PLC通讯与计算机网络课件.ppt
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- PLC 通讯 计算机网络 课件
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1、第七章第七章 PLC的通讯与计算机网络的通讯与计算机网络 7.1 PLC通信通信概述概述7.2 PLC与与PLC之间的通信之间的通信7.2.1 N:N链接通信链接通信7.3 计算机链接与无协议计算机链接与无协议通信方式通信方式7.2.2 双机并行链接通信双机并行链接通信 本章要点本章要点 1.1.了解了解PLCPLC与计算机通信、与计算机通信、PLCPLC之间的通信的基本方法之间的通信的基本方法。本章难点本章难点 1 1 PLCPLC与计算机通信的连接与操作。与计算机通信的连接与操作。2 2 PLCPLC之间通信的连接与操作。之间通信的连接与操作。7.1 PLC通信概述通信概述7.1.1 通信
2、方式通信方式PLC主要有三种通信方式:主要有三种通信方式:1、PLC与计算机之间的通信;与计算机之间的通信;2、PLC与外围设备之间的通信;与外围设备之间的通信;3、PLC与上位与上位PLC(大中型)之间的通信。(大中型)之间的通信。一、一、PLCPLC与计算机之间的通信与计算机之间的通信 PLC与计算机之间的通信一般是通过计算机的串口实现的。目前工与计算机之间的通信一般是通过计算机的串口实现的。目前工控中常用的串行通信方式主要有三种:控中常用的串行通信方式主要有三种:RS232、RS422和和RS485;他们的;他们的传输速度和传输距离各不相同,适用于不同场合。传输速度和传输距离各不相同,适
3、用于不同场合。1:1通信工作方式(一台通信工作方式(一台PLC与一台与一台PC机):机):直接通过直接通过RS232口无需适配器的通信方式,这只口无需适配器的通信方式,这只适用于具有两个串口的适用于具有两个串口的PLC机型,它除了有一个机型,它除了有一个RS422口可用于编程外,还带有一个口可用于编程外,还带有一个RS232口。故用口。故用户可以利用户可以利用RS232口直接与口直接与PC机的串口相连机的串口相连。通过通过RS422口和适配器与口和适配器与PC机通信的连接图。这种机通信的连接图。这种方式可以用于各种机型,但其缺点是必须配备一个方式可以用于各种机型,但其缺点是必须配备一个RS42
4、2/RS232转换器(即适配器)。而且转换器(即适配器)。而且RS422口与适配口与适配器之间的连接电缆必须用其专用电缆,即编程电缆。器之间的连接电缆必须用其专用电缆,即编程电缆。目前常见三菱系列PLC编程电缆线(下载线)USB-SC09:本质上还是实现RS422与RS232之间的通信。MD8M接头我们实验室里的PLC编程线连接方式实现了实现了RS422/RS232转换转换1:N通信工作方式的连接图(多台通信工作方式的连接图(多台PLC与一台与一台PC机通信机通信):):一台一台PC机最多可连接机最多可连接32台台PLC,可构成现场控制网络。这种通信方式要,可构成现场控制网络。这种通信方式要求
5、配备专用的通信模块求配备专用的通信模块FX232ADP通讯适配器。与通讯适配器。与PC机相连的机相连的FX232ADP模块使用模块使用RS232电缆与电缆与PC的串口相连,与的串口相连,与PLC相连的相连的FX232ADP模模块一般使用块一般使用RS422电缆与电缆与PLC相连,而各个相连,而各个FX232ADP间常采用间常采用RS485方式,方式,只需用一根双绞线连接即可。最远传输距离可达只需用一根双绞线连接即可。最远传输距离可达1km,传输速率可达,传输速率可达500kbps。每一个每一个FX232ADP模块上有一个终端切换开关,应正确放置其位置。当模块上有一个终端切换开关,应正确放置其位
6、置。当FX232ADP处在通信链路的两端时,开关应放在处在通信链路的两端时,开关应放在“ON”处,除此之外均放在处,除此之外均放在“OFF”处。处。在很多控制系统中,需要用一台中型或大型在很多控制系统中,需要用一台中型或大型PLC作主机,又称作主机,又称上位机上位机,该主机可控制多台小型,该主机可控制多台小型PLC,这些小型,这些小型PLC用来直接控制用来直接控制现场设备,称为现场设备,称为下位机下位机,从而构成主从式控制网络。这种通信是,从而构成主从式控制网络。这种通信是PLC和和PLC之间的通信,称为之间的通信,称为远程远程I/O通信通信。二、二、PLC与上位机与上位机PLC的通信的通信三
7、、三、PLC与外围设备的通信与外围设备的通信 PLC可以通过可以通过RS232口或口或RS422口与各种外围设备进行通信。常口与各种外围设备进行通信。常见的见的PLC外围设备有外围设备有IOP(智能操作面板)、(智能操作面板)、EPROM写入器、打印写入器、打印机以及条码判读器等。机以及条码判读器等。7.1.2 网络概述网络概述一、一、PLCPLC网络系统网络系统网络结构分为三种基本形式:网络结构分为三种基本形式:总线结构、环形结构和星形结构总线结构、环形结构和星形结构 二、三菱二、三菱PLC网络网络MELSEC NET网络介绍网络介绍MELSEC NET是三菱为其产品开发的专用数据链路系统,
8、包括是三菱为其产品开发的专用数据链路系统,包括/10/B/H等多种等多种规格,通讯介质有同轴电缆、双绞线、光缆等。网络中可有规格,通讯介质有同轴电缆、双绞线、光缆等。网络中可有PLC、远程、远程IO模块等,模块等,采用采用B、W寄存器来交换数据。寄存器来交换数据。三菱电机的三菱电机的MELSEC NET/10(H)网络(网络(H为为MELSEC NET/10的更的更新版)是一种大容量、高速、性能优良的网络,速度可达新版)是一种大容量、高速、性能优良的网络,速度可达25或或10M,可使用光纤或同轴电缆,每个网络中最大可连接可使用光纤或同轴电缆,每个网络中最大可连接64个站,总距离可达个站,总距离
9、可达30km。MELSEC NET/10(H)有两种网络类型:有两种网络类型:PLC to PLC网络(用网络(用于多个于多个PLC连接的网络);远程连接的网络);远程I/O网络(用于连接远程网络(用于连接远程I/O站的网站的网络)。络)。7.2 PLC与与PLC之间的通信之间的通信7.2.1 N:N链接通信链接通信N:N链接通信协议用于最多链接通信协议用于最多8台台FX系列系列PLC的辅助的辅助继电器和数据寄存器之间的数据的自动交换,其中一继电器和数据寄存器之间的数据的自动交换,其中一台为主机,其余的为从机台为主机,其余的为从机。N:N网络中的每一台网络中的每一台PLC都在其辅助继电器区和都
10、在其辅助继电器区和数据寄存器区分配有一块用于共享的数据区,这些数据寄存器区分配有一块用于共享的数据区,这些辅助继电器和数据寄存器见表辅助继电器和数据寄存器见表7.2,表表7.3。图7.1 N:N网络数据传输示意图表表7.2 N:N网络链接时相关的辅助继电器网络链接时相关的辅助继电器动作特殊辅助继电器名 称说 明响应形式 只写M8038N:N网络参数设定用于N:N网络参数设定主站,从站只读M8063网络参数错误 当主站参数错误,置ON主站,从站只读 M8183 主站通信错误主站通信错误,置ON从站只读M8184一M8019从站通信错误从站通信错误,置ON主站,从站只读M8191数据通信当与其他站
11、通信,置ON 主站,从站表示在本站中出现的通信错误数,不能在表示在本站中出现的通信错误数,不能在CPU出错状态、程序出错状态和停止状出错状态、程序出错状态和停止状态下计录态下计录l注:注:表示与从站号一致。例如:表示与从站号一致。例如:1号站为号站为M8184、2号站为号站为M8185、3号站为号站为M8186 表表7.3 N:N网络链接时相关的数据寄存器网络链接时相关的数据寄存器动作特殊数据寄存器名 称说 明响应形式只读只读D8173站号存储从站的站号主站,从站只读只读D8174 从站总数 存储从站总数主站,从站只读只读D8175 刷新范围 存储刷新范围主站,从站只写只写D8176 设定站数
12、设定本站号主站,从站只写只写 D8177 设定总从站数 设定从站总数主站只写只写D8178 设定刷新范围设定刷新范围主站只写只写D8179 设定重试次数 设定重试次数 主站只写只写D8180超时设定设定命令超时主站续表续表 表示在本站中出现的通信错误数,不能在表示在本站中出现的通信错误数,不能在CPU出错状态、程序出错状态和停止出错状态、程序出错状态和停止状态下纪录状态下纪录 l注:注:表示与从站号一致。例如:表示与从站号一致。例如:1号从站为号从站为D8204、D8212,2号从站为号从站为D8205、D8213,3号从站为号从站为D8206、D8214 只读D8201 当前网络扫描时间存储
13、当前网络扫描时间 主站,从站只读D8202 最大网络扫描时间存储最大网络扫描时间主站,从站只读D8203主站通信错误数主站中通信错误数从站只读D8204-D8210从站通信错误数从站中通信错误数主站,从站只读D8211主站通信错误码主站中通信错误码从站只读D8212-D8218从站通信错误码 从站中通信错误码 主站,从站7.2.2 N:N链接网络的通信设置链接网络的通信设置(1)工作站号设置)工作站号设置(D8176)D8176的设置范围为的设置范围为07,主站应设置为,主站应设置为0,从站设置为,从站设置为17(2)从站个数设置)从站个数设置(D8177)D8177用于在主站中设置从站总数,
14、从站中不须设置,设定范用于在主站中设置从站总数,从站中不须设置,设定范围为围为07之间的值,默认值为之间的值,默认值为7(3)刷新范围(模式)设置)刷新范围(模式)设置(D8178)刷新范围是指在设定的模式下刷新范围是指在设定的模式下主站与从站共享的辅助继电器主站与从站共享的辅助继电器和数据寄存器的范围和数据寄存器的范围 表表7.4 是是D8178对应的三种刷新模式,表对应的三种刷新模式,表7.5是三种模式设置是三种模式设置所对应的所对应的PLC中辅助继电器和数据寄存器的刷新范围,这些辅中辅助继电器和数据寄存器的刷新范围,这些辅助继电器和数据寄存器供各站的助继电器和数据寄存器供各站的PLC共享
15、共享 表表7.4 N:N网络的刷新模式网络的刷新模式刷新范围模式0模式1模式2FX0N、FX1S、FX1N、FX2N和FX2NCFX1N、FX2N和FX2NCFX1N、FX2N和FX2NC位元件(M)0点32点64点字元件(D)4点4点8点表表7.5 三种刷新模式对应的辅助继电器和数据寄存器三种刷新模式对应的辅助继电器和数据寄存器站号站号刷新范围刷新范围模式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0D0D3M1000M1031D0D3M1000M1063D0D71D10D13M1064M1095D10D13M1064M1127D10D172D20D23M11
16、28M1159D20D23M1128M1191D20D273D30D33M1192M1223D30D33M1192M1255D30D374D40D43M1256M1287D40D43M1256M1319D40D475D50D53M1320M1351D50D53M1320M1383D50D576D60D63M1384M1415D60D63M1384M1447D60D677D70D73M1448M1479D70D73M1448M1511D70D77 以模式1为例说明:如果主站的X10要控制1号站的Y0亮,X15要控制1号站的Y0灭,可以用主站的X10来控制1号站的M1000。通过通信,各从站M10
17、00的状态与主站M1000相同。用1号站M1000来控制它的Y0,相当于用主站X10来控制1号站的Y0。从站的X10要控制主站的Y0,可以让从站的X10控制M1064,主站通过M1064控制它的Y0。X10COMX15主站Y0从站COMX10COMX15Y0COMM1000M1064(4)重试次数设置)重试次数设置(D8179)D8179用以设置重试次数,设定范围为用以设置重试次数,设定范围为010(默认值为默认值为3),该设,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试通信(5)通信超时时间设置)通信超时时间设置
18、(D8180)D8180用以设置通信超时时间,设定范围为用以设置通信超时时间,设定范围为5255(默认值为默认值为5),该值乘以该值乘以10ms就是通讯超时时间。该设置限定了主站与从站之间就是通讯超时时间。该设置限定了主站与从站之间的通信时间。的通信时间。【例例7-1】编制编制N:N网络参数的主从站设定程序网络参数的主从站设定程序 7.2.3 N:N网络通信举例网络通信举例图图 N:N网络参数的主站设定程序网络参数的主站设定程序从站点从站点例:例:7-2【例例7-3】有有3台台FX2N系列系列PLC通过通过 N:N并行通信网络并行通信网络交换数据,设计其通信程序。该网络的系统配置如图交换数据,
19、设计其通信程序。该网络的系统配置如图9.10所示所示 图图9.10 1:2 PLC并行网络连接并行网络连接 u该并行网络的初始化设定程序的要求如下:该并行网络的初始化设定程序的要求如下:刷新范围:刷新范围:32位元件和位元件和4字元件字元件(模式模式1)重试次数:重试次数:3次次 通信超时:通信超时:50ms u该并行网络的通信操作要求如下:该并行网络的通信操作要求如下:通过通过M1000M1003,用主站的,用主站的X00X003来控制来控制1号从站号从站的的Y10Y013 通过通过M1064M1067,用,用1号从站的号从站的X000X003来控制来控制2号号从站的从站的Y014Y017
20、通过通过M1128M1131,用,用2号从站的号从站的X000X003来控制主站来控制主站的的Y020Y023 主站的数据寄存器主站的数据寄存器Dl为为1号从站的计数器号从站的计数器C1提供设定值。提供设定值。C1的触点状态由的触点状态由M1070映射到主站的输出点映射到主站的输出点Y005 主站中的数据寄存器主站中的数据寄存器D2为为2号从站计数器号从站计数器C2提供设定值。提供设定值。C2的触点状态由的触点状态由M1140映射到主站的输出点映射到主站的输出点Y006 1号从站号从站D10的值和的值和2号从站号从站D20的值在主站相加,运算结果的值在主站相加,运算结果存放到主站的存放到主站的
21、D3中中 主站中的主站中的D0和和2号从站中号从站中D20的值在的值在1号从站相加中,运算号从站相加中,运算结果存入结果存入1号从号从D11 主站中的主站中的D0和和1号从站中号从站中D10的值在的值在2号从站中相加,运算号从站中相加,运算结果存入结果存入2号从站号从站D21 设计满足上述通信要求的通信程序,首先应对主站、设计满足上述通信要求的通信程序,首先应对主站、从站从站1和从站和从站2的通信参数进行设置(见表的通信参数进行设置(见表7.6),其主站),其主站的通信参数设定程序如图的通信参数设定程序如图7.9所示。图所示。图7.11、图、图7.12和图和图7.13分别是主站、从站分别是主站
22、、从站1和从站和从站2的通信程序的通信程序 解:解:表表7.6 例题例题9-2中的主站、从站中的主站、从站1和从站和从站2的通信参数设置的通信参数设置通信参数主 站站1站2说 明D8176K0K1K2站号D8177K2总从站数:2个D8178K1刷新范围:模式1D8179K3 重试次数:3次(默认)D8180 K5 通信超时:50ms(默认)图图9.11 主站的通信程序主站的通信程序主站主站X0X3控制从站控制从站Y10Y13 2从站从站X0X3控制主站控制主站Y20Y23图图9.12 从站从站1的通信程序的通信程序ADDK1M1064RST图图9.13 从站从站2的通信程序的通信程序N:N通
23、信实例:双联电梯控制 1 1层召主从远近判断层召主从远近判断7.2.4 双机并行链接通信双机并行链接通信u双机并行链接是指使用双机并行链接是指使用RS-485通信适配器或功能扩展通信适配器或功能扩展板连接两台板连接两台FX系列系列PLC(即(即1:1方式)以实现两方式)以实现两PLC之间的信息自动交换之间的信息自动交换(见图见图9.14)图9.14 双机并行链接u1:1并行连接有一般模式和高速模式两种并行连接有一般模式和高速模式两种 M8162=OFF时,并行连接为一般模式(如图时,并行连接为一般模式(如图7.15)M8162=ON,并行连接为高速模式(如图,并行连接为高速模式(如图7.16)
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