PLC原理及應用技術（第4版）課件 8.1 可編程控制器系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)

PLC原理及應用技術

浙江機電職業(yè)技術學院第8章PLC的通信及網(wǎng)絡浙江機電職業(yè)技術學院3內容提要可編程控制器系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)以計算機作為操作站的PC網(wǎng)絡

浙江機電職業(yè)技術學院48.1可編程控制器系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)8.1.1可編程控制器的網(wǎng)絡化趨勢

如果把PLC與PLC、PLC與計算機或PLC與其它智能裝置通過傳輸介質連接起來，就可以實現(xiàn)通信或組建網(wǎng)絡，從而構成功能更強，性能更好的控制系統(tǒng)，這樣可以提高PLC的控制能力及控制范圍實現(xiàn)綜合及協(xié)調控制，同時，還便于計算機管理及對控制數(shù)據(jù)的處理，提供人機界面友好的操控平臺；可使自動控制從設備級發(fā)展到生產(chǎn)線級，甚至工廠級，從而實現(xiàn)智能化工廠（SmartFactory）的目標。隨著計算機技術、通信及網(wǎng)絡技術的飛速發(fā)展，PLC在通信及網(wǎng)絡方面的發(fā)展也極為迅猛，幾乎所有提供可編程控制器的廠家都開發(fā)了通信模塊或網(wǎng)絡系統(tǒng)。三菱電機率先較早的開發(fā)了MELSECNET網(wǎng)絡，隨著網(wǎng)絡化控制及集散控制不斷普及，工業(yè)控制要求的不斷提高，傳統(tǒng)的PLC控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡化方向發(fā)展已成為趨勢。浙江機電職業(yè)技術學院58.1.2可編程控制器網(wǎng)絡連接系統(tǒng)FX系列的可編程序控制器都具有聯(lián)網(wǎng)功能，按照層次可把連接的對象分成三類：計算機與PLC機之間的連接；PLC機與PLC機之間的連接；PLC主機與它的遠程輸入/輸出單元的連接。它們簡稱為：上位連接（SYSWAY）、同位連接（PLC連接系統(tǒng)）和下位連接（SYSBUS）。1．上位連接系統(tǒng)(1)作用：在三菱公司標準通信規(guī)約下的PLC與計算機的連接。(2)編程：PLC的程序不受計算機程序的約束。(3)用途：控制和監(jiān)視數(shù)據(jù)的發(fā)送/接收。(4)結構：計算機通過標準的RS-232C或RS-422A（485）接口與鏈接適配器連接，然后接到各個PLC上，每個PLC裝一個上位鏈接單元。一個上位計算機最多可連接32臺PLC。浙江機電職業(yè)技術學院62．同位連接系統(tǒng)(1)作用：同位系統(tǒng)不采用上位計算機控制的網(wǎng)絡方式。每臺PLC都有能力要求使用并控制網(wǎng)絡，以便發(fā)送或詢問其他網(wǎng)絡設備（PLC）的信息。(2)編程：使用標準梯形圖。(3)用途：每臺同位PLC都可以根據(jù)需要請求使用通信網(wǎng)絡，將數(shù)據(jù)傳送給另一臺同位裝置。(4)結構：各臺同位PLC通過標準的RS-485接口連接。(5)特點：同位系統(tǒng)中，當一個或多個設備脫離服務時，剩余的還依然能運行。并且在余下的在用設備之間依然可以繼續(xù)通信。3．下位連接系統(tǒng)(1)作用：在三菱公司標準通信規(guī)約下，通過I/O單元使PLC之間相互連接。按照此通信規(guī)約，使用遠程I/O主站和I/O鏈接單元，使數(shù)據(jù)在PLC之間傳送。(2)編程：使用標準梯形圖。(3)用途：簡單控制與遠程數(shù)據(jù)的發(fā)送/接收。(4)結構：三菱公司的遠程輸入/輸出主站單元（簡稱主站）、遠程輸入/輸出從站單元（簡稱從站）、輸入/輸出鏈接單元（簡稱I/O鏈接單元），并由使他們構成下位連接系統(tǒng)。(5)特點：下位連接系統(tǒng)是一種靈活的分散控制系統(tǒng)，可按用戶要求來增減控制的規(guī)模，便于設計和調試，而且排除故障省時容易。浙江機電職業(yè)技術學院78.1.3三菱可編程控制器的通信類型1．串行通信接口標準圖(1)RS-232CRS-232C是美國EIC（電子工業(yè)聯(lián)合會）在1969年公布的通信協(xié)議，至今仍在計算機和可編程控制器中廣泛使用。特點：RS-232C采用負邏輯，用-5~-15V表示邏輯狀態(tài)1，用+5~+15V表示邏輯狀態(tài)0。RS-232C的最大通信距離為15m，最高傳輸速度速率為20kbit/s，只能進行一對一的通信。連接：RS-232C可使用9針或25針的D型連接器。缺點：容易受到公共地線上的電位差和外部引入的干擾信號的影響。浙江機電職業(yè)技術學院8(2)RS-422A美國的EIC于1977年制定了串行通信標準RS-499，對RS-232C的電氣特性做了改進，RS-422A是RS-499的子集。特點：RS-422A采用平衡驅動、差分接收電路。RS-422A在最高傳輸速率（10Mbit/s）時，允許最大通信距離為12m。傳輸速率為100kbit/s時，最大通信距離為1200m。一臺驅動器可以連接10臺接收器。優(yōu)點：因接收器是差分輸入，共模信號可以互相抵消。只要接收器有足夠的抗共模干擾能力，就能從干擾信號中識別出驅動器輸出的有用信號，從而克服外部干擾的影響。浙江機電職業(yè)技術學院9(3)RS-485特點：RS-485是RS-422A的變形，RS-422A是全雙工。RS-485為半雙工，只有一對平衡差分信號線，不能同時發(fā)送和接收。使用RS-485通信接口和雙絞線可組成串行通信網(wǎng)絡，構成分布式系統(tǒng)，系統(tǒng)中最多可有32個站，新的接口器件已允許連接128個站。浙江機電職業(yè)技術學院102．網(wǎng)絡通信類型三菱主機FX系列支持以下五種類型的通訊：

N：N網(wǎng)絡；并行連接；計算機連接；無協(xié)議通訊（用RS指令進行數(shù)據(jù)傳輸）；MODBUS通信。下面介紹有代表性的兩種。(1)N：N網(wǎng)絡FX系列PLC之間進行數(shù)據(jù)交互的專用協(xié)議，總站點數(shù)最大8個。通信協(xié)議固定，采用半雙工或全雙工通信，波特率為38400bps。(2)計算機連接（用專用協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳輸）用RS485（422）單元進行的數(shù)據(jù)可用專用協(xié)議在1：N（16）的基礎上完成，最多可以連16臺PLC機。

浙江機電職業(yè)技術學院118.1.4通信格式1．什么是通信格式通信格式?jīng)Q定計算機鏈接和無協(xié)議通信（RS指令）間的通信設置（數(shù)據(jù)通信長度，奇偶校驗和波特率等）。通信格式可用可編程控制器中的特殊數(shù)據(jù)寄存器D8120來進行設置。根據(jù)所使用的外部設備來設置D8120。當修改了D8120的設置后，確保關掉可編程控制器的電源，然后再打開，否則無效。2．相關標志和數(shù)據(jù)寄存器浙江機電職業(yè)技術學院12(1)特殊輔助繼電器特殊輔助繼電器描

述M8121發(fā)送待機標志（RS指令）M8122數(shù)據(jù)傳輸標志（RS指令）M8123接收結束標志（RS指令）M8124載波檢測標志（RS指令）M8126全局標志（計算機連接）M8127接通要求握手標志（計算機連接）M8128接通要求錯誤標志（計算機連接）M8129接通要求字/字節(jié)變換（計算機連接）超時評估標志（RS指令）M81618位/16位變換標志（RS指令）浙江機電職業(yè)技術學院13(2)特殊數(shù)據(jù)寄存器特殊數(shù)據(jù)寄存器描述D8120通訊格式（RS指令，計算機連接）D8121站點號設定（計算機連接）D8122剩余待傳輸數(shù)據(jù)數(shù)（RS指令）D8123接收數(shù)據(jù)數(shù)（RS指令）D8124數(shù)據(jù)標題<初始值：STX>（RS指令）D8125數(shù)據(jù)結束符<初始值：ETX>（RS指令）D8127接通要求首元件寄存器（計算機連接）D8128接通要求數(shù)據(jù)長度寄存器（計算機連接）D8129數(shù)據(jù)網(wǎng)絡超時計時器值（RS指令，計算機連接）D8405顯示通信參數(shù)（RS指令）D8419動作方式（RS指令）浙江機電職業(yè)技術學院14(3)通信格式位號名稱描

述0（位=OFF）1（位=ON）b0數(shù)據(jù)長度7位8位b1b2奇偶（b2，b1）（0，0）：無（0，1）：奇（1，1）：偶b3停止位1位2位b4b5b6b7波特率（bps）（b7，b6，b5，b4）

（b7，b6，b5，b4）（0，0，1，1）：300（0，1，1，1）：4800（0，1，0，0）：600（1，0，0，0）：9600（0，1，0，1）：1200（1，0，0，1）：19200（0，1，1，0）：2400（1，0，1，0）：38400b8標題無有效（D8124）默認：STX（02H）b9終結符無有效（D8124）默認：ETX（03H）浙江機電職業(yè)技術學院15(3)通信格式位號名稱描

述0（位=OFF）1（位=ON）b10b11控制線無協(xié)議（b11，b10）（0，0）：無作用<RS-232C接口>（0，1）：普通模式<RS-232C接口>（1，0）：互連模式<RS-232C接口>（FX2NV2.00以上版本）（1，1）：調制解調器模式<RS232C接口><RS485（422）接口>計算機連接（b11，b10）（0，0）：RS-485（422）接口（1，0）：RS-232C接口b12不可以使用b13和校驗沒有添加和校驗碼自動添加和校驗碼b14協(xié)議無協(xié)議專用協(xié)議b15傳輸控制協(xié)議協(xié)議格式1協(xié)議格式4浙江機電職業(yè)技術學院16舉例：數(shù)據(jù)長度7位奇偶偶停止位2位波特率9600bps協(xié)議無協(xié)議標題未使用終結符未使用控制線普通模式浙江機電職業(yè)技術學院178.1.5上位計算機鏈接（即1:N通訊）1．連接后的數(shù)據(jù)流(1)計算機從可編程控制器讀取數(shù)據(jù)。浙江機電職業(yè)技術學院18(2)計算機向可編程控制器發(fā)送數(shù)據(jù)。(3)可編程控制器向計算機發(fā)送數(shù)據(jù)。

浙江機電職業(yè)技術學院192．站號站號即可編程控制器提供的數(shù)字，用來確定計算機在訪問哪一個可編程控制器。在FX系列可編程控制器中，站號是通過特殊數(shù)據(jù)寄存器D8121來設定的。設定的范圍是從00H到0FH。最多可以實現(xiàn)16臺通信。例如：0號站定義浙江機電職業(yè)技術學院203．上位連接方法浙江機電職業(yè)技術學院218.1.6同位鏈接（PLC與PLC連接系統(tǒng)N:N網(wǎng)絡）1．相關標志和數(shù)據(jù)寄存器介紹(1)輔助繼電器特性輔助繼電器FX3U名

稱描

述響應類型只讀M8038N：N網(wǎng)絡參數(shù)設置用來設置N：N網(wǎng)絡參數(shù)主站點，從站點只讀M8183主站點通信錯誤當主站點產(chǎn)生通信錯誤時它是ON從站點只讀M8184~M8190從站點通信錯誤當從站點產(chǎn)生通信錯誤時它是ON主站點，從站點只讀M8191數(shù)據(jù)通信當與其它站點通信時它是ON主站點，從站點浙江機電職業(yè)技術學院22(2)數(shù)據(jù)寄存器特性輔助繼電器（FX2N）名

稱描

述響應類型只讀D8173站點號存儲它自己的站點號主站，從站只讀D8174從站點總數(shù)存儲從站點總數(shù)主站，從站只讀D8175刷新范圍存儲刷新范圍主站，從站只寫D8176從站點號設置設置它自己的從站點號主站，從站只寫D8177總從站點數(shù)設置設置從站點總數(shù)主站只寫D8178刷新范圍設置設置刷新范圍主站只寫D8179重試次數(shù)設置設置重試次數(shù)主站只寫D8180通信超時設置設置通信超時主站只讀D8201當前網(wǎng)絡掃描時間存儲當前網(wǎng)絡掃描時間主站，從站只讀D8202最大網(wǎng)絡掃描時間存儲最大網(wǎng)絡掃描時間主站，從站只讀D8203主站點的通信錯誤數(shù)目主站點的通信錯誤數(shù)目從站只讀D8204~D8210從站點的通信錯誤數(shù)目從站點的通信錯誤數(shù)目主站，從站只讀D8211主站點的通信錯誤代碼主站點的通信錯誤代碼從站只讀D8212~D8218從站點的通信錯誤代碼從站點的通信錯誤代碼主站，從站浙江機電職業(yè)技術學院23(3)設置①設定站點號（D8176）設定0到7的值到特殊數(shù)據(jù)寄存器D8176中。設定值描

述0主站點1~7從站點號

例子：1是第1從站點，2是第2從站點例如：設定主站0：

MOVK0D8176設定從站1：

MOVK1D8176浙江機電職業(yè)技術學院24②設置刷新范圍（D8178）設定0~2的值到特殊數(shù)據(jù)寄存器D8178中。（默認值=0）從站不需要設置。在0-2三種模式下使用的元件被N：N網(wǎng)絡的所有點占用。通信設備刷

新

范

圍模式0模式1模式2位軟元件（M）0點32點64點字軟元件（D）4點4點8點浙江機電職業(yè)技術學院25a)在模式0的情況下，各站號的字、位軟元件號。站點號軟

元

件

號位軟元件（M）字軟元件（D）0點4點第0號---D0~D3第1號---D10~D13第2號---D20~D23第3號---D30~D33第4號---D40~D43第5號---D50~D53第6號---D60~D63第7號---D70~D73浙江機電職業(yè)技術學院26b)在模式1的情況下，各站號的字、位軟元件號。站點號軟

元

件

號位軟元件（M）字軟元件（D）32點4點第0號M1000~M1031D0~D3第1號M1064~M1095D10~D13第2號M1128~M1159D20~