夠得出使所需要接受的數(shù)據(jù)還是回傳C24 模塊和 SDC15 通訊采用的是無(wú)順序協(xié)議的方式進(jìn)行。由于 485 通訊中需要對(duì)多種參數(shù)如通訊速率、設(shè)備地址、數(shù)據(jù)形式

12、(數(shù)據(jù)長(zhǎng))、數(shù)據(jù)形式(校驗(yàn))、數(shù)據(jù)形式(停止位)等進(jìn)行設(shè)置，而且這些設(shè)置必須要在主站(C24 模塊)以及各個(gè)從站(SDC15)兩邊的設(shè)置一致的時(shí)候才能夠通訊，否則通訊不能夠進(jìn)行。SDC15 設(shè)置方式如下圖：圖 10 SDC15 參數(shù)設(shè)置3、通訊步驟:C24 模塊使用無(wú)協(xié)議和 SDC15 通訊的步驟如下：從主站(C24 模塊)送命令電文到 1 號(hào)ww本w P機(jī)LC(w子orl站d cn)。子站接受到命令電文，根據(jù)電文的內(nèi)容進(jìn)行讀寫(xiě)處理。子站處理內(nèi)容對(duì)應(yīng)的應(yīng)答電文。主站接收到應(yīng)答電文。數(shù)據(jù)通訊的通訊電文如下：圖 11 電文格式層和應(yīng)用層兩類。電文分為數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)層是指通訊必要的基本信息層，擁有通信電文

13、去向、電文檢查信息等。應(yīng)用層指數(shù)據(jù)讀寫(xiě)層。內(nèi)容根據(jù)讀或者寫(xiě)指令的不同而不同。所有數(shù)據(jù)中，除了檢驗(yàn)以外，其余的都可以通過(guò)查手冊(cè)得出其相應(yīng)的數(shù)值，而“檢驗(yàn)”用于檢驗(yàn)通訊途中是否因任何異常(如干擾)變化的值。因?yàn)榈恼緮?shù)量比較多，而且每個(gè)站的檢驗(yàn)值不一樣，因此通過(guò)編寫(xiě)梯形圖程序，由計(jì)算檢驗(yàn)值。這樣就大大減輕了計(jì)算量。該程序如下：www PLCworld cn圖 13 和校驗(yàn)梯形圖程序4、C24 模塊設(shè)置：C24 模塊的設(shè)置如下： 設(shè)置屏幕：圖 14 C24 開(kāi)關(guān)設(shè)置其中 Switch3 和 Switch4 代表了 C24 模塊 485 通道的參數(shù)值。“07C2”代表了通訊速率 19200，數(shù)據(jù)位 8，

14、無(wú)奇偶檢驗(yàn)，1 個(gè)停止位，有和，Run運(yùn)行期間寫(xiě)，設(shè)置修改?！?006”設(shè)置代表了使用“無(wú)協(xié)議通訊”。*1 5、C24 無(wú)協(xié)議通訊：使用無(wú)順序協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊是一種在 PLC 和外部設(shè)備之間及接收數(shù)據(jù)的功能，這種通訊使用由用戶指定的信息格式和傳送步驟。下面將簡(jiǎn)單介紹一下使用無(wú)順序協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊時(shí)的基本傳送和接收方法。1、數(shù)據(jù)接收有兩種接收數(shù)據(jù)的方法：接受可變長(zhǎng)度信息的“通過(guò)接收完成碼接收”和接收固定長(zhǎng)度信息的“通過(guò)接收數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)接收”。圖 15 數(shù)據(jù)格式接收信息在 Q 系列 C24 的緩沖器（接收數(shù)據(jù)區(qū)），按照低位地址(L)（H）、下一地址(L)（H）的順序，數(shù)據(jù)在接收數(shù)據(jù)區(qū)中。在數(shù)據(jù)接收中使用到的指令為 INPUT 指令，以下說(shuō)明一下指令的使用以及程序示例。下例表示一個(gè)使用無(wú)順序協(xié)議把接收數(shù)w據(jù)ww在orldDcn3100 及其后軟元件中的程序。圖 16 接收