GE PLC通讯介绍.ppt

GEPLC通讯介绍 GEPLC通讯介绍课程内容 第一天 工业以太网第二天 现场总线第三天 串行通信 典型的PLC控制方案 VersaMax VersaPoint Fieldbus Series90 30 Genius Series90 70 VersaMaxIP PAC PLC通过各种现场总线控制分散I O 传感器 执行机构 PLC之间通过以太网或其他数据吞吐率高的网络互联PLC联网编程和实现数据采集 PLC 现场总线 I ORFTagVFD Ethernet 典型的PLC控制 通信的目的是什么 每种通信需掌握的要点 通信介质 模块 速率 距离 应用场合 GE的相关硬件产品做实验 掌握GEPLC的通信应用 GEFanucPLC工业以太网通讯 以太网通讯的三种类型 PLC之间高速交换数据 EGD EthernetGlobalData SRTPTCP IP GE专有 ServiceRequestTransportProtocol ModbusTCP IP 非专有协议 与设备厂商无关 GEFanucPLC总线通讯 总线通讯的三种类型 用于设备级控制系统和分散I O GenuisProfibusDeviceNet GEFanucPLC串口通讯 串口通讯的类型 点对点 连接其他设备上的串口 如扫码器等 SerialI O OSI模型七层简介 GEFanucPLC工业以太网通讯 以太网模块IC695ETM00110 100MbitsHalf FullduplexSupportsSRTP EGD ProducerandConsumer ModbusTCP2个网口 内置交换机 节省硬件成本以太网口凹陷 保护网线端子 GEFanucPLC工业以太网通讯 以太网通讯的三种类型 PLC之间高速交换数据 EGDSRTPModbusTCP IP 设备间高速 简便的数据通讯协议EDG协议基于UDP IP协议用户无需编程 只要组态producer consumer的参数几个重要的概念Producer在设定的时间周期将数据单播或多播到设定的单个consumer或consumergroup中 由唯一的producerID指代Consumer按照设定的时间周期读取收到的数据 由IP地址 单播时 或组号 多播时 指代Exchange数据交换包 最多255个 每个数据包最长1400字节 由ExchangeID和ProducerID组合起来指代设备间简单 高速 定周期的数据通信 不能用在突发事件的通信报告 以太网通讯模型 网络介质访问层802 3 802 11x 网际层 IP TCP UDP Modbus SRTP EGD TCP IP 应用层协议 以太网 IP地址 32 bit 在IP层之上 如应用层软件中使用MAC地址 48 bit 全球唯一ARP协议 IP MAC转换协议多目 ClassD IP 224 0 0 0 239 255 255 255 由应用层软件动态设定 一个设备可同时拥有多个ClassDIP 以太网模块协议栈模型 EGD典型应用 PLCA PLCB PLCC 指定接收方IP地址的EGD数据 一台PLC发送 另一台接收使用单播技术 Unicast 指定接收方组号的EGD数据 一个PLC发送 多台PLC同时接收使用多目广播技术 Multicast EGD 配置LocalProducerID 右击Target 选择AddComponent EthernetGlobalData添加EGD配置内容右击 EthernetGlobalData 在属性窗口中设置 LocalProducerID ProducerID型如IP 但并不是IP 它是网络上一个PLC的身份代表 相当于网络上的身份证 因为一个PLC可以有多块以太网卡 每个以太网卡有唯一的IP地址 拥有多块以太网的控制器只具有一个ProducerID 使用ProducerID能更好地支持冗余系统 IP地址是对于每块以太网而言的 ProducerID是对于网络上的每个PLC而言的 EGD 配置ProducedExchange 右击ProducedExchanges 选择New 配置发送数据 ExchangeID 一个控制器内被发送的每组数据的编号 取值 1 255 每个exchange数据最长1400bytesAdapterName 用于发送这组数据的以太网模块的机架号 槽号DestinationType 定义发送数据是使用单播 多播或广播Destination 如单播 则为接收方IP 如多播 则为MulticastIP 1 224 0 7 1 ProducedPeriod 数据重复发送的间隔 EGD 配置ProducedExchange 双击 双击ProdExch1 打开配置发送数据的窗口 点击 Add 添加被发送的数据 每个ProducedExchange包含一个状态字 Status 用来表明该Exchange是否被成功发送 当Status字为 1 时 发送成功 1时发送不成功Status字只是表明发送是否成功 该字并不被以太网模块发送给接收方 共发送11个字 EGD 配置ConsumedExchange ProducerID 发送方的LocalProducerIDGroupID 如果发送方是多播 则填写多目IP 1 224 0 7 1 如单播 则填写0ExchangeID 发送方的被发送数据组的编号AdapterName 用于接收数据的以太网模块的机架号 槽号UpdateTimeout 数据接收超时 ms 每个ConsumedExchange还包含 Status字 表明接收EGD数据是否正常TimeStamp 接收到的数据的时间戳 距离1970 1 100 00 00的时间 接收11个字 EGD 多播的分组概念 EGDExchange状态字的含义 GEFanucPLC工业以太网通讯 以太网通讯的三种类型 PLC之间高速交换数据 EGDSRTPModbusTCP IP SRTP通讯协议概述 SRTP是基于OSI模型的第七层的一种通讯协议 底层基于TCP IP协议 SRTP快速 高效的主 从通讯功能 可实现与PLC的数据交换和编程 SRTP的通讯方式 SRTP是通过在Client端的逻辑控制中编辑COMMREQ指令来实现Server与Client之间的通讯的 SRTP中不同的通讯目的是通过不同的指令代码来实现的 COMMREQ指令PLC执行到此条指令 作用是CPU把命令块的参数写入以太网卡 Enable 使能端一定是脉冲信号 否则死机IN 命令块的起始地址 总长23个字 有2两部分组成 通用部分包括状态字的地址 数据参数是关于信道命令 R AI AQ P L or W SYSID 客户端以太网模块的机架号 槽号TASK 任务号 对以太网通讯 写0 SRTP的通讯方式 写操作命令 2004 十进制 读操作命令 2003 十进制 取消通道命令 2001 十进制 SRTP通讯试验 1 首先对硬件进行配置 对以太网模块进行配置 分配对应的IP地址 SRTP通讯试验 2 选择一个作为Client 另外一台作为Server 3 在Client端编辑COMMREQ指令 SRTP通讯试验 4 命令块中的数据编辑 本地PLC每7秒读取远方PLC的数据 读取10次后 通讯结束 通道关闭Word1 17 通讯参数块的长度 第7 23字 Word2 0 无等待程序执行方式 Word3 8 通讯状态字CRS的内存类型 8代表 R Word4 9 通讯状态字CRS的内存偏移地址 9代表 R10 Word5 0 必须填0 Word6 0 必须填0 Word7 2003 建立读通道命令 Word8 6 通道号 取值范围1 32 Word9 10 读操作执行的次数 填0代表不间断读 Word10 3 相邻两次读操作的间隔时间单位 3代表秒 Word11 7 相邻两次读操作的间隔时间 7代表7秒 SRTP通讯试验 本地PLC读取远方PLC的 R50 R54五个字寄存器 读得的数据存放在本地PLC的 R100 R104Word12 50 通讯超时限制值 以10ms为单位 50代表500msWord13 8 本地PLC的操作数内存类型 8代表 R Word14 100 本地PLC的操作数的地址 R100 Word15 8 远方PLC的操作数内存类型 8代表 R Word16 50 远方PLC的操作数的地址 R50 Word17 5 操作数的个数 5个字 SRTP通讯试验 远方PLC 服务器 的IP地址是 10 0 0 7Word18 1 远方PLC的网络地址使用IP地址 Word19 4 远方PLC的网络地址的长度是四位 Word20 10 远方PLC的IP地址的第一位 Word21 0 远方PLC的IP地址的第二位 Word22 0 远方PLC的IP地址的第三位 Word23 7 远方PLC的IP地址的第四位 SRTP通讯试验 5 验证实验结果 修改 R00050上的数据 在 R00100上查看 如果相同则证明实验成功 诊断排错工具 以太网80比特的状态字 地址在硬件组态中定义 程序中CommREQ功能块的fault输出查看COMMREQ的状态字 地址在程序中COMMREQ的数据参数word3 4中定义 诊断排错工具 以太网状态字80bit 在硬件组态以太网模块时设定的地址Bit13 局域网通信正常Bit16 以太网卡和CPU通信正常 诊断排错工具 FT输出置1 表示COMMREQ的语法有错 例如以太网模块机架槽号与实际不符 数据块长度不对 任务号写错 对以太网 任务号都写0 诊断排错工具 状态字为1表示通信成功 不为1时 低字节表示大错误 高字节表示小错误 错误代码查表诊断 GEFanucPLC工业以太网通讯 以太网通讯的三种类型 PLC之间高速交换数据 EGDSRTPModbusTCP IP 课程内容 ModbusTCP通讯协议概述ModbusTCP在设备之间的通讯ModbusTCP通讯协议的报文格式ModbusTCP通讯实验 ModbusTCP通讯协议概述 ModbusTCP是一种底层基于TCP IP的应用层的通信协议 使网络上的设备以服务器或客户端的形式来进行通讯 ModbusTCP协议在所有的网络架构中都能实现简单便捷的通讯 非专有协议 协议文本公开 与设备厂商无关 ModbusTCP在设备之间的通讯 ModbusTCP通讯试验 1 对硬件进行配置 为以太网模块分配IP地址 CPU组态中要把Modbusaddressmapping设成standard 地址映射 ModbusTCP通讯试验 2 在Client端编辑打开端口的指令 ModbusTCP通讯试验 Word1 8 通讯参数块的长度 Word2 0 无等待程序执行方式 Word3 8 通讯状态字CRS的内存类型 8代表 R Word4 20 通讯状态字CRS的内存偏移地址 20代表 R21 Word5 0 预留位 必须填0 Word6 0 预留位 必须填0 Word7 3000 打开Modbus连接命令 Word8 5 通道号 取值范围1 32 Word9 1 远方PLC地址类型 Word10 4 远方PLC地址长度 Word11 10 远方PLC的IP地址的第一位 Word12 0 远方PLC的IP地址的第二位 Word13 0 远方PLC的IP地址的第三位 Word14 7 远方PLC的IP地址的第四位 综合Word10 13 远方PLC 服务器 的IP地址是 10 0 0 7 ModbusTCP通讯试验 3 在Client端编辑读操作的指令 ModbusTCP通讯试验 Word1 8 通讯参数块的长度 Word2 0 无等待程序执行方式 Word3 8 通讯状态字CRS的内存类型 8代表 R Word4 50 通讯状态字CRS的内存偏移地址 9代表 R51 Word5 0 预留位 必须填0 Word6 0 预留位 必须填0 Word7 3003 从一个Modbus TCP设备读入 Word8 5 通道号 取值范围1 32 Word9 2 Modbus功能码 读入离散量DI 功能码列表见下页Word10 74 本地PLC寄存器类型 Word11 300 本地PLC起始地址 Word12 200 远方PLC地址 Word13 9 读入的离散量DI的个数 Word14 1 单位标示符 ModbusTCP通讯试验 4 验证实验是否成功 修改Server上离散地址200开始的值 查看T300中的值是否有相应的变化 若有则证明实验成功 工业以太网通讯复习 以太网通讯的三种类型 PLC之间高速交换数据 EGD 只有硬件组态 不需编程 简单 定周期 SRTP GE专有协议 要写COMMREQ程序 ModbusTCP IP 公开协议 要写COMMREQ程序 CPU中使能modbus和GEPLC的地址映射 GEFanucPLC通讯介绍课程内容 第一天 工业以太网第二天 现场总线第三天 串行通信 现场总线 Fieldbus 概述 全世界目前大概有40多种现场总线现场总线简单 可靠 经济实用 已成为当今自动化领域发展的热点之 GEFanucPLC现场总线通讯 总线通讯的三种类型 用于设备级控制系统和分散I O ProfibusDeviceNetGenuis Profibus与传统集中型I O 传统的集中型I O控制方案如左图所示以ProfibusDP为代表的分散型I O控制方案如右图所示 接线端子排 去现场设备 集中I O 分散I O Profibus的网络结构 Profibus的三个子集 Profibus的三个子集 FMS DP和PA在物理层的定义有所不同 DP与FMS均采用RS485技术 PA采用IEC1158 2技术均采用符合IEEE802 4标准的逻辑令牌环协议 三个子集的不同任务 FMS主要用于PLC与PLC之间的通讯DP主要用于远程I O之间的通讯PA主要用于主控制器对传感器供电并读取反馈信息 Profibus的网络构成 ProfibusDP FMS按分段方式构成网络每段可有32台设备 整个网络可有127台设备每段的电缆长度与总线的波特率有一定的关系 见下表段与段之间可通过中继器相连 网上中继器最大个数在3和10之间 主站 从站 从站 TXRX 从站 双绞线 Profibus在网络物理层采用RS 485或者星型光纤传输技术Profibus在网络传输层采用令牌 主从协议Profibus的三个协议子集 DP FMS PA的MAC帧兼容 Profibus的物理层 Profibus的物理层 DP与FMS均采用RS485传输技术每个网站应提供9针D型连接器作为总线接口 实际有用的只有4根针每个网站9针D型连接器中3号针串连在一起 8号针也串连在一起总线电缆的两端须安装有源终端电阻来保证总线通讯的可靠 Profibus的物理层 电缆的测量网络的检测 分散I O VersaMaxI O 每个NIU最多可带8个模块 分散I O VersaMaxI O VersaMax的ProfibusNIU的LED指示灯 PWR 电源OK 自检通过FAULT 分散I O单元有故障NETWORK 总线通讯正常FORCE 分散I O单元有强制 将来 VersaMax的ProfibusNIU的DIP ModeAddress X100 U Firmware升级 X100 站号的百位数X10 站号的十位数X1 站号的个位数 VersaMaxI O典型配置清单 3块32点输入 2块32点输出 3块继电器输出 须计算电源容量 分散I O VersaMaxI O VersaMax送往PLC的数据格式 PLC送往VersaMax的数据格式 ProfibusMaster PBM300 P S S C A N N E R 系统和通讯指示灯 Profibus9针总线接口Pin8 A Pin3 BPin6 5V Pin5 0V总线在两端必须以如下方式接入终端电阻 1 2 PBM300技术规范 支持所有Profibus总线的波特率 9 6K 19 2K 93 75K 187 5K 500K 1M 3M 6M和12M 支持ProfibusDP V1通讯协议最多支持125个DP从站支持每个从站最多接收244个字节的输出数据和每个从站发送244个字节的输入数据支持Sync和Freeze模式每个PLC最多支持4块PBM200 在硬件配置中添加PBM200模块 1 2 1 用鼠标右击空槽 选择 AddModule 2 在 BusController 中 选择 IC693PBM200 配置PBM200的基本参数 1 1 2 3 4 Slavestatusbitsaddress length 总线上每个从站的通讯状态位 第一位代表从站站号为0的设备的通讯状态位 第二位代表从站站号为1的设备 2 Slavediagnostics Firmwarever 第一个字包含了需要上传故障信息的从站的站号 如果为零 代表当前没有从站含有故障信息 第二个字包含了模块的Firmware版本 该参数的长度可设置为1 则模块Firmware版本就不汇报给CPU了 3 Sync FreezeControlBits 定义用于Sync Freeze命令的数据地址 4 Networksettings 双击此处设置总线的网络参数 见下页 配置网络参数 GeneralTab NetworkTab ParametersTab 1 1 主站 PBM200 的站号 0 125 站号126被保留为测试设备 2 3 2 总线的波特率 9 6K 12M 3 定义总线上是否安装有中继器 在硬件配置内容中添加从站 1 2 3 1 用鼠标右击PBM200模块并选择 Addslave 2 从列表中选择从站设备的类型 3 或者单击 HaveDisk 来搜寻一个新的GSD 设备数据 文件 GSD Revision 1Vendor Name GEFanuc Model Name FieldControlBIU Revision 3 20 Ident Number 0 x0534 Modular Station 1Max Module 17 MaxNumberofI OmodulesconnectedtotheslaveMax Input Len 130 Maxlength maxlengthofInputBufferstransmittedtomodulesMax Output Len 130 Maxlength maxlengthofOutputBufferstransmittedtomodulesMax Data Len 260 ThesumofInputandOutputbufferMax Diag Data Len 9Slave Family 3User Prm Data Len 2User Prm Data 0 x00 0 x01 MotorolaMode toswitchtoIntelchangelastentry0 x01to0 x00 Module IC670PBI001ProfibusBIUSlot0 0 x31EndModuleModule IC670MDL643 5 12VDC In 16pt 0 x50EndModuleModule IC670MDL640 24VDC In 16pt 0 x50EndModule 从站的识别码 ID 从站设备制造商定义的参数 Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0 Byte word 01 input10 output11 input output 00 16 数据长度 模块I O类型编码 典型GSD文件分析 添加从站 1 2 3 1 选择从站站号 0 125 2 从列表中选择该从站的模块配置 3 定义该模块加入哪个组 参与Sync Freeze操作 总线上共有8个组 每个从站可加入其中的多个组 为每个从站的I O模块分配地址 从站设备 每个从站设备的I O模块 为从站设备的每个I O模块分配地址 分配从站的I O地址 1 2 1 定义每个从站设备的I O模块的数据长度和地址 2 定义I O模块的数据是否进行高低字节交换 如果模块类型是Digital且模块的字节数是奇数 则该功能被禁止 从站的Sync Freeze操作 Sync命令被用来控制一个从站的输出与另一个从站的输出保持同步 当一个从站收到一个Sync命令后 它暂时保留 不向模块输出 最后收到的输出数据 直到收到第二个Sync命令后 输出数据才被用于刷新模块Freeze命令被用来控制一个从站的输入与另一个从站的输入保持同步 当一个从站收到Freeze命令后 该从站不接收新的输入信号 直到收到第二个Freeze命令后 输入信号才被输入模块接受并汇报给主站 1 定义从站加入哪个Sync Freeze组 见Page8 2 使用Sync Freeze数据命令 参见Page5 bit16 bit15 bit14 bit13 bit12 bit11 bit10 bit9 bit5 bit6 bit7 bit8 bit1 bit2 bit3 bit4 组号 0 x04 Unfreeze0 x08 Freeze0 x10 Unsync0 x20 Sync 翻转该位 0 1或1 0 以触发Sync Freeze命令被发送给从站 PBM200的LED指灯 在PBM200及其从站被组态之前的LED状态 在PBM200及其从站被组态之后的LED状态 GEFanucPLC现场总线通讯 总线通讯的三种类型 用于设备级控制系统和分散I O ProfibusDeviceNetGenuis DeviceNet现场总线 四芯传输电缆所有站的收发电路由总线电缆统一供电 主从模式和对等模式采用冲突检测 总线仲裁技术实现介质访问控制每个数据帧的起始位之后是一个11位的仲裁数据仲裁数据由数据帧类型 站号等组成 DeviceNet协议内容 建立I O数据交换的连接 connection 主站轮循从站 Polling主站触发访问从站 Strobe从站逢变则报 ChangeofState DeviceNet通讯概述 DeviceNet是由Allen Bradley公司 Rockwell自动化 开发的一种基于CAN ControllerAreaNetwork 的开放的现场总线标准 DeviceNet具有低成本 高性能的通讯特点 目前已成为底层现场总线标准之一 在DeviceNet现场总线体系中属于设备级的总线协议 在协议的分层结构中 它只包括ISO开放系统七层模型结构中三层 即物理层 数据链路层和应用层 DeviceNet的Master模块 DeviceNetMaster模块通过DeviceNet网络最多可以连接63个Slave模块 通过9针的串口来对模