PLC網(wǎng)絡(luò)與通信課件

1、PLC網(wǎng)絡(luò)與通信 江蘇省常州技師學(xué)院一、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的基本概念（一）數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基本組成1.傳送設(shè)備：包括發(fā)送器和接收器。 PLC網(wǎng)絡(luò)稱主站和從站。2.通信介質(zhì)：連接傳送設(shè)備的數(shù)據(jù)線。 主要有同軸電纜、雙絞線、光纖等。3.通信協(xié)議：數(shù)據(jù)通信所必須遵守的規(guī)則。 由國際上公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)化組織或其他專業(yè)團(tuán)體集體制定。主要國際化組織國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO（International Standard Organization) 制定了開放式互相通訊協(xié)議OSI（Open System Interconnection)國際電子電氣工程師協(xié)會IEEE（Institute of Electrical and El

2、ectronic Engineer) 建立了IEEE802通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。美國高級研究院ARPA（Advanced Research Projects Agency） 開發(fā)了TCP/IP和FTP通信協(xié)議美國通用汽車公司GM（General Motor） 制定了制造自動化協(xié)議MAP（Manufacture Automation Protocol） 目前，PLC與上位計(jì)算機(jī)之間的通信可按照標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議進(jìn)行，但PLC與PLC之間、PLC與遠(yuǎn)程I/O通信協(xié)議還未標(biāo)準(zhǔn)化。（二）數(shù)據(jù)通信方式1.數(shù)據(jù)傳送方向（1）單工通信 數(shù)據(jù)的傳送始終保持同一個(gè)方向，而不能進(jìn)行反向傳送。（2）半雙工通信 數(shù)據(jù)可以在兩個(gè)方向上

3、傳送，但同一時(shí)刻只限于一個(gè)方向傳送。（3）全雙工通信 數(shù)據(jù)可以在兩個(gè)方向上同時(shí)發(fā)送和接收。2.同步傳送和異步傳送（1）同步傳送（synchronous transmission） 是將很多個(gè)字符組成一個(gè)信息組（通常稱為幀），用同步字符來表示信息組的開始，由定時(shí)信號實(shí)現(xiàn)發(fā)送的同步的傳送方式。傳送速率高，但軟、硬件價(jià)格也高。（2）異步傳送（asynchronous transmission） 是指按一種約定的格式將數(shù)據(jù)信息一幀一幀地不同時(shí)傳送的方式。（如PLC串行通信）3.并行通信和串行通訊（1）并行通信 傳送數(shù)據(jù)的每一位同時(shí)發(fā)送或接收。速率快，成本高。不適合遠(yuǎn)距離傳送。（2）串行通信 將傳送的數(shù)

4、據(jù)一位一位地發(fā)送或接收的通信方式。適合多位數(shù)據(jù)長距離通信。PC與PLC、PLC與現(xiàn)場設(shè)備、遠(yuǎn)程I/O的通信，開放式現(xiàn)場總線（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 美國電子工業(yè)協(xié)會（EIA）于1962年公布的一種標(biāo)準(zhǔn)化接口。 標(biāo)準(zhǔn)的25針D型連接器，也有9針的。采用全雙工方式，負(fù)邏輯，具有較強(qiáng)的抗干擾能力。針號信號縮寫信號名稱1CD載體檢測2RD(RXD)接收數(shù)據(jù)3SD(TXD)發(fā)送數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)端準(zhǔn)備4DTR(ER)數(shù)據(jù)端準(zhǔn)備5SG信號接地6DSR(DR)數(shù)據(jù)集準(zhǔn)備7RS(RTS)請求發(fā)送8CS(CTS)清除發(fā)送9RI(CI)調(diào)用

5、指示2.RS-422串行通信接口 美國電子工業(yè)協(xié)會（EIA）于1977年推出的新接口標(biāo)準(zhǔn)RS-499的一個(gè)子集。采用平衡差分傳輸方式。全雙工通信方式。具有足夠好的抗干擾能力。3.RS-485串行通信接口 在RS-422的輸出端設(shè)置一個(gè)輸出“使能端”，則形成RS-485接口。半雙工通信方式?？蛇B接多達(dá)128個(gè)收發(fā)器，實(shí)現(xiàn)真正的多點(diǎn)雙向通訊。RS-485可以采用兩線和四線方式。RS-485四線腳號引腳號引腳名稱說 明1RDA數(shù)據(jù)接收信號線A2RDB數(shù)據(jù)接收信號線B3SDA數(shù)據(jù)發(fā)送信號線A4SDB數(shù)據(jù)發(fā)送信號線B5GND接地信號線RS-485兩線腳號引腳號引腳名稱說 明1RD數(shù)據(jù)接收信號線2SD數(shù)據(jù)

6、發(fā)送信號線3GND接地信號線兩線方式連接（四）PC、三菱PLC、觸摸屏及變頻器間的通信接口和通信連接二、PLC與計(jì)算機(jī)的通信（一）計(jì)算機(jī)與單臺PLC的通信 1.PLC的通信接口是RS-232C接口時(shí)，可直接用適配電纜進(jìn)行連接。 2.PLC的通信接口是RS-422接口時(shí)，必須在PLC和計(jì)算機(jī)之間增加一個(gè)RS-232C/RS- 422接口轉(zhuǎn)換模塊。如：SC-09、FX- 232AW。 1.連接方式 一臺計(jì)算機(jī)最多可與16臺FX系列PLC連接通信，稱為1:N網(wǎng)絡(luò)。（二）計(jì)算機(jī)與多臺PLC的通信 2.通信格式 通信格式由PLC中的特殊數(shù)據(jù)寄存器D8120設(shè)置。 D8121用于設(shè)置站號。設(shè)定范圍為H00

7、 H0F。 D8129用于設(shè)置檢驗(yàn)時(shí)間（單位10ms）。D8120通信格式定義表三、PLC與PLC之間的通信（一）并行鏈接 1.概述 并行鏈接即1:1通信，它應(yīng)用特殊輔助繼電器和數(shù)據(jù)單元在兩臺PLC間進(jìn)行自動的數(shù)據(jù)傳送。 M8070：主站驅(qū)動。 M8071：從站驅(qū)動。 M8072：PLC運(yùn)行時(shí)為ON。 M8073：M8070 /M8071設(shè)置不正確時(shí)為ON。 M8162：高速模式時(shí)為ON。 D8070： 監(jiān)視時(shí)間，默認(rèn)為500ms。 2.普通模式（M8162為OFF） 通信時(shí)間:70ms主站掃描時(shí)間ms從站掃描時(shí)間ms FX2N(C)、FX1N、FX2和FX2C的數(shù)據(jù)傳輸在1:1的基礎(chǔ)上通過以

8、下輔助繼電器和數(shù)據(jù)寄存器完成。 輔助繼電器：100個(gè)；數(shù)據(jù)寄存器：10個(gè)。例：（1）主站點(diǎn)的X0X7的狀態(tài)從從站點(diǎn)的Y0Y7輸出。（2）主站點(diǎn)D0+D2的運(yùn)算結(jié)果小于或等于100時(shí)，從站點(diǎn)的Y10接通。（3）從站點(diǎn)m0m7的狀態(tài)輸出到主站點(diǎn)的Y0Y7。（4）從站點(diǎn)的D10的值作為主站點(diǎn)T0的設(shè)定值。 FX0N、FX1S的數(shù)據(jù)傳輸在1:1的基礎(chǔ)上通過以下輔助繼電器和數(shù)據(jù)寄存器完成。輔助繼電器：50個(gè)；數(shù)據(jù)寄存器：10個(gè)。 3.高速模式（M8162為ON）通信時(shí)間:20ms主站掃描時(shí)間ms從站掃描時(shí)間ms FX2N(C)、FX1N、FX2和FX2C的數(shù)據(jù)單元分配：例：（1）主站點(diǎn)D0+D2的運(yùn)算結(jié)

9、果小于或等于100時(shí)，從站點(diǎn)的Y10接通。 （2）從站點(diǎn)的D10的值作為主站點(diǎn)T0的設(shè)定值。4.并行連接組號 同一系列或同一組不同系列的PLC之間可以進(jìn)行并行鏈接，但不同組之間的 PLC不能進(jìn)行并行鏈接。 FX0N、FX1S的數(shù)據(jù)單元分配：組號系列1FX2N、FX2NC2FX1N3FX1S4FX0N5FX2、FX2C連接（二）多臺PLC的鏈接 1.鏈接方式 多臺PLC之間的通信稱為同位通信，又稱1:N網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)中必須有一臺PLC為主站，其他PLC為從站，最多可鏈接8臺FX系列PLC。所需設(shè)備：FX0N-485ADP、FX2N-485-BD、 FX1N-485-BD.2.通信規(guī)格傳送規(guī)格RS-4

10、85最大傳送距離500m（如果在系統(tǒng)上使用機(jī)能擴(kuò)充板時(shí)則為50m）通信方式半雙工通信傳送速度38400bit/s最多鏈接臺數(shù)8臺鏈接設(shè)備點(diǎn)數(shù)模式0位元件不刷新，字元件刷新每站的4點(diǎn)模式1位元件刷新32點(diǎn)，字元件刷新每站的4點(diǎn)模式2位元件刷新64點(diǎn)，字元件刷新每站的8點(diǎn)3.輔助寄存器特性輔助繼電器名稱描述響應(yīng)站點(diǎn)RFX0NFX1SFX1NFX2N(C)RRM8038N： N網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置設(shè)置N： N網(wǎng)絡(luò)參數(shù)M/LRM504M8013主站點(diǎn)通信錯(cuò)誤主站點(diǎn)通信錯(cuò)誤時(shí)為ONLRM505M511M8014M8190從站點(diǎn)通信錯(cuò)誤從站點(diǎn)通信錯(cuò)誤時(shí)為ONM/LRM503M8191數(shù)據(jù)通信與其他站點(diǎn)通信時(shí)為ON

11、M/L4.數(shù)據(jù)寄存器D8176:設(shè)置站點(diǎn)號。D8177:設(shè)置從站點(diǎn)總數(shù)。D8178:設(shè)置刷新范圍。D8179:設(shè)置重試次數(shù)。D8180:設(shè)置通信超時(shí)。例：5.三種模式對應(yīng)軟元件（1）模式0（FX0N/FX1S/FX1N/FX2N/FX2NC)站點(diǎn)號軟元件號位軟元件（M）0點(diǎn)字軟元件（D）4點(diǎn)0D0D31D10D132D20D233D30D334D40D435D50D536D60D637D70D73（2）模式1（FX1N/FX2N/FX2NC)站點(diǎn)號軟元件號位軟元件（M）32點(diǎn)字軟元件（D）4點(diǎn)0M1000M1031D0D31M1064M1095D10D132M1128M1159D20D233M

12、1192M1223D30D334M1256M1287D40D435M1320M1351D50D536M1384M1415D60D637M1448M1479D70D73（3）模式2（FX1N/FX2N/FX2NC)站點(diǎn)號軟元件號位軟元件（M）64點(diǎn)字軟元件（D）8點(diǎn)0M1000M1063D0D71M1064M1127D10D172M1128M1191D20D273M1192M1255D30D374M1256M1319D40D475M1320M1383D50D576M1384M1447D60D677M1448M1511D70D77四、三菱PLC網(wǎng)絡(luò) 三菱PLC提供了三層網(wǎng)絡(luò)，即以太網(wǎng)、局域令牌網(wǎng)和

13、CC-Link開放式現(xiàn)場總線。 （一）以太網(wǎng)（Ethernet）信息管理層 通過以太網(wǎng)模塊（如：QJ71E-100、QJ71E71）與上位機(jī)系統(tǒng)接口模塊連接，形成以太管理網(wǎng)。主要功能： (1) 使用網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)通信協(xié)議（TCP/IP）協(xié)議，解決異種網(wǎng)絡(luò)互連問題。 (2) 使用MC通信協(xié)議，可以在網(wǎng)內(nèi)PLC之間、PLC與外部設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。 (3) 可以通過電子郵件傳遞和接收數(shù)據(jù)。（二）局域令牌網(wǎng)管理與控制層1.局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（1）星形 是以中央站為中心與各站連接的網(wǎng)絡(luò)。任意一站的通信都必須經(jīng)過中央站。用于小系統(tǒng)和不頻繁的工作方式。（2）環(huán)形 是將各站的通信接口或適配器連接成一閉合環(huán)形線路

14、的網(wǎng)絡(luò)。每站都可以請求發(fā)送和接收信息，此信息接收完后，仍可繼續(xù)往后傳送，直至發(fā)送該信息的環(huán)路接口為止。（3）總線型 是一種利用總線將所有站連接起來的網(wǎng)絡(luò)。各站對總線具有共享權(quán)和訪問權(quán)。為防止兩個(gè)或兩個(gè)以上站同時(shí)發(fā)送信息而發(fā)生沖突，采用令牌總線協(xié)議通信方式。（令牌為一組二進(jìn)制數(shù)） 網(wǎng)絡(luò)上所有站點(diǎn)按某種方式排序，令牌按此順序一站一站依次傳送，只有得到令牌的站才有權(quán)控制和使用網(wǎng)絡(luò)。 在工業(yè)控制中較為常用。 1. MELSECNET/網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)組件為A1SJ71AP21、 A1SJ71AP21-S3等。為雙環(huán)網(wǎng)絡(luò)，其中一個(gè)為正向環(huán)（或稱主環(huán)路），另一個(gè)為反向環(huán)（或稱副環(huán)路）。如果主環(huán)路發(fā)生故障，系統(tǒng)自

15、動且換到副環(huán)路；如果兩個(gè)環(huán)路都發(fā)生故障，則仍可在連接的站之間保持?jǐn)?shù)據(jù)通信。已逐漸為MELSECNET/10代。2. 主要形式 2. MELSECNET/10網(wǎng)絡(luò) 通過網(wǎng)絡(luò)組件（如：A1SJ71LP21A1SJ71LP21GR:令牌環(huán)形網(wǎng)；A1SJ71BR11:令牌總線網(wǎng)）將任意的CPU組件掛接到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中。用于A系列的PLC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。傳輸速率10Mbit/s。 可以承擔(dān)以計(jì)算機(jī)為支撐的工廠柔性制造系統(tǒng)眾多的數(shù)據(jù)流，有很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控能力。 3. MELSECNET/H網(wǎng)絡(luò) MELSECNET/H網(wǎng)與MELSECNET/10網(wǎng)兼容，具有更高的傳輸速度，最大達(dá)25Mbit/s。 使用QJ71LP21

16、-25網(wǎng)絡(luò)組件，能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模大容量的集中管理和分布式管理的控制。 用于Q系列PLC的高速網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。1.CC-Link簡介（三）CC-Link開放式現(xiàn)場總線控制設(shè)備層CC-LinK是一種簡單的開放式現(xiàn)場總線，利用總線將各站連接來，各站對總線具有共享權(quán)和訪問權(quán)。簡單的總線解決了工業(yè)現(xiàn)場復(fù)雜的配線問題，大幅度地降低了工程成本和時(shí)間，提高了可靠性和穩(wěn)定性。其低層通信協(xié)議基于使用十分普遍的EIA485通信協(xié)議。2.協(xié)議配置3.CC-Link配置HMIRobotControllerRobotRemote I/OBitBitBitWordBitWordBitRx/yBitRx/yBitWordRx/yRwB

17、itWordRx/yRwRx/yRwRwMasterBitWordBitWordRx/yRwRwMasterLocalInverterSensorValveAnalog I/ORemote I/O:2,048bit Remote Register：512word Rx/yRx/yRx/yRx/yRobotControllerMessageMessageMessage150 byte / 1 Scan=34 byte / 1 ScanTransient Communication (Max.960 bytes)MasterLocalHMIRobotDigital I/OBitBitBitWord

18、BitWordBitRx/yBitRx/yBitWordRx/yRwBitWordRx/yRwRx/yRx/yRx/yRwRx/yRwMasterBitWordBitWordRx/yRwRx/yRwInverterSensorValveAnalog I/ORemote I/O:2,048bit Remote Register：512word 4. 終端形式5. 數(shù)據(jù)形式6.遠(yuǎn)程設(shè)備/數(shù)據(jù)形式的關(guān)系7.傳送方法循環(huán)數(shù)據(jù)的刷新（1）刷新設(shè)備:RX, RY, RWr, RWw（2）刷新范圍取決于遠(yuǎn)程終端的數(shù)量和型號（3）刷新所有連接的站點(diǎn)（4）刷新操作無需梯形圖編程. 注：網(wǎng)絡(luò)模塊與CPU之間的刷新

19、需要編程。8.循環(huán)的數(shù)據(jù)刷新9.診斷設(shè)備SB, SW : 診斷繼電器/寄存器監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)和錯(cuò)誤SB0 to 3F位設(shè)備CPU 設(shè)備內(nèi)存主站/就地站的緩沖寄存器FROM/TO自動刷新參數(shù)注；QnACPU的SB/SW不能被用作CC-Link SB/SW的刷新區(qū) 應(yīng)使用其它CPU設(shè)備字設(shè)備SB40 to 1FFSW0 to 3FSW40 to 1FF10.內(nèi)存圖網(wǎng)絡(luò)參數(shù)RXRYRWrRWwSBSW自由使用的內(nèi)存遠(yuǎn)程輸入?yún)^(qū)由遠(yuǎn)程I/O，設(shè)備，智能站以及PLC就地站刷新。網(wǎng)絡(luò)參數(shù)區(qū)由梯形圖程序或QnA的自動刷新參數(shù)設(shè)定。只有PLC主站需要。由遠(yuǎn)程輸出區(qū)刷新遠(yuǎn)程I/O，設(shè)備，智能站和PLC就地站。遠(yuǎn)程寄

20、存器輸入?yún)^(qū)由遠(yuǎn)程設(shè)備，智能站以及PLC就地站刷新。由遠(yuǎn)程寄存器輸出區(qū)刷新遠(yuǎn)程設(shè)備，智能站和PLC就地站。CC-Link 診斷繼電器CC-Link 診斷繼電器Auxiliary memory maybe accessed from other master/local PLC by RIRD or RIWT commands主站/就地站模塊的內(nèi)存圖11.循環(huán)的數(shù)據(jù)刷新RXRYRWrRWwRXRYRWrRWwRXRYRWrRWwRXRYRWrRWw主站遠(yuǎn)程I/O，設(shè)備，智能站就地站就地站Data sourceOriginal data destinationCopied dataNot avail

21、able12.怎樣訪問內(nèi)存網(wǎng)絡(luò)參數(shù)RXRYRWrRWwSBSWRandom accessbuffer主站/就地站模塊的內(nèi)存圖自動刷新參數(shù)QnA/QnASTOAnN/AnA/AnU/AnSFROM/TOFROM/TORLPA or TO(Note 1)AnSHRRPAorFROM/TO(Note 1)FROM/TOFROM/TONote 1: 建議使用FROM/TO 五.構(gòu)建CC-Link的一般方法（一）構(gòu)建一般方法 1.基本步驟（1）配置CC-Link網(wǎng)的設(shè)備，選擇主站/本地站的CPU和模塊；選擇遠(yuǎn)程I/O站模塊；選擇遠(yuǎn)程設(shè)備站模塊。（2）設(shè)置主站/本地站的站號和傳送速率；設(shè)置遠(yuǎn)程I/O站、遠(yuǎn)

22、程設(shè)備站的站號和傳送速率。同一網(wǎng)絡(luò)的傳送速率應(yīng)設(shè)置為一樣。（3）設(shè)置主站/本地站的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和自動刷新參數(shù)。2.構(gòu)成 創(chuàng)建CC-Link時(shí)可以使用A系列PLC或Q系列PLC。主站：控制數(shù)據(jù)鏈接系統(tǒng)的站。只有1個(gè)站。如：Q02CPUQJ61BT11（CC-Link模塊）本地站：能與主站和其它本地站通信的站。最多可有26個(gè)站。遠(yuǎn)程I/O站：處理位元件數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程站。最多可有64個(gè)站。 （AJ65BTB1-160或AJ65BTC-320）遠(yuǎn)程設(shè)備站：能處理位元件和字元件的遠(yuǎn)程站。最多可有42個(gè)站。如：模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊AJ65BT-64AD。智能設(shè)備站：可以瞬時(shí)傳送的站。如：RS-232接口模塊AJ65

23、BT-R2。最多可有26個(gè)站。一個(gè)主站總共可以帶的站的總數(shù)不能超過64個(gè)。若要擴(kuò)展傳輸距離和站數(shù)可采用中繼器。 3.主要通信方式（1）主站與遠(yuǎn)程I/O站的通信；（2）主站與遠(yuǎn)程設(shè)備站的通信；（3）主站與本地站的通信；（4）主站與智能設(shè)備站的通信。（二） CC-Link通信舉例1.主站與遠(yuǎn)程I/O站的通信例：（1）QJ61BT11外形圖 （2）面板圖及站號和傳送速率的設(shè)置 （3）AJ65M BTL1N外形圖帶內(nèi)置適配器的遠(yuǎn)程I/O（4）面板圖及站號和傳送速率的設(shè)置 在QJ61BT11上設(shè)置，主站站號設(shè)置為0。 傳送速率/模式設(shè)置開關(guān)設(shè)置為0，即156bit/s在線。 04:在線；59：線路測試，分別按四種傳送速率測試；AE：硬件測試，分別按四種傳送速率測試。(5)主站站號與傳輸速率的設(shè)置 三個(gè)遠(yuǎn)程I/O站站號設(shè)置為1，2，3；傳送速率設(shè)置為0。表示156bit/s/在線。（6）遠(yuǎn)程I/O站站號和傳送速率設(shè)置（7）主站網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置（8）CCLink的通信過程CC-Link使用了QJ61BT模塊，一打開電源，系統(tǒng)執(zhí)行CC-Link啟動，完成鏈接掃描和自動刷新過程。 1）遠(yuǎn)程輸入2）遠(yuǎn)程輸出3）軟元件對應(yīng)關(guān)系4）主站控制遠(yuǎn)程I/O站主程序舉例 2.主站與本地站的數(shù)據(jù)通訊（1）系統(tǒng)構(gòu)成