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1、PLC网络与通信,一、数据通信网络的基本概念,（一）数据通信系统的基本组成1.传送设备：包括发送器和接收器。PLC网络称主站和从站。2.通信介质：连接传送设备的数据线。主要有同轴电缆、双绞线、光纤等。3.通信协议：数据通信所必须遵守的规则。由国际上公认的标准化组织或其他专业团体集体制定。,主要国际化组织,国际标准化组织ISO（International Standard Organization)制定了开放式互相通讯协议OSI（Open System Interconnection)国际电子电气工程师协会IEEE（Institute of Electrical and Electronic E
2、ngineer)建立了IEEE802通信协议标准。,美国高级研究院ARPA（Advanced Research Projects Agency）开发了TCP/IP和FTP通信协议美国通用汽车公司GM（General Motor）制定了制造自动化协议MAP（Manufacture Automation Protocol）目前，PLC与上位计算机之间的通信可按照标准化协议进行，但PLC与PLC之间、PLC与远程I/O通信协议还未标准化。,（二）数据通信方式1.数据传送方向（1）单工通信 数据的传送始终保持同一个方向，而不能进行反向传送。,（2）半双工通信 数据可以在两个方向上传送，但同一时刻只限于
3、一个方向传送。,（3）全双工通信 数据可以在两个方向上同时发送和接收。,2.同步传送和异步传送（1）同步传送（synchronous transmission）是将很多个字符组成一个信息组（通常称为帧），用同步字符来表示信息组的开始，由定时信号实现发送的同步的传送方式。传送速率高，但软、硬件价格也高。,（2）异步传送（asynchronous transmission）是指按一种约定的格式将数据信息一帧一帧地不同时传送的方式。（如PLC串行通信）,3.并行通信和串行通讯（1）并行通信 传送数据的每一位同时发送或接收。速率快，成本高。不适合远距离传送。,（2）串行通信 将传送的数据一位一位地发送
4、或接收的通信方式。适合多位数据长距离通信。PC与PLC、PLC与现场设备、远程I/O的通信，开放式现场总线（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 美国电子工业协会（EIA）于1962年公布的一种标准化接口。标准的25针D型连接器，也有9针的。,采用全双工方式，负逻辑，具有较强的抗干扰能力。,2.RS-422串行通信接口 美国电子工业协会（EIA）于1977年推出的新接口标准RS-499的一个子集。采用平衡差分传输方式。全双工通信方式。具有足够好的抗干扰能力。,3.RS-485串行通信接口 在RS-422的输出端设置一个输出
5、“使能端”，则形成RS-485接口。半双工通信方式。可连接多达128个收发器，实现真正的多点双向通讯。,RS-485可以采用两线和四线方式。,RS-485四线脚号,RS-485两线脚号,两线方式连接,（四）PC、三菱PLC、触摸屏及变频器间的通信接口和通信连接,二、PLC与计算机的通信,（一）计算机与单台PLC的通信 1.PLC的通信接口是RS-232C接口时，可直接用适配电缆进行连接。2.PLC的通信接口是RS-422接口时，必须在PLC和计算机之间增加一个RS-232C/RS-422接口转换模块。如：SC-09、FX-232AW。,1.连接方式 一台计算机最多可与16台FX系列PLC连接通
6、信，称为1:N网络。,（二）计算机与多台PLC的通信,2.通信格式 通信格式由PLC中的特殊数据寄存器D8120设置。D8121用于设置站号。设定范围为H00 H0F。D8129用于设置检验时间（单位10ms）。,D8120通信格式定义表,三、PLC与PLC之间的通信,（一）并行链接 1.概述 并行链接即1:1通信，它应用特殊辅助继电器和数据单元在两台PLC间进行自动的数据传送。M8070：主站驱动。M8071：从站驱动。M8072：PLC运行时为ON。M8073：M8070/M8071设置不正确时为ON。M8162：高速模式时为ON。D8070：监视时间，默认为500ms。,2.普通模式（M
7、8162为OFF）通信时间:70ms主站扫描时间ms从站扫描时间ms FX2N(C)、FX1N、FX2和FX2C的数据传输在1:1的基础上通过以下辅助继电器和数据寄存器完成。辅助继电器：100个；数据寄存器：10个。,例：,（1）主站点的X0X7的状态从从站点的Y0Y7输出。（2）主站点D0+D2的运算结果小于或等于100时，从站点的Y10接通。（3）从站点m0m7的状态输出到主站点的Y0Y7。（4）从站点的D10的值作为主站点T0的设定值。,FX0N、FX1S的数据传输在1:1的基础上通过以下辅助继电器和数据寄存器完成。辅助继电器：50个；数据寄存器：10个。,3.高速模式（M8162为ON
8、）通信时间:20ms主站扫描时间ms从站扫描时间ms FX2N(C)、FX1N、FX2和FX2C的数据单元分配：,例：,（1）主站点D0+D2的运算结果小于或等于100时，从站点的Y10接通。（2）从站点的D10的值作为主站点T0的设定值。,4.并行连接组号 同一系列或同一组不同系列的PLC之间可以进行并行链接，但不同组之间的 PLC不能进行并行链接。,FX0N、FX1S的数据单元分配：,连接,（二）多台PLC的链接,1.链接方式 多台PLC之间的通信称为同位通信，又称1:N网络。网络中必须有一台PLC为主站，其他PLC为从站，最多可链接8台FX系列PLC。所需设备：FX0N-485ADP、F
9、X2N-485-BD、FX1N-485-BD.,2.通信规格,3.辅助寄存器,4.数据寄存器D8176:设置站点号。D8177:设置从站点总数。D8178:设置刷新范围。D8179:设置重试次数。D8180:设置通信超时。,例：,5.三种模式对应软元件,（1）模式0（FX0N/FX1S/FX1N/FX2N/FX2NC),（2）模式1（FX1N/FX2N/FX2NC),（3）模式2（FX1N/FX2N/FX2NC),四、三菱PLC网络,三菱PLC提供了三层网络，即以太网、局域令牌网和CC-Link开放式现场总线。,（一）以太网（Ethernet）信息管理层 通过以太网模块（如：QJ71E-100
10、、QJ71E71）与上位机系统接口模块连接，形成以太管理网。主要功能：(1)使用网络互连技术通信协议（TCP/IP）协议，解决异种网络互连问题。(2)使用MC通信协议，可以在网内PLC之间、PLC与外部设备之间进行数据传递。(3)可以通过电子邮件传递和接收数据。,（二）局域令牌网管理与控制层,1.局域网拓扑结构（1）星形 是以中央站为中心与各站连接的网络。任意一站的通信都必须经过中央站。用于小系统和不频繁的工作方式。（2）环形 是将各站的通信接口或适配器连接成一闭合环形线路的网络。每站都可以请求发送和接收信息，此信息接收完后，仍可继续往后传送，直至发送该信息的环路接口为止。,（3）总线型 是一
11、种利用总线将所有站连接起来的网络。各站对总线具有共享权和访问权。为防止两个或两个以上站同时发送信息而发生冲突，采用令牌总线协议通信方式。（令牌为一组二进制数）网络上所有站点按某种方式排序，令牌按此顺序一站一站依次传送，只有得到令牌的站才有权控制和使用网络。在工业控制中较为常用。,1.MELSECNET/网络 网络组件为A1SJ71AP21、A1SJ71AP21-S3等。为双环网络，其中一个为正向环（或称主环路），另一个为反向环（或称副环路）。如果主环路发生故障，系统自动且换到副环路；如果两个环路都发生故障，则仍可在连接的站之间保持数据通信。已逐渐为MELSECNET/10代。,2.主要形式,2
12、.MELSECNET/10网络 通过网络组件（如：A1SJ71LP21A1SJ71LP21GR:令牌环形网；A1SJ71BR11:令牌总线网）将任意的CPU组件挂接到网络系统中。用于A系列的PLC网络系统。传输速率10Mbit/s。可以承担以计算机为支撑的工厂柔性制造系统众多的数据流，有很强的网络监控能力。,3.MELSECNET/H网络 MELSECNET/H网与MELSECNET/10网兼容，具有更高的传输速度，最大达25Mbit/s。使用QJ71LP21-25网络组件，能实现大规模大容量的集中管理和分布式管理的控制。用于Q系列PLC的高速网络系统。,1.CC-Link简介,（三）CC-L
13、ink开放式现场总线控制设备层,CC-LinK是一种简单的开放式现场总线，利用总线将各站连接来，各站对总线具有共享权和访问权。简单的总线解决了工业现场复杂的配线问题，大幅度地降低了工程成本和时间，提高了可靠性和稳定性。其低层通信协议基于使用十分普遍的EIA485通信协议。,2.协议配置,3.CC-Link配置,HMI,RobotController,Robot,Remote I/O,Bit,Bit,Bit,Word,Bit,Word,Bit,Rx/y,Bit,Rx/y,Bit,Word,Rx/yRw,Bit,Word,Rx/yRw,Rx/y,Rw,Rw,Master,Bit,Word,Bit,
14、Word,Rx/yRw,Rw,Master,Local,Inverter,SensorValve,Analog I/O,Remote I/O:2,048bit Remote Register：512word,Rx/y,Rx/y,Rx/y,Rx/y,RobotController,Message,Message,Message,150 byte/1 Scan=,=34 byte/1 Scan,Transient Communication(Max.960 bytes),Master,Local,HMI,Robot,Digital I/O,Bit,Bit,Bit,Word,Bit,Word,Bit
15、,Rx/y,Bit,Rx/y,Bit,Word,Rx/yRw,Bit,Word,Rx/yRw,Rx/y,Rx/y,Rx/y,Rw,Rx/y,Rw,Master,Bit,Word,Bit,Word,Rx/yRw,Rx/y,Rw,Inverter,SensorValve,Analog I/O,Remote I/O:2,048bit Remote Register：512word,4.终端形式,5.数据形式,6.远程设备/数据形式的关系,7.传送方法循环数据的刷新（1）刷新设备:RX,RY,RWr,RWw（2）刷新范围取决于远程终端的数量和型号（3）刷新所有连接的站点（4）刷新操作无需梯形图编程.注
16、：网络模块与CPU之间的刷新需要编程。,8.循环的数据刷新,9.诊断设备,SB,SW:诊断继电器/寄存器监控网络的状态和错误,SB0 to 3F,位设备,CPU 设备内存,主站/就地站的缓冲寄存器,FROM/TO自动刷新参数,注；QnACPU的SB/SW不能被用作CC-Link SB/SW的刷新区 应使用其它CPU设备,字设备,SB40 to 1FF,SW0 to 3F,SW40 to 1FF,10.内存图,网络参数,RX,RY,RWr,RWw,SB,SW,自由使用的内存,远程输入区由远程I/O，设备，智能站以及PLC就地站刷新。,网络参数区由梯形图程序或QnA的自动刷新参数设定。只有PLC主
17、站需要。,由远程输出区刷新远程I/O，设备，智能站和PLC就地站。,远程寄存器输入区由远程设备，智能站以及PLC就地站刷新。,由远程寄存器输出区刷新远程设备，智能站和PLC就地站。,CC-Link 诊断继电器,CC-Link 诊断继电器,Auxiliary memory maybe accessed from other master/local PLC by RIRD or RIWT commands,主站/就地站模块的内存图,11.循环的数据刷新,RX,RY,RWr,RWw,RX,RY,RWr,RWw,RX,RY,RWr,RWw,RX,RY,RWr,RWw,主站,远程I/O，设备，智能站,
18、就地站,就地站,Data source,Original data destination,Copied data,Not available,12.怎样访问内存,网络参数,RX,RY,RWr,RWw,SB,SW,Random accessbuffer,主站/就地站模块的内存图,自动刷新参数,QnA/QnAS,TO,AnN/AnA/AnU/AnS,FROM/TO,FROM/TO,RLPA or TO(Note 1),AnSH,RRPAorFROM/TO(Note 1),FROM/TO,FROM/TO,Note 1:建议使用FROM/TO,五.构建CC-Link的一般方法,（一）构建一般方法 1
19、.基本步骤（1）配置CC-Link网的设备，选择主站/本地站的CPU和模块；选择远程I/O站模块；选择远程设备站模块。（2）设置主站/本地站的站号和传送速率；设置远程I/O站、远程设备站的站号和传送速率。同一网络的传送速率应设置为一样。（3）设置主站/本地站的网络参数和自动刷新参数。,2.构成,创建CC-Link时可以使用A系列PLC或Q系列PLC。主站：控制数据链接系统的站。只有1个站。如：Q02CPUQJ61BT11（CC-Link模块）本地站：能与主站和其它本地站通信的站。最多可有26个站。远程I/O站：处理位元件数据的远程站。最多可有64个站。（AJ65BTB1-160或AJ65BTC
20、-320）,远程设备站：能处理位元件和字元件的远程站。最多可有42个站。如：模拟/数字转换模块AJ65BT-64AD。智能设备站：可以瞬时传送的站。如：RS-232接口模块AJ65BT-R2。最多可有26个站。一个主站总共可以带的站的总数不能超过64个。若要扩展传输距离和站数可采用中继器。,3.主要通信方式,（1）主站与远程I/O站的通信；（2）主站与远程设备站的通信；（3）主站与本地站的通信；（4）主站与智能设备站的通信。,（二）CC-Link通信举例,1.主站与远程I/O站的通信例：,（1）QJ61BT11外形图,（2）面板图及站号和传送速率的设置,（3）AJ65M BTL1N外形图,带内
21、置适配器的远程I/O,（4）面板图及站号和传送速率的设置,在QJ61BT11上设置，主站站号设置为0。传送速率/模式设置开关设置为0，即156bit/s在线。04:在线；59：线路测试，分别按四种传送速率测试；AE：硬件测试，分别按四种传送速率测试。,(5)主站站号与传输速率的设置,三个远程I/O站站号设置为1，2，3；传送速率设置为0。表示156bit/s/在线。,（6）远程I/O站站号和传送速率设置,（7）主站网络参数设置,（8）CCLink的通信过程,CC-Link使用了QJ61BT模块，一打开电源，系统执行CC-Link启动，完成链接扫描和自动刷新过程。1）远程输入,2）远程输出,3）
22、软元件对应关系,4）主站控制远程I/O站主程序举例,2.主站与本地站的数据通讯,（1）系统构成 由主站（QCPU+QJ61BT11)与一本地站（QCPU+QJ61BT11)组成。其中本地站设置为占用4个站（在软件的“网络参数”创可中设置）。,（2）设置主站和本地站的站号和传送速率,分别将主站和本地站的QJ61BT11通信模块的站号设置开关设置为“0”和“1”；将传送速率/模式开关均设置为“0”（传送速率为156bit/s在线）。,（3）设置主站和本地站的自动刷新参数,（4）主站PLC CPU和本地站CPU的软元件刷新和链接的关系,(5)主站和本地站程序,1)主站程序,2）本地站程序,3.CC-
23、Link网络实例,（1）要求：以Q系列PLC Q02CPU+QJ61BT模块为主 站，以5台三菱三菱FX2N-48MR+FX-32CCL模块以及5台三菱A540变频器+FR-A5NC变频器通信模块组成CC-Link现场总线。通过触摸屏能控制Q系列PLC主站及进行监 控，主站能对变频器进行正反转控制，并改 变其运行频率。,（2）网络见图,1）触摸屏,触摸屏主要对PLC和变频器进行运行监控。,2)FX2N-32CCL模块,用于将FX2N/FX0N/FX2NC挂接于CC-Link的通信模块，可设置站号和传输速率。接线端子和QJ61BT11模块相同，远程I/O等刷新软元件RX、RY、RWr、RWw也相似。,3）FR-A5NC模块,用于将FR变频器挂接于CC-Link的通信模块，可设置站号和传输速率。接线端子和QJ61BT11模块相同，远程I/O等刷新软元件RX、RY、RWr、RWw也相似。用字数据控制变频器，应注意RWr、RWw各字的意义。,（3）参数设置,1）PLC网络设置可通过“读取PLC数据”进行自动设置。2）网络参数设置远程输入（RX）的刷新软元件为D1000；远程输入（RY）的刷新软元件为D1020；远程输入（RWr）的刷新软元件为D1040；远程输入（RWw）的刷新软元件为D1080；,
