工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù) 課件 項目4 串行通信應(yīng)用

項目4串行通信應(yīng)用張葵葵長沙民政職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子信息工程學(xué)院本項目內(nèi)容任務(wù)4.1認(rèn)識串行通信規(guī)格任務(wù)4.2

認(rèn)識串行通信模塊任務(wù)4.3條形碼讀取任務(wù)4.4故障排除任務(wù)4.5變頻器控制通信任務(wù)4.1認(rèn)識串行通信規(guī)格任務(wù)描述通信規(guī)格包括：通信參數(shù)、通信協(xié)議和流控制。4.1.1通信參數(shù)串行通信通信參數(shù)：1）數(shù)據(jù)位數(shù)，使用7bit來表示數(shù)字、字母。2）奇偶校驗位，可識別到亂碼。3）停止位，表示數(shù)據(jù)結(jié)束的位。4）波特率，表示1s間可發(fā)送的位數(shù)，即傳送速度。連接設(shè)備雙方的所有參數(shù)都必須設(shè)置為相同。有很多連接設(shè)備的參數(shù)值是固定的，需調(diào)查連接設(shè)備的規(guī)格，調(diào)整串行通信模塊的通信參數(shù)。4.1.2通信協(xié)議通信協(xié)議支持功能：

可從GXWorks3中登錄事先的程序庫選擇或編輯協(xié)議。4.1.3流控制流控制是為了防止發(fā)生接收端數(shù)據(jù)遺漏的一個步驟。1）硬件流控制。使用部分信號線，向發(fā)送端發(fā)回表示可否接收的應(yīng)答，以調(diào)整發(fā)送時間。在串行通信模塊可設(shè)定的硬件流控制為DTR/DSR控制。2）軟件流控制。使用特定的編碼向發(fā)送端發(fā)回表示可否接收的應(yīng)答，以調(diào)整發(fā)送時間。代表性的軟件流控制有Xon/Xoff控制。4.1.4接口類型RS-232接口：通過九針D-Sub連接器連接，采用硬件流控制。4.1.4接口類型RS-422/RS-485接口：根據(jù)差分信號進(jìn)行通信，采用軟件流控制。4.1.5數(shù)據(jù)分隔接收數(shù)據(jù)時，一般是以某種程度的長度分隔后接收。數(shù)據(jù)的分隔方法分為：根據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)分隔和根據(jù)接收結(jié)束碼分隔兩種方法。

1）使用接收結(jié)束碼的接收方法，用于接收可變長度數(shù)據(jù)。4.1.5數(shù)據(jù)分隔2）接收固定長度數(shù)據(jù)，不使用接收結(jié)束碼的接收方法4.1.5數(shù)據(jù)分隔無接收結(jié)束碼，可變長度數(shù)據(jù)接收。任務(wù)4.2認(rèn)識串行通信模塊任務(wù)描述根據(jù)對象設(shè)備通信接口特點進(jìn)行匹配4.2.1串行通信模塊的種類串行通信模塊是一種智能功能模塊，用于使用接口標(biāo)準(zhǔn)RS-232、RS-422/485，連接測量器或條形碼讀取器等設(shè)備和PLC實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。

以MELSECiQ-R系列PLC為例，串行通信模塊分為3種機型，分別是

RJ71C24、RJ71C24-R2和RJ71C24-R4。4.2.2串行通信模塊各部分名稱串行通信模塊各部分名稱和功能4.2.3LED名稱和顯示內(nèi)容串行通信模塊的LED名稱和顯示含義4.2.4通信線的連接RS-232接口與設(shè)備的連接4.2.4通信線的連接全雙工通信的情況下，RS-232接口的連接方法有三種情況。（一）（二）（三）4.2.5串行通信模塊的通信協(xié)議串行通信模塊兼容的通信協(xié)議4.2.6串行通信模塊的設(shè)置方法任務(wù)4.3條形碼讀取任務(wù)描述4.3.1運行前的設(shè)置和步驟運行串行通信模塊之前的設(shè)置步驟4.3.2模塊參數(shù)的設(shè)置與對象設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信所需的模塊參數(shù)設(shè)置4.3.2模塊參數(shù)的設(shè)置與對象設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信所需的模塊參數(shù)設(shè)置字/字節(jié)單位的選擇。表示切換發(fā)送/接收數(shù)據(jù)單位的設(shè)置。單位可指定為字或字節(jié)。初始值為字單位。希望以字節(jié)單位處理數(shù)據(jù)時，需更改設(shè)置。4.3.2模塊參數(shù)的設(shè)置與對象設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信所需的模塊參數(shù)設(shè)置接收結(jié)束數(shù)據(jù)數(shù)、接收結(jié)束碼的指定。在本項目的系統(tǒng)中，保持初始值不變，但在使用無順序協(xié)議收發(fā)數(shù)據(jù)時，請參考表4-3中設(shè)置。指定接收數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)數(shù)和用于識別接收結(jié)束的編碼的設(shè)置。4.3.3通信協(xié)議的設(shè)置從GXWorks3的【工具】菜單執(zhí)行【通信協(xié)議支持功能】，選擇【串口通信模塊】，打開【通信協(xié)議支持功能】界面，如圖4所示。4.3.3通信協(xié)議的設(shè)置添加通信協(xié)議庫中的協(xié)議4.3.3通信協(xié)議的設(shè)置新建協(xié)議4.3.3通信協(xié)議的設(shè)置新建協(xié)議號4.3.3通信協(xié)議的設(shè)置新建協(xié)議詳細(xì)設(shè)置4.3.4數(shù)據(jù)包的設(shè)置數(shù)據(jù)包構(gòu)成1）數(shù)據(jù)頭2）結(jié)束符3）固定數(shù)據(jù)4）長度5）無轉(zhuǎn)換的變量6）有轉(zhuǎn)換的變量7）錯誤檢查碼4.3.4數(shù)據(jù)包的設(shè)置本項目案例系統(tǒng)中協(xié)議設(shè)置發(fā)送數(shù)據(jù)包。包含條形碼讀取開始指令字符串的發(fā)送數(shù)據(jù)包。由幀頭MI（數(shù)據(jù)頭，為ASCII碼）、固定數(shù)據(jù)TR（指令字符串，為ASCII碼）、結(jié)束符CR+LF（數(shù)據(jù)包結(jié)束碼，為ASCII控制碼）構(gòu)成，如圖所示。4.3.4數(shù)據(jù)包的設(shè)置本項目案例系統(tǒng)中協(xié)議設(shè)置接收數(shù)據(jù)包。由幀頭MI（數(shù)據(jù)頭，為ASCII碼）、固定數(shù)據(jù)（3字符的國家識別碼，為ASCII碼）、無轉(zhuǎn)換變量（讀取到的國家識別碼、為ASCII碼）、結(jié)束符CR+LF（數(shù)據(jù)包結(jié)束碼，為ASCII控制碼）構(gòu)成。讀取到的國家識別碼將在接收數(shù)據(jù)包內(nèi)，被保存在軟元件D600和D601中，如圖4-33所示4.3.5創(chuàng)建協(xié)議的保存和寫入通過“通信協(xié)議支持功能”界面的【在線】→【模塊寫入】，【執(zhí)行】協(xié)議的寫入，如圖所示。4.3.6專用指令和PLC編程專用指令：G.CPRTCL和GP.CPRTCL4.3.6專用指令和PLC編程PLC程序編寫：在物料通過光電開關(guān)時，向條形碼讀取器請求開始讀取，執(zhí)行通信協(xié)議設(shè)置。任務(wù)4.4故障排除任務(wù)描述4.4.1報錯處理串行通信模塊指示燈含義4.4.2模塊診斷確認(rèn)錯誤內(nèi)容

通過模塊診斷，可確認(rèn)串行通信模塊上發(fā)生的錯誤內(nèi)容、原因、處理方法。從GXWorks3的【診斷】菜單的【系統(tǒng)監(jiān)視】啟動【模塊診斷】界面，如圖所示。4.4.3智能功能模塊監(jiān)視

通過智能功能模塊監(jiān)視，可確認(rèn)RS-232信號的狀態(tài)或錯誤碼等串行通信模塊的狀態(tài)。在GXWorks3的【智能功能模塊監(jiān)視】中添加作為監(jiān)視對象的串行通信模塊后，可執(zhí)行本功能，如圖所示。4.4.4線路跟蹤確認(rèn)收發(fā)數(shù)據(jù)

通過線路跟蹤，可臨時記錄串行通信模塊與對象設(shè)備間的收發(fā)數(shù)據(jù)和通信控制信號的狀態(tài)，確認(rèn)是否按照計劃進(jìn)行了數(shù)據(jù)收發(fā)。通過GXWorks3的【工具】→【線路跟蹤】執(zhí)行本功能，如圖所示。4.4.5協(xié)議執(zhí)行記錄

通過協(xié)議執(zhí)行記錄，可確認(rèn)通信協(xié)議的執(zhí)行狀態(tài)和執(zhí)行結(jié)果。從【通信協(xié)議支持功能】界面的【調(diào)試】菜單選擇【調(diào)試對象模塊選擇】，選擇【協(xié)議執(zhí)行記錄】，結(jié)果如圖所示。任務(wù)4.5變頻器控制通信任務(wù)描述4.5.1變頻器接線變頻器“RS-485通信控制接線如下所示，多段速參考emanual。4.5.2變頻器的通信設(shè)置用變頻器的PU（參數(shù)設(shè)置模塊）事先設(shè)置與通信有關(guān)的參數(shù)如圖4-43所示，請注意Pr.79、Pr.117～Pr.120、Pr.549參數(shù)的設(shè)置。4.5.3可編程控制器RS-485串口參數(shù)設(shè)置雙擊GXWorks3軟件左側(cè)導(dǎo)航窗口的【參數(shù)】→【FX5UCPU】→【模塊參數(shù)】→【485串口】打開參數(shù)設(shè)置窗口，在【協(xié)議格式】中選擇【變頻器通信】。接著在該窗口中左側(cè)單擊【基本設(shè)置】，在【詳細(xì)設(shè)置】中，【數(shù)據(jù)長度】中選擇“7bit”、【奇偶校驗】中選擇“偶數(shù)”、【停止位】中選擇“1bit”、【波特率】中選擇“19200bit/s”。4.5.4變頻器通信指令可編程控制器與變頻器使用下列變頻器通信指令進(jìn)行通信指令功能控制方向IVCK變頻器的運行監(jiān)視可編程控制器←變頻器IVDR變頻器的運行控制可編程控制器→變頻器IVRD讀出變頻器的參數(shù)可編程控制器←變頻器IVWR寫入變頻器的參數(shù)可編程控制器→變頻器IVBWR變頻器參數(shù)的成批寫入可編程控制器→變頻器IVWC變頻器的多個指令可編程控制器?變頻器4.5.4變頻器通信指令1）變頻器的運行監(jiān)視指令I(lǐng)VCK4.5.4變頻器通信指令1）變頻器的運行監(jiān)視指令I(lǐng)VCK程序編寫示例：在CPU模塊（通道1）中讀出變頻器（站號0）的狀態(tài)（H7A），并將讀出值保存在M100~M107中，輸出Y0~Y3到外部。讀出內(nèi)容：變頻器運行中=M100，正轉(zhuǎn)中=M101，反轉(zhuǎn)中=M102，發(fā)生異常=M107。如圖所示。4.5.4變頻器通信指令2）變頻器的運行控制指令I(lǐng)VDR4.5.4變頻器通信指令3）運行指令代碼HFA解讀4.5.4變頻器通信指令程序編寫示例：通過PLC將設(shè)置頻率寫入到變頻器中，以控制變頻器的啟動停止。將啟動時的初始值設(shè)為60Hz，通過CPU模塊（通道1），利用切換指令對變頻器（站號3）的運行速度（HED）進(jìn)行速度1（40Hz）、速度2（20Hz）的切換。寫入內(nèi)容：D10=運行速度(初始值：60Hz、速度1:40Hz、速度2:20Hz)。4.5.5變頻器頻率輸入和頻率監(jiān)控程序編寫（一）（二）本項目小結(jié)串