PLC网络与通信

PLC网络与通信一、数据通信网络的基本概念（一）数据通信系统的基本组成1.传送设备：包括发送器和接收器。PLC网络称主站和从站。2.通信介质：连接传送设备的数据线。主要有同轴电缆、双绞线、光纤等。3.通信协议：数据通信所必须遵守的规则。由国际上公认的标准化组织或其他专业团体集体制定。主要国际化组织国际标准化组织ISO（InternationalStandardOrganization)制定了开放式互相通讯协议OSI（OpenSystemInterconnection)国际电子电气工程师协会IEEE（InstituteofElectricalandElectronicEngineer)建立了IEEE802通信协议标准。美国高级研究院ARPA（AdvancedResearchProjectsAgency）开发了TCP/IP和FTP通信协议美国通用汽车公司GM（GeneralMotor）制定了制造自动化协议MAP（ManufactureAutomationProtocol）目前，PLC与上位计算机之间的通信可按照标准化协议进行，但PLC与PLC之间、PLC与远程I/O通信协议还未标准化。（二）数据通信方式1.数据传送方向（1）单工通信数据的传送始终保持同一个方向，而不能进行反向传送。（2）半双工通信数据可以在两个方向上传送，但同一时刻只限于一个方向传送。（3）全双工通信数据可以在两个方向上同时发送和接收。2.同步传送和异步传送（1）同步传送（synchronoustransmission）是将很多个字符组成一个信息组（通常称为帧），用同步字符来表示信息组的开始，由定时信号实现发送的同步的传送方式。传送速率高，但软、硬件价格也高。（2）异步传送（asynchronoustransmission）是指按一种约定的格式将数据信息一帧一帧地不同时传送的方式。（如PLC串行通信）3.并行通信和串行通讯（1）并行通信传送数据的每一位同时发送或接收。速率快，成本高。不适合远距离传送。（2）串行通信将传送的数据一位一位地发送或接收的通信方式。适合多位数据长距离通信。PC与PLC、PLC与现场设备、远程I/O的通信，开放式现场总线（如三菱公司的cc-link)的通信均采用串行通信方式。（三）PLC的通信接口1.RS-232C串行通信接口美国电子工业协会（EIA）于1962年公布的一种标准化接口。标准的25针D型连接器，也有9针的。采用全双工方式，负逻辑，具有较强的抗干扰能力。针号信号缩写信号名称1CD载体检测2RD(RXD)接收数据3SD(TXD)发送数据数据端准备4DTR(ER)数据端准备5SG信号接地6DSR(DR)数据集准备7RS(RTS)请求发送8CS(CTS)清除发送9RI(CI)调用指示2.RS-422串行通信接口美国电子工业协会（EIA）于1977年推出的新接口标准RS-499的一个子集。采用平衡差分传输方式。全双工通信方式。具有足够好的抗干扰能力。3.RS-485串行通信接口在RS-422的输出端设置一个输出“使能端”，则形成RS-485接口。半双工通信方式。可连接多达128个收发器，实现真正的多点双向通讯。RS-485可以采用两线和四线方式。RS-485四线脚号引脚号引脚名称说明1RDA数据接收信号线A2RDB数据接收信号线B3SDA数据接收信号线A4SDB数据接收信号线B5GND接地信号线RS-485两线脚号引脚号引脚名称说明1RD数据接收信号线2SD数据接收信号线3GND接地信号线两线方式连接（四）PC、三菱PLC、触摸屏及变频器间的通信接口和通信连接二、PLC与计算机的通信（一）计算机与单台PLC的通信1.PLC的通信接口是RS-232C接口时，可直接用适配电缆进行连接。2.PLC的通信接口是RS-422接口时，必须在PLC和计算机之间增加一个RS-232C/RS-422接口转换模块。如：SC-09、FX-232AW。1.连接方式一台计算机最多可与16台FX系列PLC连接通信，称为1:N网络。（二）计算机与多台PLC的通信2.通信格式通信格式由PLC中的特殊数据寄存器D8120设置。D8121用于设置站号。设定范围为H00～H0F。D8129用于设置检验时间（单位10ms）。D8120通信格式定义表三、PLC与PLC之间的通信（一）并行链接1.概述并行链接即1:1通信，它应用特殊辅助继电器和数据单元在两台PLC间进行自动的数据传送。M8070：主站驱动。M8071：从站驱动。M8072：PLC运行时为ON。M8073：M8070/M8071设置不正确时为ON。M8162：高速模式时为ON。D8070：监视时间，默认为500ms。2.普通模式（M8162为OFF）通信时间:70ms＋主站扫描时间ms＋从站扫描时间msFX2N(C)、FX1N、FX2和FX2C的数据传输在1:1的基础上通过以下辅助继电器和数据寄存器完成。辅助继电器：100个；数据寄存器：10个。例：（1）主站点的X0～X7的状态从从站点的Y0～Y7输出。（2）主站点D0+D2的运算结果小于或等于100时，从站点的Y10接通。（3）从站点m0～m7的状态输出到主站点的Y0～Y7。（4）从站点的D10的值作为主站点T0的设定值。FX0N、FX1S的数据传输在1:1的基础上通过以下辅助继电器和数据寄存器完成。辅助继电器：50个；数据寄存器：10个。3.高速模式（M8162为ON）通信时间:20ms＋主站扫描时间ms＋从站扫描时间msFX2N(C)、FX1N、FX2和FX2C的数据单元分配：例：（1）主站点D0+D2的运算结果小于或等于100时，从站点的Y10接通。（2）从站点的D10的值作为主站点T0的设定值。4.并行连接组号同一系列或同一组不同系列的PLC之间可以进行并行链接，但不同组之间的PLC不能进行并行链接。FX0N、FX1S的数据单元分配：组号系列1FX2N、FX2NC2FX1N3FX1S4FX0N5FX2、FX2C连接（二）多台PLC的链接1.链接方式多台PLC之间的通信称为同位通信，又称1:N网络。网络中必须有一台PLC为主站，其他PLC为从站，最多可链接8台FX系列PLC。所需设备：FX0N-485ADP、FX2N-485-BD、FX1N-485-BD.2.通信规格传送规格RS-485最大传送距离500m（如果在系统上使用机能扩充板时则为50m）通信方式半双工通信传送速度38400bit/s最多链接台数8台链接设备点数模式0位元件不刷新，字元件刷新每站的4点模式1位元件刷新32点，字元件刷新每站的4点模式2位元件刷新64点，字元件刷新每站的8点3.辅助寄存器特性辅助继电器名称描述响应站点RFX0NFX1SFX1NFX2N(C)RRM8038N：N网络参数设置设置N：N网络参数M/LRM504M8013主站点通信错误主站点通信错误时为ONLRM505~M511M8014~M8190从站点通信错误从站点通信错误时为ONM/LRM503M8191数据通信与其他站点通信时为ONM/L4.数据寄存器D8176:设置站点号。D8177:设置从站点总数。D8178:设置刷新范围。D8179:设置重试次数。D8180:设置通信超时。例：5.三种模式对应软元件（1）模式0（FX0N/FX1S/FX1N/FX2N/FX2NC)站点号软元件号位软元件（M）0点字软元件（D）4点0D0～D31D10～D132D20～D233D30～D334D40～D435D50～D536D60～D637D70～D73（2）模式1（FX1N/FX2N/FX2NC)站点号软元件号位软元件（M）32点字软元件（D）4点0M1000～M1031D0～D31M1064～M1095D10～D132M1128～M1159D20～D233M1192～M1223D30～D334M1256～M1287D40～D435M1320～M1351D50～D536M1384～M1415D60～D637M1448～M1479D70～D73（3）模式2（FX1N/FX2N/FX2NC)站点号软元件号位软元件（M）64点字软元件（D）8点0M1000～M1063D0～D71M1064～M1127D10～D172M1128～M1191D20～D273M1192～M1255D30～D374M1256～M1319D40～D475M1320～M1383D50～D576M1384～M1447D60～D677M1448～M1511D70～D77四、三菱PLC网络三菱PLC提供了三层网络，即以太网、局域令牌网和CC-Link开放式现场总线。（一）以太网（Ethernet）——信息管理层通过以太网模块（如：QJ71E-100、QJ71E71）与上位机系统接口模块连接，形成以太管理网。主要功能：(1)使用网络互连技术通信协议（TCP/IP）协议，解决异种网络互连问题。(2)使用MC通信协议，可以在网内PLC之间、PLC与外部设备之间进行数据传递。(3)可以通过电子邮件传递和接收数据。（二）局域令牌网——管理与控制层1.局域网拓扑结构（1）星形是以中央站为中心与各站连接的网络。任意一站的通信都必须经过中央站。用于小系统和不频繁的工作方式。（2）环形是将各站的通信接口或适配器连接成一闭合环形线路的网络。每站都可以请求发送和接收信息，此信息接收完后，仍可继续往后传送，直至发送该信息的环路接口为止。（3）总线型是一种利用总线将所有站连接起来的网络。各站对总线具有共享权和访问权。为防止两个或两个以上站同时发送信息而发生冲突，采用令牌总线协议通信方式。（令牌为一组二进制数）网络上所有站点按某种方式排序，令牌按此顺序一站一站依次传送，只有得到令牌的站才有权控制和使用网络。——在工业控制中较为常用。1.MELSECNET/Ⅱ网络网络组件为A1SJ71AP21、A1SJ71AP21-S3等。为双环网络，其中一个为正向环（或称主环路），另一个为反向环（或称副环路）。如果主环路发生故障，系统自动且换到副环路；如果两个环路都发生故障，则仍可在连接的站之间保持数据通信。——已逐渐为MELSECNET/10代。2.主要形式2.MELSECNET/10网络通过网络组件（如：A1SJ71LP21A1SJ71LP21GR:令牌环形网；A1SJ71BR11:令牌总线网）将任意的CPU组件挂接到网络系统中。用于A系列的PLC网络系统。传输速率10Mbit/s。可以承担以计算机为支撑的工厂柔性制造系统众多的数据流，有很强的网络监控能力。3.MELSECNET/H网络MELSECNET/H网与MELSECNET/10网兼容，具有更高的传输速度，最大达25Mbit/s。使用QJ71LP21-25网络组件，能实现大规模大容量的集中管理和分布式管理的控制。用于Q系列PLC的高速网络系统。1.CC-Link简介（三）CC-Link开放式现场总线——控制设备层CC-LinK是一种简单的开放式现场总线，利用总线将各站连接来，各站对总线具有共享权和访问权。简单的总线解决了工业现场复杂的配线问题，大幅度地降低了工程成本和时间，提高了可靠性和稳定性。其低层通信协议基于使用十分普遍的EIA485通信协议。2.协议配置3.CC-Link配置HMIRobotControllerRobotRemoteI/OBitBitBitWordBitWordBitRx/yBitRx/yBitWordRx/yRwBitWordRx/yRwRx/yRwRwMasterBitWordBitWordRx/yRwRwMasterLocalInverterSensorValveAnalogI/ORemoteI/O:2,048bitRemoteRegister：512wordRx/yRx/yRx/yRx/yRobotControllerMessageMessageMessage150byte/1Scan==34byte/1ScanTransientCommunication(Max.960bytes)Ma