建筑电气控制技术-赵建52课件讲解

建筑系建筑电气控制技术赵建伟项目一三相异步电动机基本控制电路的接线与调试项目二常用机床电气控制电路分析、安装与接线项目三FX2N系列PLC基本指令的编程及应用项目四FX2N系列PLC步进指令的编程及应用项目五FX2N系列PLC功能指令的编程及应用项目六PLC控制应用系统设计、接线与调试项目七模拟量模块和PLC通信本课程主要包含以下7个项目项目七模拟量模块和PLC通信主要内容任务一电热水炉温度的PLC控制任务二送风和循环系统的通信控制任务二送风和循环系统的通信控制任务描述 FX系列PLC具有丰富、强大的通信功能，不仅PLC与PLC之间能进行数据通信，也能实现PLC与上位机、触摸屏等的数据通信，本任务用并行连接通信实现送风和循环系统的通信控制。任务目标

1.熟悉通信的基础知识。

2.掌握N:N网络通信和并行连接网络通信中软元件的分配及通信程序的编写。

3.学习两台PLC之间的通信的程序编制，并能正确完成下载、运行、调试及监控。一、数据通信基本概念数据通信就是将数据信息通过适当的传送线路从一台机器传送到另一台机器。这里的机器可以是计算机、PLC或是有数据通信功能的其他数字设备。1.数据通信方式

（1）并行通信。

并行通信是指所传送的数据以字节或字为单位同时发送或接收。并行通信除了有8根或16根数据线、1根公共线外，还需要有通信双方联络用的控制线。（2）串行通信。串行通信是以二进制的位为单位，一位一位地顺序发送或接收。串行通信的特点是仅需一根或两根传送线，速度较慢，但适合于多数位、长距离通信。串行通信通信时，数据的各个“2进制位”按照从低位到高位的顺序，逐位进行传送。并行通信发送装置接收装置1000111(字符G的ASII码)

(计算机)(PLC)优点：需要的通信线数少缺点：通信速度慢，一般用于距离较远的通信。如PLC与计算机之间、PLC与PLC之间。串行通信需要1根或2根数据线通信时，数据“以字节或字为单位”同时进行传送。发送装置接收装置1000111

1…11空闲位0启动位0偶检验1停止位优点：通信速度快缺点：需要的数据线多，成本高用于近距离通信。如：PLC

与扩展模块之间。并行通信需要8根或16根数据线２．通信任务

PLC通信就是将地理位置不同的计算机、PLC、变频器及触摸屏等各种现场设备，通过通信介质连接起来，按照规定的通信协议，以某种特定的通信方式高效率地完成数据的传送、交换和处理。

3．数据传送方式

在通信线路上点对点的通信，按照数据传送方向与时间的关系，可以将数据通信方式划分为单工、半双工、全双工通信方式，如图7.14所示。

（1）单工通信:信息的传送始终保持同一个方向，而不能进行行反向传送。通信两点中的一点为接收端，另一点为发送端，如图7.14（a）所示,其中，A端只能作为发送端，B只能作为接受端。（2）半双工通信:信息可在两个方向上传输，但同一时刻只限于一个方向传送，如图7.14（b）所示。（3）全双工通信:则同时可作双向通信，两端可同时作发送端、接收端。3.PLC常用通信接口标准PLC通信主要采用串行异步通信，其常用的串行通信接口（标准）有RS-232、RS-422和RS-485等。

RS-232接口是目前计算机和PLC中最常见的一种串行通信接口，RS-232接口使用25针连接器或者9针连接器。

RS-485是RS-422A的变形。RS-422A采用全双工，而RS-485则采用半双工。RS-422/RS-485接口一般采用9针连接器。

通信介质就是在通信系统中位于发送端与接收端之间的物理通路。采用的通信介质有双绞线、同轴电缆和光纤等。4.通信介质往往采用金属包皮或金属网包裹以进行屏蔽同轴电缆由内、外层两层导体组成1．N

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N网络的构成二、N:N网络通信 N:N网络通信是把最多8台FX系列PLC按照一定的方式连接在一起组成一个小型的通信系统，如图7.15所示，其中一台为主站，其余PLC为从站，每台PLC都必须配置FX2N-485通信板，系统中的各个PLC能够通过相互连接的软元件进行数据共享，达到协同运作的要求。系统中的PLC的型号可以不同，各种型号的PLC可以组合成3种模式，即模式0、模式1和模式2。PLC中的一些特殊寄存器可以帮助完成系统的通信参数设定，如站点号的设定、从站数目的设定、模式选择以及通信超时的设定。设定完成之后，用户就可以根据自己的需要在主、从站的PLC中编写要进行数据共享的程序。N:N型小型网络功能特点图7.15N:N网络系统构成示意图2．与N

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N网络通信有关的辅助继电器和数据寄存器（1）在每台PLC的辅助继电器和数据寄存器中分别有一片系统指定的共享数据区，网络中的每一台PLC都分配自己的共享辅助继电器和数据寄存器。

（2）N

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N网络所使用的从站数量不同、工作模式不同，共享的软元件的点数和范围也不同，这可以通过刷新范围来决定。（3）共享软元件在各PLC之间执行数据通信，并且可以在所有的PLC中监视这些软元件。类型软元件名称功能响应类型只读M8038参数设定用于N:N网络的设置主、从站只读M8179通道设定使用通道2时置ON主、从站只读M8183数据传送PLC主站出错主站通信错误时置ON主站只读M8184~M8190数据传送PLC从站（1~7号站）出错从站通信错误时置ON主、从站只读M8198数据传送PLC执行中执行数据传送时置ON主、从站表7.9通信标志辅助继电器表7.10与N:N网络有关的数据寄存器属性软元件名称功能响应类型只读D8173站号用于存储本站的站号主、从站只读D8174从站总数

用于存储从站的个数主、从站只读D8175刷新范围保存刷新范围主、从站只写D8176主从站号设定设定使用时的站号。主站设定为0，从站设定为1～7。主、从站只写D8177从站总数设定设定从站总数主站只写D8178刷新范围设定设定进行通信的软元件的模式，初始值为0主站读/写D8179重试次数用于在主站中设置重试次数，初始值为3主站读/写D8180监视时间设置通信超时时间（50～2550ms）。以10ms为单位进行设定，设定范围5～255。从站无需设定主站3．N

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N网络的设置（1）

设置工作站号（D8176）。D8176的取值范围为0～7，主站应设置为0，从站设置为1～7。（2）设置从站个数（D8177）。该设置只适用于主站，D8177的设定范围为1～7之间的值，默认值为7。（3）设置刷新范围（D8178）。刷新范围是指主站与从站共享的辅助继电器和数据寄存器的范围。刷新范围由主站的D8178来设置，可以设定为0、1、2（默认值为0）。

站号模式0模式1模式2位元件4点字元件32点位元件4点字元件64点位元件8点字元件0―D0～D3M1000～M1031D0～D3M1000～M1063D0～D71―D10～D13M1064～M1095D10～D13M1064～M1127D10～D172―D20～D23M1128～M1159D20～D23M1128～M1191D20～D273―D30～D33M1192～M1223D30～D33M1192～M1255D30～D374―D40～D43M1256～M1287D40～D43M1256～M1319D40～D475―D50～D53M1320～M1351D50～D53M1320～M1383D50～D576―D60～D63M1384～M1415D60～D63M1384～M1447D60～D677―D70～D73M1448～M1479D70～D73M1448～M1511D70～D77表7.12N:N网络共享的辅助继电器和数据寄存器（4）设置重试次数（D8179）。D8179的取值范围为0～10（默认值为3），该设置仅用于主站。当通信出错时，主站就会根据设置的次数自动重试通信。（5）设置通信超时时间（D8180）。D8180的取值范围为5～255（默认值为5），该值乘以10ms就是通信超时时间。该设置仅用于主站。三、并行通信

并行通信用来实现两台同一组的FX系列PLC之间的数据自动传送，其系统构成如图7.16所示。与并行通信有关的标志寄存器和特殊数据寄存器如表7.13所示。FX1N、FX2N、FX2NC型号的PLC数据传输是采用100个辅助继电器和10个数据寄存器来完成的。图7.16并行通信系统组成与通信有关的辅助继电器和数据寄存器如表7.14所示。主要具有以下特点。（1）并行通信在2台FX系列PLC之间进行，一台为主站，一台为从站。（2）站与站之间通过RS-485或者RS-422通信接口连接，实现软元件相互连接的功能。（3）根据要连接的点数，可以选择普通模式和高速模式。（4）网络中的每个网络单元使用FX0N-485时最长通信距离不超过500m,每个网络单元使用FX1N-485或FX2N-485-BD时最长通信距离不超过50m。（5）并行通信过程中不会占用系统的I/O点数，而是在辅助继电器M和数据寄存器D中专门一个地址区域，按照特定的编号分配该PLC。在通信过程中，两台PLC的这些特定的地址区域不断地自动交换信息。表7.13与并行通信有关的辅助继电器和寄存器

软元件操作M8070为ON时，PLC作为并联链接的主站M8071为ON时，PLC作为并联链接的从站M8072PLC运行在并联链接时为ONM8073在并联链接时，M8070和M8071中任何一个设置出错时为ONM8162为OFF时为标准模式；为ON时为快速模式D8070并联链接的监视时间，默认值为500ms

并联通信有普通模式和高速模式两种工作模式，通过特殊辅助继电器M8162来设置

1.普通模式（特殊辅助继电器M8162＝OFF）通信时间＝70（ms）+主站扫描时间+从站扫描时间

模

式通信设备FX1N、FX2N、FX2NC通信时间（ms）标准模式

（M8162为OFF）主站→从站M800～M899（100点）D490～D499（10点）70（ms）+主站扫描时间+从站扫描时间从站→主站M900～M999（100点）D500～D509（10点）2.高速模式（特殊辅助继电器M8162＝ON）通信时间＝20（ms）+主站扫描时间+从站扫描时间模

式通信设备FX1N、FX2N、FX2NC通信时间（ms）快速模式

（M8162为ON）主站→从站D490、D491（2点）20（ms）+主站扫描时间+从站扫描时间从站→主站D500、D501（2点）【例1】位元件通信举例：两个FX2N系列的PLC通过FX2N-485-BD并联，要求通过PLC1的按钮X0控制PLC2上的指示灯Y1，PLC2的按钮X1控制PLC1上的指示灯Y0，写出控制程序。分析：把PLC1设为主站，把PLC2设为从站。选择普通模式主站程序从站程序

主站计数器C1统计工件的数量，当等于设定值时，启动从站的传送带Y1运行。从站的数据寄存器D0作为主站计数器C1的设定值，从站按钮X3作为主站计数器C1的复位按钮。试编写通信程序。

分析：

主站的输入：检测工件的计数传感器X0从站的输入：X0送数据5，X1送数据8，X2送数据15。X3复位按钮。从站的输出：传送带。

主站计数器C1达到设定值时，用C1的常开触点驱动M800，控制从站的传送带Y1运行。从站按钮X3驱动M900，作为主站计数器C1的复位信号。从站数据寄存器D0中的数送到D500中，作为主站计数器C1的设定值。【例2】字元件通信举例程序设计：

技能操作

（1）独立完成送风和循环系统的通信控制电路接线与安装。（2）学会两台电机分别由两台PLC控制其启动，并能进行两台PLC之间的通信编程设计。（3）进一步熟悉GX-DeveloperV8编程软件的使用方法。1台可编程控制器l台（FX2N-48MR）。FX2N-485-BD通信板1块。连接导线若干。

安装有GX-DeveloperV8编程软件的计算机1台。1．操作目的2．操作器材3.控制要求

某控制系统由送风和循环系统组成，如图7.19所示，它们均由一台功率为10kW的电动机驱动，并且两台电机分别由两台PLC控制其直接启动。

现需要两个系统能进行数据通信，具体要求如下。（1）送风系统（主站）的PLC既能控制本站的送风电机启停，也能控制循环系统的电机启停。（2）循环系统（从站）的PLC既能控制本站电机启停，也能控制送风电机的启停。（3）两控制系统均能监控对方的运行和过载状态，当某一系统电动机出现过载时，两系统电动机均停止，并能在本系统中显示另一系统的过载信息。并联连接通信时需要在每台PLC上装FX2N-485-BD通信板，如图所示。

4.通信布线PLC上配置FX2N-485-B通信板RDLED接收时高速闪烁SDLED发送时高速闪烁接收数据端子发送数据端子信号地FX2N-485-BD通信板的接线有两种方式：1.一对导线相连2.两对导线