模拟量控制和通信

1、编程器存储器系统程序用户程序数据I/O扩展接口I/O扩展单元外部设备接口输入接口CPU输出接口电源计算机磁带机打印机条码扫描仪.触头按钮行程开关.电磁线圈指示灯电磁阀输出设备Date:yyyy-M-d Page: 1三菱三菱FX2N系列系列PLC应用技术应用技术Date:yyyy-M-d Page: 2第六章第六章 模拟量控制和通信模拟量控制和通信6.1 6.1 模拟量控制及其应用模拟量控制及其应用 6.1.1 基础知识：基础知识：FX2N-2AD模拟量输入模块模拟量输入模块 6.1.2 基础知识：基础知识：FX2N-4AD模拟量输入模块模拟量输入模块 6.2 FX2N 6.2 FX2N联网通

2、信联网通信6.2.1 基础知识：串行通信接口标准基础知识：串行通信接口标准6.2.2 应用实例：应用实例：FX2N系列系列PLC的的N:N网络设置网络设置 6.2.3 应用实例：应用实例：FX2N系列系列PLC的的N:N联网编程实例联网编程实例6.1.3 基础知识：外部设备基础知识：外部设备BFM读出读出/写入指令写入指令6.1.4 应用实例：液压折板机压板的同步控制应用实例：液压折板机压板的同步控制 Date:yyyy-M-d Page: 3第六章第六章 模拟量控制和通信模拟量控制和通信6.1 模拟量控制及其应用模拟量控制及其应用 6.1.1 FX2N-2AD模拟量输入模块模拟量输入模块 1

3、FX2N-2AD概述概述 FX2N-2AD FX2N-2AD模块将接收的模块将接收的2 2点模拟输入（电压输入和电流输入）转换成点模拟输入（电压输入和电流输入）转换成1212位二进位二进制的数字量，并以补码的形式存于制的数字量，并以补码的形式存于1616位数据寄存器中，数值范围是位数据寄存器中，数值范围是-2048 -2048 +2047+2047。项项 目目电压输入电压输入电流输入电流输入电压或电流输入的选择基于对输入端子的选择，一次可同时使用电压或电流输入的选择基于对输入端子的选择，一次可同时使用2个输入点个输入点模拟输模拟输入范围入范围DC 010V，DC05V（输入阻抗（输入阻抗200

4、k）注意：如果输入电压超过注意：如果输入电压超过-0.5V，+15V时，时，单元会被损坏单元会被损坏DC 420mA（输入阻抗（输入阻抗250）注意：如果输入电流超过注意：如果输入电流超过-2mA，+60mA时，单元会被损坏时，单元会被损坏数字输出数字输出12位位分辨率分辨率2.5mV（10V/4000），），1.25mV（5V/4000）4A总体精度总体精度1%（全范围（全范围010V）1%（全范围（全范围420mA）处理时间处理时间2.5ms/2.5ms/通道通道Date:yyyy-M-d Page: 4第六章第六章 模拟量控制和通信模拟量控制和通信6.1 模拟量控制及其应用模拟量控制及其

5、应用 2接线接线 （1 1）模拟输入信号采用双绞屏蔽电缆与）模拟输入信号采用双绞屏蔽电缆与FX2N-2ADFX2N-2AD连接，电缆应远离电源线或其他可能连接，电缆应远离电源线或其他可能产生电气干扰的导线。产生电气干扰的导线。 （2 2）如果输入有电压波动，）如果输入有电压波动，或在外部接线中有电气干扰，或在外部接线中有电气干扰，可以接一个可以接一个0.10.10.470.47F F（25V25V）的电容。的电容。 （3 3）如果是电流输入，应）如果是电流输入，应将端子将端子VINVIN和和IINIIN连接。连接。 （4 4）FX2N-2ADFX2N-2AD接地端与接地端与PLCPLC主单元接

6、地端连接，如果存在过主单元接地端连接，如果存在过多的电气干扰，再将外壳地端和多的电气干扰，再将外壳地端和FX2N-2ADFX2N-2AD接地端连接。接地端连接。Date:yyyy-M-d Page: 5第六章第六章 模拟量控制和通信模拟量控制和通信6.1 模拟量控制及其应用模拟量控制及其应用 3缓冲存储器（缓冲存储器（BMF）分配）分配 FX2N-2AD FX2N-2AD模拟量模块内部有一个数据缓冲存储器（模拟量模块内部有一个数据缓冲存储器（BMFBMF）区，它由）区，它由3232个个1616位的寄存器组成，编号为位的寄存器组成，编号为BFM #0BFM #0#31#31，数据缓冲寄存器区的内

7、容可以通过，数据缓冲寄存器区的内容可以通过PLCPLC的的FROMFROM和和TOTO指令来读、写。指令来读、写。 BMF#0BMF#0：由：由BMF#17BMF#17（低（低8 8位数据）指定的通道的输入数据当前值被存储。当前值位数据）指定的通道的输入数据当前值被存储。当前值数据以二进制形式存储。数据以二进制形式存储。 BMF#1BMF#1：输入数据当前值（高端：输入数据当前值（高端4 4位数据）被存储。当前值数据以二进制形式存储。位数据）被存储。当前值数据以二进制形式存储。 BMF#17BMF#17：b0b0为为0 0，表示选择模拟输入通道，表示选择模拟输入通道1 1；b0b0为为1 1，

8、表示选择模拟输入通道，表示选择模拟输入通道2 2；b1b1从从0 0到到1 1，启动，启动A/DA/D转换。转换。 Date:yyyy-M-d Page: 6第六章第六章 模拟量控制和通信模拟量控制和通信6.1 模拟量控制及其应用模拟量控制及其应用 6.1.2 FX2N-4AD模拟量输入模块模拟量输入模块1FX2N-4AD概述概述 FX2N-4AD FX2N-4AD模块为模块为4 4通道通道1212位位A/DA/D转换模块。它将接收的模拟信号转换成转换模块。它将接收的模拟信号转换成1212位二进制的数字量，并以补码的形式存于位二进制的数字量，并以补码的形式存于1616位数据寄存器中，数值范围位

9、数据寄存器中，数值范围是是-2048 -2048 +2047+2047。 项项 目目电压输入电压输入电流输入电流输入电压或电流输入的选择基于对输入端子的选择，一次可同时使用电压或电流输入的选择基于对输入端子的选择，一次可同时使用4个输入点个输入点模拟输模拟输入范围入范围DC-1010V（输入阻抗（输入阻抗200k）注意：如果输入电压超过注意：如果输入电压超过15V时，单元时，单元会被损坏会被损坏DC -2020mA（输入阻抗（输入阻抗250）注意：如果输入电流超过注意：如果输入电流超过32mA时，单元会被损坏时，单元会被损坏数字输出数字输出12位位分辨率分辨率5mV（10V默认范围：默认范围：

10、1/2000）20A（20mA默认范围：默认范围：1/1000）总体精度总体精度1%（对于（对于-1010V的范围）的范围）1%（对于（对于-2020mA的范围）的范围）处理时间处理时间15ms/通道（常速），通道（常速），6ms/通道（高速）通道（高速）Date:yyyy-M-d Page: 7第六章第六章 模拟量控制和通信模拟量控制和通信6.1 模拟量控制及其应用模拟量控制及其应用 2接线接线 （1 1）模拟输入信号采用双绞屏蔽电）模拟输入信号采用双绞屏蔽电缆与缆与FX2N-4ADFX2N-4AD连接，电缆应远离电源线连接，电缆应远离电源线或其他可能产生电气干扰的导线。或其他可能产生电气干

11、扰的导线。 （2 2）如果输入有电压波动，或在外）如果输入有电压波动，或在外部接线中有电气干扰，可以接一个部接线中有电气干扰，可以接一个0.10.10.470.47F F（25V25V）的电容。）的电容。 （3 3）如果是电流输入，应将端子）如果是电流输入，应将端子V+V+和和I+I+连接。连接。 （4 4）如果存在过多的电气干扰，需）如果存在过多的电气干扰，需将电缆屏蔽层与将电缆屏蔽层与FGFG端连接，并连接到端连接，并连接到FX2N-4ADFX2N-4AD的接地端。的接地端。 （5 5）连接）连接FX2N-4ADFX2N-4AD接地端与接地端与PLCPLC主单主单元接地端连接，若可行，在主

12、单元使用元接地端连接，若可行，在主单元使用3 3级接地。级接地。Date:yyyy-M-d Page: 8第六章第六章 模拟量控制和通信模拟量控制和通信6.1 模拟量控制及其应用模拟量控制及其应用 3 3BMF分配分配BFMBFM内容内容说明说明* *#0#0通道初始化，默认值通道初始化，默认值=H0000=H0000 带带* *号的号的BFMBFM可以使可以使用用TOTO指令从指令从PLCPLC写入写入 不带不带* *号的号的BFMBFM可以可以使用使用FROMFROM指令从指令从PLCPLC读出读出 在从模拟特殊功能在从模拟特殊功能模块读出数据之前，确模块读出数据之前，确保这些设置已经送入

13、模保这些设置已经送入模拟特殊功能模块中，否拟特殊功能模块中，否则，将使用模块里面以则，将使用模块里面以前保存的数值前保存的数值 BFMBFM提供了利用软件提供了利用软件调整偏移和增益的手段调整偏移和增益的手段 偏移（截距）：当偏移（截距）：当数字输出为数字输出为0 0时的模拟量时的模拟量输入值输入值 增益（斜率）：当增益（斜率）：当数字输出为数字输出为+1000+1000时的模时的模拟量输入值拟量输入值* *#1#1通道通道1 1包含采样数（包含采样数（1 140964096），用于得到平均结果），用于得到平均结果默认值设为默认值设为8 8正常速度正常速度高速操作可选择高速操作可选择1 1*

14、*#2#2通道通道2 2* *#3#3通道通道3 3* *#4#4通道通道4 4#5#5通道通道1 1这些缓冲区包含采样数的平均输入值；这些这些缓冲区包含采样数的平均输入值；这些采样数是分别输入在采样数是分别输入在#1#1#4#4缓冲区中的通道缓冲区中的通道数据数据#6#6通道通道2 2#7#7通道通道3 3#8#8通道通道4 4#9#9通道通道1 1这些缓冲区包含每个输入通道读入的当前值这些缓冲区包含每个输入通道读入的当前值#10#10通道通道2 2#11#11通道通道3 3#12#12通道通道4 4#13#13、1414保留保留Date:yyyy-M-d Page: 9第六章第六章 模拟量

15、控制和通信模拟量控制和通信BFMBFM内容内容说明说明#15#15选择选择A/DA/D转转化速度化速度如设为如设为0 0，则选择正常速度，则选择正常速度，15ms/15ms/通道（默认）通道（默认）如设为如设为1 1，则选择高速，则选择高速6 ms/6 ms/通道通道#16#16#19#19保留保留BFMBFMb7b7、b6b6、b5b5、b4b4、b3b3、b2b2、b1b1、b0b0* *#20#20复位到默认值和预设，默认值复位到默认值和预设，默认值=0=0* *#21#21禁止调整偏移、增益值，默认值禁止调整偏移、增益值，默认值= =（0 0、1 1）允许）允许* *#22#22偏移、

16、增益调整偏移、增益调整 G4O4G4O4、G3O3G3O3、G2O2G2O2、G1O1G1O1* *#23#23偏移值偏移值 默认值默认值=0=0* *#24#24增益值增益值 默认值默认值=5=5、000000#25#25#28#28保留保留#29#29错误状态错误状态#30#30识别码识别码K2010K2010#31#31禁用禁用3 3BMF分配分配（续表）（续表）6.1 模拟量控制及其应用模拟量控制及其应用 Date:yyyy-M-d Page: 10第六章第六章 模拟量控制和通信模拟量控制和通信6.1 模拟量控制及其应用模拟量控制及其应用 （1 1）、通道选择）、通道选择 通道的初始化

17、由通道的初始化由BFM#0BFM#0中的中的4 4位十六进制数位十六进制数H H控制，最低位数字控制，最低位数字控制通道控制通道1 1，最高位数字控制通道，最高位数字控制通道4 4，数字的含义如下：，数字的含义如下：=0：预设范围：预设范围（-1010V）； =1=1：预设范围：预设范围（420mA）； =2=2：预设范围：预设范围（-2020mA）； =3=3：通道关闭：通道关闭OFF 例：例：H3210 CH1：预设范围（：预设范围（-1010V）；CH2：预设范围（：预设范围（420mA）；）；CH3：预设范围（：预设范围（-2020mA）；）；CH4：通道关闭（：通道关闭（OFF） D

18、ate:yyyy-M-d Page: 11第六章第六章 模拟量控制和通信模拟量控制和通信6.1 模拟量控制及其应用模拟量控制及其应用 （2 2）模拟到数字转换速度的改变）模拟到数字转换速度的改变 在在FX2N-4AD的的BFM#15中写入中写入0或或1，可以改变，可以改变A/D转换的速度，转换的速度，不过要注意下列几点：不过要注意下列几点： 为保持高速转换率，尽可为保持高速转换率，尽可能少使用能少使用FROM/TO指令。指令。 当改变了转换速度后，当改变了转换速度后，BFM#1#4将立即设置到默认值，将立即设置到默认值，这一操作将不考虑它们原有的数值。这一操作将不考虑它们原有的数值。如果速度改

19、变作为正常程序执行的如果速度改变作为正常程序执行的一部分时，请记住此点。一部分时，请记住此点。 （3 3）调整增益和偏移值）调整增益和偏移值 通过将通过将BFM#20BFM#20设为设为K1K1，将其激，将其激活后，包括模拟特殊功能模块在内的所活后，包括模拟特殊功能模块在内的所有设置将复位成默认值，对于消除不希有设置将复位成默认值，对于消除不希望的增益望的增益/ /偏移调整，这是一种快速的偏移调整，这是一种快速的方法；方法； 如果如果BFM#21BFM#21的（的（b1b1，b0b0）设为（）设为（1 1，0 0），增益），增益/ /偏移的调整将被禁止，以防偏移的调整将被禁止，以防止操作者不正

20、确的改动，若需要改变增止操作者不正确的改动，若需要改变增益益/ /偏移，（偏移，（b1b1，b0b0）必须设为（）必须设为（0 0，1 1），默认值是（），默认值是（0 0，1 1）。）。Date:yyyy-M-d Page: 12第六章第六章 模拟量控制和通信模拟量控制和通信 BFM#23 BFM#23和和BFM#24BFM#24的增益的增益/ /偏偏移量被传送进指定输入通道增益移量被传送进指定输入通道增益/ /偏偏移的稳定寄存器，待调整的输入通移的稳定寄存器，待调整的输入通道可以由道可以由BFM#22BFM#22适当的适当的G-OG-O（增益（增益- -偏移）位来指定；偏移）位来指定； 对

21、于具有相同增益对于具有相同增益/ /偏移量偏移量的通道，可以单独或一起调整；的通道，可以单独或一起调整； BFM#23 BFM#23和和BFM#24BFM#24中的增益中的增益/ /偏偏移量的单位是移量的单位是mVmV或或A A，由于单元的，由于单元的分辨率的限制，实际的响应将以分辨率的限制，实际的响应将以5mV5mV或或2020A A为最小刻度。为最小刻度。（4 4）状态信息）状态信息 BFM#29BFM#29为为FX2N-4ADFX2N-4AD运行正常与运行正常与否的信息否的信息 BFM#29BFM#29的位设备的位设备ONONOFFOFFb0b0：错误：错误b1b1b4b4中任何一中任何

22、一个为个为ONON；如果如果b2b2b4b4中任何一个为中任何一个为ONON，所有通道的所有通道的A/DA/D转换转换停止停止无错误无错误b1b1：偏移：偏移/ /增益错误增益错误在在EEPROMEEPROM中的偏移中的偏移/ /增益数据不正常或增益数据不正常或者调整错误者调整错误偏移偏移/ /增益正常增益正常b2b2：电源故障：电源故障DC24VDC24V电源故障电源故障电源正常电源正常b3b3：硬件错误：硬件错误A/DA/D转换器或其他硬转换器或其他硬件故障件故障硬件正常硬件正常b10b10：数字范围错误：数字范围错误数字输出值小于数字输出值小于- -20482048或大于或大于+2047

23、+2047数字输出值正常数字输出值正常b11b11：平均采用错误：平均采用错误平均值采样不小于平均值采样不小于40974097，或者不大于，或者不大于0 0（使用默认值（使用默认值8 8）平均正常（在平均正常（在1 140974097之间）之间）b12b12：偏移：偏移/ /增益调整增益调整禁止禁止禁止禁止BFM#21BFM#21的（的（b1b1、b0b0）设为（）设为（1 1、0 0）允许允许BFM#21BFM#21的的（b1b1、b0b0）设为）设为（1 1、0 0）6.1 模拟量控制及其应用模拟量控制及其应用 Date:yyyy-M-d Page: 13第六章第六章 模拟量控制和通信模拟

24、量控制和通信（5 5）BFM#30BFM#30识别码识别码 FX2N-4ADFX2N-4AD的识别码为的识别码为K2010K2010。在传输。在传输/ /接收数据之前，可以使用接收数据之前，可以使用FROMFROM指令指令读出特殊功能模块的识别码（或读出特殊功能模块的识别码（或IDID），以确认正在对此特殊功能模块进行操），以确认正在对此特殊功能模块进行操作。作。 （6 6）注意事项）注意事项 BFM#0 BFM#0、BFM#23BFM#23和和BFM#24BFM#24的值将复制到的值将复制到FX2N-4ADFX2N-4AD的的EEPROMEEPROM中。只有数中。只有数据写入增益据写入增益/

25、 /偏移命令缓冲偏移命令缓冲BFM#22BFM#22中时才复制中时才复制BFM#21BFM#21和和BFM#22BFM#22。同样，。同样，BFM#20BFM#20也可以写入也可以写入EEPROMEEPROM中。中。EEPROMEEPROM的使用寿命大约是的使用寿命大约是1000010000次（改变），因此不要次（改变），因此不要使用程序频繁地修改这些使用程序频繁地修改这些BFMBFM。 写入写入EEPROMEEPROM需要需要30ms30ms左右的延时，因此，在第二次写入左右的延时，因此，在第二次写入EEPROMEEPROM之前，之前，需要使用延时器。需要使用延时器。6.1 模拟量控制及其应

26、用模拟量控制及其应用 Date:yyyy-M-d Page: 14第六章第六章 模拟量控制和通信模拟量控制和通信4 4增益和偏移增益和偏移大增益大增益 读取数字值间隔小读取数字值间隔小 增益决定了校正线的角度或者斜率，增益决定了校正线的角度或者斜率，由数字值由数字值10001000标识。标识。小增益小增益 读取数字值间隔大读取数字值间隔大零增益零增益 默认：默认：5V5V或或20Ma20Ma正偏移正偏移 数字值为数字值为0 0时模拟值为正时模拟值为正偏移是校正线的偏移是校正线的“位置位置”，由数字值，由数字值0 0标识。标识。负偏移负偏移 数字值为数字值为0 0时模拟值为负时模拟值为负零偏移零

27、偏移 数字值等于数字值等于0 0时模拟值等于时模拟值等于0 06.1 模拟量控制及其应用模拟量控制及其应用 Date:yyyy-M-d Page: 15第六章第六章 模拟量控制和通信模拟量控制和通信6.1.3基础知识：外部设备基础知识：外部设备BFM读出读出/写入指令写入指令1 1特殊功能模块的特殊功能模块的BFMBFM读出读出 FROMFROM指令用于从特麻单元缓冲存指令用于从特麻单元缓冲存储器（储器（BFMBFM）中读入数据）中读入数据 2 2特殊功能模块的特殊功能模块的BFMBFM写入写入 TO TO指令用于殊可编程序控制器指令用于殊可编程序控制器向特殊单元缓冲存储器（向特殊单元缓冲存储

28、器（BFMBFM）写入）写入数据数据 6.1 模拟量控制及其应用模拟量控制及其应用 Date:yyyy-M-d Page: 16第六章第六章 模拟量控制和通信模拟量控制和通信3 3FROM,TOFROM,TO指令的操作数的处理说明指令的操作数的处理说明（1 1） m1m1特殊功能模块的模块号码特殊功能模块的模块号码 模块号从接在下模块号从接在下X2NX2N基本单元右边扩展总线上的特殊功能模块从最靠近基本单基本单元右边扩展总线上的特殊功能模块从最靠近基本单元的那一个开始顺次编为元的那一个开始顺次编为0 0 7 7号。号。（2 2） m2:m2:缓冲存储器（缓冲存储器（BFMBFM）号码）号码 特

29、殊功能模块中内藏了特殊功能模块中内藏了3232点点1616位位RAMRAM存储器，即缓冲存储器。缓冲存储器号为存储器，即缓冲存储器。缓冲存储器号为#0#0#32 #32 （3 3） n:n:待传送数据的字数待传送数据的字数 1616位指令的位指令的n=2n=2和和3232位指令的位指令的n=1n=1为相同含义。为相同含义。（4 4）特殊辅助继电器）特殊辅助继电器M8028M8028的作用的作用 DM8028 =OFF DM8028 =OFF时，时，FROMFROM、TOTO指令执行时自动进入中断禁止状态，输入中断或定指令执行时自动进入中断禁止状态，输入中断或定时器中断将不能执行。时器中断将不能

30、执行。 6.1 模拟量控制及其应用模拟量控制及其应用 Date:yyyy-M-d Page: 17第六章第六章 模拟量控制和通信模拟量控制和通信6.1.4 应用实例：液压折板机压板的同步控制应用实例：液压折板机压板的同步控制 现在有一个液压折板机，需要执现在有一个液压折板机，需要执行压板的同步控制，其系统原理如图行压板的同步控制，其系统原理如图所示。液压缸所示。液压缸A A为主动缸，液压缸为主动缸，液压缸B B为为从动缸，由电磁换向阀控制从动缸，由电磁换向阀控制A A缸的运缸的运动方向，单向节流阀调节其运动速度。动方向，单向节流阀调节其运动速度。位置传感器（滑杆电阻）位置传感器（滑杆电阻）1

31、1、2 2用以检用以检测液压缸测液压缸A A和液压缸和液压缸B B的位置，其输出的位置，其输出范围是范围是-10V+10V-10V+10V。当两者的位置存。当两者的位置存在差别时，伺服放大器输出相应的电在差别时，伺服放大器输出相应的电流，驱动电液伺服阀，使液压缸流，驱动电液伺服阀，使液压缸B B产产生相应的运动，从而达到同步控制的生相应的运动，从而达到同步控制的目的。目的。 6.1 模拟量控制及其应用模拟量控制及其应用 Date:yyyy-M-d Page: 18第六章第六章 模拟量控制和通信模拟量控制和通信 本题中，要求伺服放大器的功能由本题中，要求伺服放大器的功能由PLCPLC、特殊功能模

32、块、特殊功能模块4AD4AD组成的系统来实现，组成的系统来实现，试设计试设计PLCPLC程序。程序。 （1 1）模块的安装连接。两个传感器）模块的安装连接。两个传感器1 1和和2 2的输入信号分别用双绞线连接到特殊功的输入信号分别用双绞线连接到特殊功能模块能模块4AD4AD的的CHICHI、CH2CH2相应的端子上。相应的端子上。（2 2）初始参数的设定）初始参数的设定 通道选择。由于本题中通道选择。由于本题中CHICHI、CH2CH2的输入全部在的输入全部在-10V-10V+10 V, CH3+10 V, CH3、CH4CH4暂不暂不使用，所以根据表使用，所以根据表6-3, BFM#06-3

33、, BFM#0单元的设置应该是单元的设置应该是H3300H3300。 模模/ /数转换速度的选择。可以通过对数转换速度的选择。可以通过对BFM #15BFM #15写入写入0 0或或1 1来迸行选择，输入来迸行选择，输入0 0选选择低速择低速; ;输入输入1 1选择高速。本题输入选择高速。本题输入1 1即选择高速。即选择高速。 调整增益和偏移量。由题意可知，本题不需要调整偏移量，增益瘴设定调整增益和偏移量。由题意可知，本题不需要调整偏移量，增益瘴设定为为.K2500.K2500（2.5 V2.5 V）。）。6.1 模拟量控制及其应用模拟量控制及其应用 Date:yyyy-M-d Page: 1

34、9第六章第六章 模拟量控制和通信模拟量控制和通信（3 3）梯形图。此程序的梯形图由三部分组成）梯形图。此程序的梯形图由三部分组成: :初始化程序初始化程序 6.1 模拟量控制及其应用模拟量控制及其应用 Date:yyyy-M-d Page: 20第六章第六章 模拟量控制和通信模拟量控制和通信调整程序调整程序 6.1 模拟量控制及其应用模拟量控制及其应用 Date:yyyy-M-d Page: 21第六章第六章 模拟量控制和通信模拟量控制和通信控制程序控制程序 6.1 模拟量控制及其应用模拟量控制及其应用 Date:yyyy-M-d Page: 22第六章第六章 模拟量控制和通信模拟量控制和通信

35、6.2 FX2N联网通信联网通信6.2.1 基础知识：串行通信及接口标准基础知识：串行通信及接口标准1 1串行通信的基本知识串行通信的基本知识通信的基本方式可分为并行通信与串行通信两种方式。通信的基本方式可分为并行通信与串行通信两种方式。 并行通信是指数据的各个位同时进行传输的一种通信方式。并行通信是指数据的各个位同时进行传输的一种通信方式。 串行通信是指数据一位一位地传输的方式。串行通信是指数据一位一位地传输的方式。 串行通信主要有两种类型：异步通信和同步通信。串行通信主要有两种类型：异步通信和同步通信。 异步通信是把一个字符看作一个独立的信息单元，字符开始出现在数据流异步通信是把一个字符看

36、作一个独立的信息单元，字符开始出现在数据流的相对时间是任意的，每一个字符中的各位以固定的时间传送。的相对时间是任意的，每一个字符中的各位以固定的时间传送。 串行通信的连接方式单工方式、半双工方式、全双工方式有三种。串行通信的连接方式单工方式、半双工方式、全双工方式有三种。 Date:yyyy-M-d Page: 23第六章第六章 模拟量控制和通信模拟量控制和通信2 2RS-232C串行接口标准串行接口标准 RS-232C是是1969年由美国电子工业协会年由美国电子工业协会（Electronic Industrial Association，EIA）公布的串行通信接口标准。公布的串行通信接口标准

37、。 “RS”是英文是英文“推荐标准推荐标准”一词的缩写，一词的缩写，“232”是标志号，是标志号，“C”表示此标准表示此标准修改的次数。修改的次数。RS-232C既是一种协议标准，又是一种电气标准，它规定了终端和既是一种协议标准，又是一种电气标准，它规定了终端和通信设备之间信息交换的方式和功能。通信设备之间信息交换的方式和功能。 RS-232是全双工传输模式，可以独立发送数据（是全双工传输模式，可以独立发送数据（TXD）及接收数据（）及接收数据（RXD） 6.2 FX2N联网通信联网通信Date:yyyy-M-d Page: 24第六章第六章 模拟量控制和通信模拟量控制和通信RS-232接口标

38、准的不足之处如下：接口标准的不足之处如下：（1 1）接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片。）接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片。（2 2）传输速率较低，在异步传输时，波特率为）传输速率较低，在异步传输时，波特率为20kb/s20kb/s。 （3 3）接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式，这种）接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式，这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰能力差，随波特率增高其抗干扰共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰能力差，随波特率增高其抗干扰的能力会成倍下降。的能力会成倍下降。（4 4）传输距离有限。）传输距离有限。

39、RS-232连接线的长度不可超过连接线的长度不可超过50ft（1ft=0.3048m）或电容值不可超过或电容值不可超过2500pF。如果以电容值为标准，一般连接线典型电容值为。如果以电容值为标准，一般连接线典型电容值为17pF/ft，则容许的，则容许的连接线长约连接线长约44m。如果是有屏蔽的连接线，则它的容许长度会更长。在有干。如果是有屏蔽的连接线，则它的容许长度会更长。在有干扰的环境下，连接线的容许长度会减少。扰的环境下，连接线的容许长度会减少。6.2 FX2N联网通信联网通信Date:yyyy-M-d Page: 25第六章第六章 模拟量控制和通信模拟量控制和通信3RS-422A串行接口

40、标准串行接口标准 RS-422A采用平衡驱动、差分接收电路如图所示，从根本上取消了信采用平衡驱动、差分接收电路如图所示，从根本上取消了信号地线。平衡驱动器相当于两个单端驱动器，其输入信号相同，两个输出号地线。平衡驱动器相当于两个单端驱动器，其输入信号相同，两个输出信号互为反相信号，图中的小圆圈表示反相。信号互为反相信号，图中的小圆圈表示反相。 RS-422A在最大传输速率（在最大传输速率（10Mb/s）时，允许的最大通信距离为）时，允许的最大通信距离为12m。传输速率为传输速率为100kb/s时，最大通信距离为时，最大通信距离为1200m。一台驱动器可以连接。一台驱动器可以连接10台台接收器。

41、接收器。 6.2 FX2N联网通信联网通信Date:yyyy-M-d Page: 26第六章第六章 模拟量控制和通信模拟量控制和通信4RS-485串行接口标准串行接口标准 由于由于RS-485是从是从RS-422基础上发展而来的，基础上发展而来的，所以所以RS-485许多电气规定许多电气规定与与RS-422相仿，如都采用相仿，如都采用平衡传输方式，都需要在平衡传输方式，都需要在传输线上接终端电阻。传输线上接终端电阻。RS-485可以采用二线四线可以采用二线四线方式。二线制可实现真正方式。二线制可实现真正的多点双向通信，其中的的多点双向通信，其中的使能信号控制数据的发送使能信号控制数据的发送或接

42、收，或接收， RS-485（两线）的多点双向通信接线图（两线）的多点双向通信接线图 6.2 FX2N联网通信联网通信Date:yyyy-M-d Page: 27第六章第六章 模拟量控制和通信模拟量控制和通信 RS-485的电气特性是，逻辑的电气特性是，逻辑“1”表示两线间的电压差为表示两线间的电压差为26V，逻辑逻辑“0”表示两线间的电压差为表示两线间的电压差为-2-6V；RS-485的数据最高传输的数据最高传输速率为速率为10Mb/s；RS-485接口采接口采用平衡驱动器和差分接收器的组用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干扰能力强；它的最合，抗共模干扰能力强；它的最大传输距离标准值为大传

43、输距离标准值为4000ft（1219.2m），实际上可达），实际上可达3000m。 RS-485接口在总线上允许连接多接口在总线上允许连接多大大128个收发器，个收发器， RS-485接口均采用屏接口均采用屏蔽双绞线传输蔽双绞线传输 RS-485RS-485（两线）的多点双向通信接脚说明（两线）的多点双向通信接脚说明接脚号接脚号接脚名接脚名说说 明明1RX-数据接收或发送信数据接收或发送信号线号线A2RX+数据接收或发送信数据接收或发送信号线号线B3GND接地信号线接地信号线6.2 FX2N联网通信联网通信Date:yyyy-M-d Page: 28第六章第六章 模拟量控制和通信模拟量控制和通

44、信5RS-422A和和RS-485及其应用及其应用 RS-485与与RS-422A的不同点：的不同点：RS-422A为全双工通信方式，为全双工通信方式，RS-485为半双工为半双工通信方式；通信方式；RS-422A采用两对平衡差分信号线，而采用两对平衡差分信号线，而RS-485 只需其中一对平衡差分只需其中一对平衡差分信号线。信号线。RS-485对于多站互联的应用是十分方便的，这是它的明显优点。在点对对于多站互联的应用是十分方便的，这是它的明显优点。在点对点远程通信时，其电气连线如图所示，这个电路可以构成点远程通信时，其电气连线如图所示，这个电路可以构成RS-422A串行接口（按串行接口（按图

45、中虚线连接），也可以构成图中虚线连接），也可以构成RS-485接口（按图中实线连接）。接口（按图中实线连接）。 6.2 FX2N联网通信联网通信Date:yyyy-M-d Page: 29第六章第六章 模拟量控制和通信模拟量控制和通信 6计算机、计算机、PLC、变频器及触、变频器及触摸屏间的通信口及通信线摸屏间的通信口及通信线 （1 1）计算机目前采用）计算机目前采用RS-RS-232232通信口通信口 （2 2）三菱）三菱FXFX系列系列PLCPLC目前采目前采用用RS-422RS-422通信口通信口 （3 3）三菱）三菱FRFR变频器采用变频器采用RS-RS-422422通信口通信口 （4

46、 4）F940GOTF940GOT触摸屏有两个触摸屏有两个通信口，一个采用通信口，一个采用RS-232RS-232；另；另一个采用一个采用RS-422/485.RS-422/485.6.2 FX2N联网通信联网通信Date:yyyy-M-d Page: 30第六章第六章 模拟量控制和通信模拟量控制和通信6.2.2 应用实例：应用实例：FX2N系列系列PLC的的N:N网络设置网络设置 FX2N系列系列PLC的的N:N网络支持以一台网络支持以一台PLC作为主站，进行网络控制，最作为主站，进行网络控制，最多可连接多可连接7个从站。通过个从站。通过RS485通信板进行连接。通信板进行连接。N:N网络的

47、辅助继电器均为网络的辅助继电器均为只读属性，其分配地址与功能如表所示。只读属性，其分配地址与功能如表所示。 辅助继电器辅助继电器名称名称内容内容操作数操作数M8038N:N网络参数设定网络参数设定用于设定网络参数用于设定网络参数主站、从站主站、从站M8183主站数据通信顺序错误主站数据通信顺序错误当主站通信错误时置当主站通信错误时置1从站从站M8184M8190从站数据通信顺序错误从站数据通信顺序错误当从站通信错误时置当从站通信错误时置1主站、从站主站、从站M8191数据通信数据通信当通信进行时置当通信进行时置1主站、从站主站、从站6.2 FX2N联网通信联网通信Date:yyyy-M-d P

48、age: 31第六章第六章 模拟量控制和通信模拟量控制和通信N:N网络的寄存器功能分配地址与功能如表所示网络的寄存器功能分配地址与功能如表所示 辅助寄存器辅助寄存器名称名称内容内容属性属性操作数操作数D 8173站号设置状态站号设置状态保存站号设置状态保存站号设置状态只读只读主站、从站主站、从站D 8174从站设置状态从站设置状态保存从站设置状态保存从站设置状态只读只读主站、从站主站、从站D 8175刷新设置状态刷新设置状态保存刷新设置状态保存刷新设置状态只读只读主站、从站主站、从站D8176站号设置站号设置设置站号设置站号只写只写主站、从站主站、从站D 8177从站号设置从站号设置设置从站号

49、设置从站号只写只写主站主站D 8178刷新设置刷新设置设置刷新次数设置刷新次数只写只写主站主站D 8179重试次数重试次数设置重试次数设置重试次数读写读写主站主站D 8180看门狗定时看门狗定时设置看门狗时间设置看门狗时间读写读写主站主站D8201当前链接扫描时间当前链接扫描时间保存当前链接扫描时间保存当前链接扫描时间只读只读主站、从站主站、从站D8202最大链接扫描时间最大链接扫描时间保存最大链接扫描时间保存最大链接扫描时间只读只读主站、从站主站、从站D8203主站数据传送顺序错误计数主站数据传送顺序错误计数主站数据传送顺序错误计数主站数据传送顺序错误计数只读只读从站从站D8204D8210

50、从站数据传送顺序错误计数从站数据传送顺序错误计数从站数据传送顺序错误计数从站数据传送顺序错误计数只读只读主站、从站主站、从站D8211主站传送错误代号主站传送错误代号主站传送错误代号主站传送错误代号只读只读从站从站D8212D8218从站传送错误代号从站传送错误代号从站传送错误代号从站传送错误代号只读只读主站、从站主站、从站6.2 FX2N联网通信联网通信Date:yyyy-M-d Page: 32第六章第六章 模拟量控制和通信模拟量控制和通信 在特殊寄存器在特殊寄存器D8176中可以设置为中可以设置为0表示主站，设置表示主站，设置17表示从站号，即从表示从站号，即从站站17。在特殊寄存器。在

51、特殊寄存器D8177中可以设置为中可以设置为17表示从站号，即从站表示从站号，即从站17。在。在特殊寄存器特殊寄存器D8178中可以设置为中可以设置为02，其功能如表所示。，其功能如表所示。 刷新设置刷新设置D8178 通讯通讯寄存器寄存器刷新设置刷新设置模式模式0模式模式1模式模式2位寄存位寄存器（器（M）0点点32点点64点点字寄存字寄存器（器（D）4点点4点点8点点模式模式0时的位寄存器与字寄存器分配时的位寄存器与字寄存器分配 站号站号寄存器序号寄存器序号位寄存器（位寄存器（M）字寄存器（字寄存器（D）0点点4点点NO.0D0D3NO.1D10D13NO.2D20D23NO.3D30D3

52、3NO.4D40D43NO.5D50D53NO.6D60D63NO.7D70D736.2 FX2N联网通信联网通信Date:yyyy-M-d Page: 33第六章第六章 模拟量控制和通信模拟量控制和通信模式模式1时的位寄存器与字寄存器分配时的位寄存器与字寄存器分配 模式模式2时的位寄存器与字寄存器分配时的位寄存器与字寄存器分配 站号站号寄存器序号寄存器序号位寄存器（位寄存器（M）字寄存器（字寄存器（D）32点点4点点NO.0M1000M1031D0D3NO.1M1064M1095D10D13NO.2M1128M1159D20D23NO.3M1192M1223D30D33NO.4M1256M1

53、287D40D43NO.5M1320M1351D50D53NO.6M1384M1415D60D63NO.7M1448M1479D70D73站号站号寄存器序号寄存器序号位寄存器（位寄存器（M）字寄存器（字寄存器（D）62点点8点点NO.0M1000M1063D0D7NO.1M1064M1127D10D17NO.2M1128M1191D20D27NO.3M1192M1255D30D37NO.4M1256M1319D40D47NO.5M1320M1383D50D57NO.6M1384M1447D60D67NO.7M1448M1511D70D776.2 FX2N联网通信联网通信Date:yyyy-M-d Page: 34第六章第六章 模拟