三菱FX系列PLC的通信课件

1、第6章 三菱FX系列 PLC的通信本章导读本章主要介绍PLC通信的基础知识和基本实现方法。同时以三菱FX2N系列PLC为例,分别介绍了在DOS和Windows平台下,三菱MELSEC MEDOC和 SWOPC-FXGP/WIN-C上位编程与通信软件的使用。还介绍了FX系列PLC与VB通信,梯形图中的C函数调用两个实例。 9/18/202216.1 PLC通信概述 只要两个系统之间存在着信息的交换,那么这种交换就是通信。PLC与计算机,PLC与外围设备,PLC与PLC之间的通信统称为PLC通信。6.1.1 通信系统 图6.1通信系统的组成,硬件：发送设备、接收设备、控制设备和通信介质等。软件：通

2、信协议和通信软件9/18/20222发送设备在发送数据的同时,也可接收来自其它设备的信息。同样的,接收设备在接收数据的同时,也可发送反馈信息。控制设备按照通信协议和通信软件的要求,对发送和接收之间进行同步的协调,确保信息发送和接收的正确性和一致性。通信介质是数据传输的信道。通信协议的作用主要是规定各种数据的传输规则,更有效率地利用通信资源,保持通信的顺畅。收发双方都必须严格遵守通信协议的各项规定。通信软件则是人与通信系统之间的一个接口,使用者可以通过通信软件了解整个通信系统的运作情况,进而对通信系统进行各种控制和管理。6.1.1 通信系统 29/18/202236.1.2 通信方式 3数据传输

3、方式：并行通信和串行通信。并行通信特点：将多个数据位同时进行传输,传输的数据有多少位,就相应地有多少根传输线。并行通信的速度快,但传输位数增多,电路复杂程度也增加,成本上升,并行通信适合于短距离的数据通信。在图6.2中一个8位数据,只要一个时钟周期就可从发送设备传送到接收设备。9/18/202246.1.2 通信方式 4串行通信特点：多位数据在一根数据线上顺序进行传送,其速度比并行通信要慢。电路简单,适合多数位、长距离通信。图6.3中8位数据,先做并/串转换,后用8个时钟周期（T1T8）将其全部发送至接收设备；接收设备每个时钟周期接收到1位数据,8个时钟周期才接收完,经串/并转换,完成了8位数

4、据的传输。 9/18/202256.1.2 通信方式 6串行通信按传输方向,可分为单工、半双工和全双工3种。分别如图6.5中的（a）、（b）和（c）所示。 异步串行通信传输效率低,同步串行通信不再以字节为单位,而是以数据块（多个字节构成）为单位，在每个块前后加上起始位和停止位，减少了额外数据，提高了传输效率。同步通信方式的软硬件的复杂程度也随之上升，价格比较昂贵，只用在传输速率要求较高的系统中。PLC通信通常采用异步串行通信的方式。 9/18/202276.1.3 PLC使用的通信介质和接口标准 1 PLC通信多采用有线介质：双绞线、同轴电缆、光纤。介质要求：抗干扰性高,传输速度较快,性价比。

5、双绞线和同轴电缆符合这些要求,适合PLC通信的特点。1RS-232C接口标准RS-232C接口标准：标准的25针D型连接器。其管脚定义如表6.1所示。RS-232C由美国电子工业协会EIA于62年公布, 规定了通信系统间数据交换方式,电气传输标准,收发双方通信协议的标准。RS-232C规定：1电平：-5V -15V；0电平：+5V+15V。由于电平相差很大,因此抗干扰能力较强。最简单的通信,只要用到3个管脚,TXD、RXD和地,常采用9针连接器。9/18/202289/18/2022106.1.3 PLC使用的通信介质和接口标准 4波特率的定义：每秒传输的位数,单位是bps（bit per s

6、econd）。波特率有300、600、19200bps等几种。RS-232C缺点：传输距离不大,传输速率较低,抗共模干扰能力较差等。为此，EIA推出RS-422A接口标准。2RS-422A接口标准 在RS-232C的25个引脚基础上，增加到了37个引脚，从而在功能上比RS-232C多了10种新功能。RS-422A与RS-232C的区别：使用+5V作为工作电压，采用了差动收发的方式。差动收发需要一对平衡差分信号线，逻辑“1”和逻辑“0”是由两根信号线之间的电位差来表示的。因此，相比RS-232C的单端收发方式来说，RS-422A在抗干扰性方面得到了明显的增强。 9/18/2022116.1.3

7、PLC使用的通信介质和接口标准 53RS-485A接口标准 跟RS-422A基本一样，区别：RS-485A的工作方式是半双工，而RS-422A则是全双工。全双工：可以同时进行数据的发送和接收；半双工：在同一时刻，要么只能发送数据，要么只能接收数据，两者不能同时进行。RS-422A需要有两对平衡差分信号线，而RS-485A只需要一对。RS-485A与RS-422A一样，都是采用差动收发的方式，而且输出阻抗低，无接地回路等问题，所以它的抗干扰性也相当好，传输速率可以达到10Mbps。6.1.4 通信协议为了保证收发各方通信的准确和畅通，类似于同交通9/18/2022126.2.1 PLC与计算机之

8、间的通信 1执行的命令输入到上位机，由上位机回传给PLC。上位机通常都是通用计算机，主要完成数据传输、处理、显示和打印，监视工作状态，网络通信和编制PLC程序。而PLC仍然是面向现场和设备，进行实时控制。1通信接口与模块小型PLC上都有RS-422A或RS-232C的通信接口，而在中大型的PLC上都有专用的通信模块。PLC与上位机的连接可以直接使用SC-09通信接口。 当PCL上的通信接口是RS-422A时，必须在PLC与计算机之间加一个RS-232C与RS-422A的接口转换器，以实现通信。RS-232C采用的接口转换模块FX-232ADP是一种以无规约方式与各种RS-232C设备进行数据交

9、换的适9/18/2022146.2.1 PLC与计算机之间的通信 2配器。FX-232ADP转换模块与PLC连接好后，根据特殊寄存器D8120的设置来交换数据。PLC的RS指令可以设置交换数据的点数和地址。2通信协议FX系列PLC与计算机之间的通信采用的是RS-232C标准，数据交换方式是字符串的ASCII码。每笔数据的长度可在通信前设定。例如，要将数据字符“0”发送给接收方，数据交换方式定义为10位数据长度，其中，1位起始位，7位数据位，1为奇校验位，和1位停止位，传送字符“0”的格式如图6.8所示。从图6.8中可以知道，先传送起始位，然后是字符“0”的7位ASCII码，并且先传ASCII码

10、的低位。因9/18/2022159/18/2022176.2.1 PLC与计算机之间的通信 5上面介绍了单个命令字符的收发协议，接下来再对PLC与计算机之间的帧传送格式做个简单的介绍。PLC与计算机之间大量数据的传输是以帧为单位，每帧包含了多个字符数据以及若干个命令字符。图6.9给出了一个多字符帧的组成示意图。此多字符帧以STX开头，ETX结尾，多个字符数据被包含在两者之间。STX后面紧跟的是一个命令字符，它的十六进制码是30H，表示这是一个读命令（CMD0）。图6.9 计算机从Y0读取2个字节的多字符帧 9/18/2022186.2.1 PLC与计算机之间的通信 6读命令后面的四个字符“00

11、A0”代表了PLC输出线圈Y0的首地址，首地址后面的两个字符“02”表示所要读取字节的个数。在这个例子中是要读取两个字节的数据（Y0到Y7以及Y10到Y17）。在ETX后面的是两个字节长度的校验和，校验和的计算是从读命令（CMD0）到ETX之间的所有字符和的最低八位，包括读命令和ETX字符。在这个例子中，校验和的计算应该如下所示：30H + 30H + 30H + 41H + 30H + 30H + 32H + 03H = 166H，最低八位是66H。所以最后两个字节的校验和应该是“66”，用ASCII码表示就是“36H 36H”。3通信操作除了数据格式的设定之外，还有其它一些通信参数需要9/

12、18/2022196.2.1 PLC与计算机之间的通信 7通信之前进行设置。双方必须对通信参数进行约定，包括波特率、起始位、停止位和奇偶检验位，都可以在数据寄存器D8120状态设置定义中进行设置。设置方法如表6.4。由上表可知，如果要传送的数据长度是7位，有1位起始位和1位停止位，为奇校验，波特率为9600bps，则D8120的低八位可设置为：82H=1000 0010B。注意：双方参数设置要一致，否则会导致通信失败。9/18/202220D8120数据位功能状态设置定义 D 0数据长度0 :7位数据长度1:8位数据长度D 1D2检验位D2D1000110检验类型无校验奇校验偶校验D 3停止位

13、0:1位停止位 1:2位停止位D7D4波特率D7D40011010001010110011110001001波特率（bps）300600120024004800 960019200D8起始字符选择0:无起始字符1 :D8124D 9结束字符选择0:无结束字符1:D8125D10握手信号类型10:无1:H/W1D11模式（控制线）0:常规1:单控D12模式（控制线）0:无1:H/W2D 15D13可用来取代D12D8，用于FX-485网络表6.4 D8120寄存器设置通信模式9/18/2022216.2.2 PLC与PLC之间的通信 1对于多控制任务的复杂控制系统，多采用多台PLC连接通信来实现

14、。这些PLC有各自不同的任务分配，进行各自的控制，同时它们之间又有相互联系，相互通信达到共同控制的目的。PLC与PLC之间的通信，常称之为同位通信。1通信系统的连接PLC与PLC之间的通信，只能通过专用的通信模块来实现。用于RS-485通信板的适配器FX2-485-BD和双绞线并行通信适配器FX2-40AW，都是常用的PLC通信模块。利用它们可以方便地实现两台PLC之间的数据通信。根据通信模块的联结方式，可将PLC之间的通信分为单级系统和多级系统。单级系统是指一台PLC只连接一个9/18/2022226.2.2 PLC与PLC之间的通信 2如果一台PLC连接了多个通信模块，然后通过多个通信模块

15、与多台PLC进行互联，由此所组成的通信系统被称为多级系统。这时各级之间相互独立，不受限制，不存在上、下级的关系，最多可以有四级通信系统组成。多级PLC连接组成多级系统的示意图如图6.11所示。在大规模控制场合，常采用单级或多级通信系统。因为它们在通信过程中不会占用系统的I/O点数，只要在辅助继电器、数据寄存器中专门开辟一块地址区域，按照特定的编号分配给各PLC。对于某些地址区域来说，有些PLC可以对其进行写操作，而另外的PLC可以对其进行读操作。各个组件之间状态信息就可以进行互换，就可以相应地控制本身软元件的状态，达到了通信的目的。9/18/2022249/18/202225传送给主站的ON/

16、OFF状态存放到辅助继电器M900M999中。来看一个具体的例子，程序的梯形图如图6.12所示。6.2.2 PLC与PLC之间的通信 5209/18/2022276.2.2 PLC与PLC之间的通信 6主站的输入线圈X000到X007的ON/OFF状态相应传送到辅助继电器M800M807，从站在辅助继电器M800M807中读到这些状态，然后将其输出到线圈Y000Y007。主站中D0和D2的和被存放在数据寄存器D490中，从站读到之后，将其与100比较，当比较的结果是小于或等于时，从站中输出线圈Y010就被打开。同样的，从站中M0M7的ON/OFF的状态被主站读到之后，就被相应地输出到线圈Y00

17、0到Y007。从站中D10的值通过数据寄存器D500传到了主站，成为了定时器T0的定时值。9/18/2022286.3 用FXGP设计梯形图程序 1SW0PC-FXGP/WIN-C（简称FXGP）是三菱FX系列PLC for Windows的中文版编程软件，适用的PLC类型如图6.13的“PLC类型选择”窗中所列。目前FXGP中文版的最高版本为V3.30，产品型号为“SW0PC-FXGP/WIN-C。FXGP安装比较容易，打开安装主目录后，执行DISK1目录下的setup.exe，一路按提示进行。软件安装完成后，缺省的安装目录是C:FXGPWIN，并在桌面上创建FXGP的快捷方式图标。FXGP

18、是学习、设计三菱FX系列PLC用户程序的首选工具。为直观、清楚地掌握FXGP软件的使用方法，本节将从例6.1电机启保停PLC控制实例入手，介绍在FXGP软件中创建、编辑和调试梯形图程序操作过程。9/18/2022296.3 用FXGP设计梯形图程序 2例6.1 用三菱FXGP编程软件对例3.1中电机启保停电路编程，要求会：（1）创建梯形图文件；（2）编辑梯形图，并得到指令表； （3）程序传送，对梯形图进行监控调试。 解：电机启保停的控制要求、输入/输出点的分配可参看例3.1，梯形图和接线图分别参看此例中的图3.2（a）和（b）。（1）创建梯形图文件 FXGP的启动在桌面上双击FXGP软件的图标

19、： ，即可动FXGP。启动后的界面及其各部分组成参看图6.17。 9/18/2022306.3 用FXGP设计梯形图程序 3 建立新文件用菜单命令“文件_新文件” ,或者单击常用工具栏中“新文件”按钮,出现“PLC类型设置”对话框，如图6.13所示,选择所使用PLC的类型,然后单击“确认”按钮。此时,在FXGP中间出现了梯形图编辑区,见图6.17。 保存梯形图9/18/2022316.3 用FXGP设计梯形图程序 4用菜单命令“文件_保存”，出现如图6.14所示的对话框。在对话框中的“文件名”栏里，输入梯形图的文件名ex61.pwm，然后单击“确定”按钮。接着，出现如图6.15所示的“另存为”

20、对话框，在对话框中输入文件题头名，并且单击“确认”按钮，梯形图文件保存完成。也可以在梯形图画好后进行保存。9/18/2022326.3 用FXGP设计梯形图程序 5（2）编辑梯形图，得到指令表在图6.17的梯形图编辑界面中，位于最底部的是部分绘图元件工具栏，可以用菜单命令“视图_功能键”来打开/关闭此工具栏。如果要用到未显示的绘图元件，可以按住SHIFT键不放，此时未显示的绘图元件就会在此工具栏上出现，如图6.18所示。也可以用菜单命令“视图_功能图”来打开/关闭浮动的绘图工具，如图6.16所示。底部绘图元件工具栏与功能图上的相应元件具有相同的功能，后者使用更方便一些。单击某个绘图元件或按下键

21、盘上对应的功能键，就可选取对应元件，来画图3.2（a）梯形图，画法步骤如下：9/18/2022336.3 用FXGP设计梯形图程序 69/18/2022346.3 用FXGP设计梯形图程序 7光标定位在第1行的左母线处，鼠标单击功能图上常开元件（或按F5键），在出现的如图6.19所示的对话框中输入元件名“X0”并按回车，在原先用鼠标定位的地方将出现一个常开符号，同时光标自动向右移动一个符号位，这样常开X000就画好了。鼠标单击功能图上常闭元件（或按F6键），同样会出现图6.19的对话框，在对话框中输入元件名“X1”并按9/18/2022356.3 用FXGP设计梯形图程序 8回车，常闭X001

22、就出现在光标位上，同时光标自动向右移动一个符号位。用同样的方法画好常闭X002。鼠标单击功能图上线圈元件（或按F7键），在出现的对话框中输入元件名“Y0”并按回车，软件会自动连线将Y000画在右母线处，同时光标会自动定位在第2行的左母线处。鼠标单击功能图上向上连接的常开元件（或按SHIFT+F5键），在出现的对话框中输入元件名“Y0”并按回车，这样自保接点Y000就画好了。将光标定位在第3行的左母线处，直接输入“END”（也可以单击功能图上功能框，或按F8键，再在出现的对话框中输入“END”）并按回车，END命令就画好了。9/18/2022366.3 用FXGP设计梯形图程序 9 画好的梯形图是灰的,如图6.20所示。按转换按钮正确的梯形转换后背景就会变为白色,如图6.21所示。梯形图画好后,单击指令表按钮 , 得到对应的指令表，如图6.22所示。9/18/2022379/18/2022386.3 用FXGP设计梯形图程序 11（3）程序传送，对梯形图进行监控调试用SC-09电缆将PC机的COM口与PLC的通信口连接好。将RUN开关打下,使RUN灯不亮，用菜单命令“PLC _传送_写出”，如图6.23所示，出现如图6.24“PC程序写入”对