1、PLC的通信與網(wǎng)絡,10.1 通信與網(wǎng)絡概述 10.2 PLC與計算機的通信 10.3 PLC間的通信, 本章要點 1. 了解PLC與計算機通信、PLC之間的通信的基本方法。 本章難點 1 PLC與計算機通信的連接與操作。 2 PLC之間通信的連接與操作。,10.1 通信與網(wǎng)絡概述,10.1.1 通信方式,PLC主要有三種通信方式： 1、PLC與計算機之間的通信； 2、PLC與外圍設備之間的通信； 3、PLC與上位PLC（大中型）之間的通信。,一、PLC與計算機之間的通信,PLC與計算機之間的通信一般是通過計算機的串口實現(xiàn)的。目前工控中常用的串行通信方式主要有三種：RS232、RS422和RS

2、485；他們的傳輸速度和傳輸距離各不相同，適用于不同場合。,1:1通信工作方式（一臺PLC與一臺PC機）：,直接通過RS232口無需適配器的通信方式，這只適用于具有兩個串口的PLC機型，它除了有一個RS422口可用于編程外，還帶有一個RS232口。故用戶可以利用RS232口直接與PC機的串口相連 。,通過RS422口和適配器與PC機通信的連接圖。這種方式可以用于各種機型，但其缺點是必須配備一個RS422/RS232轉換器（即適配器）。而且RS422口與適配器之間的連接電纜必須用其專用電纜，即編程電纜。,1:N通信工作方式的連接圖（多臺PLC與一臺PC機通信 ）：,一臺PC機最多可連接32臺PL

3、C，可構成現(xiàn)場控制網(wǎng)絡。這種通信方式要求配備專用的通信模塊FX232ADP通訊適配器。與PC機相連的FX232ADP模塊使用RS232電纜與PC的串口相連，與PLC相連的FX232ADP模塊一般使用RS422電纜與PLC相連，而各個FX232ADP間常采用RS485方式，只需用一根雙絞線連接即可。最遠傳輸距離可達1km，傳輸速率可達500kbps。每一個FX232ADP模塊上有一個終端切換開關，應正確放置其位置。當FX232ADP處在通信鏈路的兩端時，開關應放在“ON”處，除此之外均放在“OFF”處。,在很多控制系統(tǒng)中，需要用一臺中型或大型PLC作主機，又稱上位機，該主機可控制多臺小型PLC，

4、這些小型PLC用來直接控制現(xiàn)場設備，稱為下位機，從而構成主從式控制網(wǎng)絡。這種通信是PLC和PLC之間的通信，稱為遠程I/O通信。,三、PLC與外圍設備的通信,PLC可以通過RS232口或RS422口與各種外圍設備進行通信。常見的PLC外圍設備有IOP（智能操作面板）、EPROM寫入器、打印機以及條碼判讀器等。,二、PLC與上位機PLC的通信,10.1.2 網(wǎng)絡概述,一、PLC網(wǎng)絡系統(tǒng),網(wǎng)絡結構分為三種基本形式：總線結構、環(huán)形結構和星形結構,MELSEC NET網(wǎng)絡特點：,（1）具有構成多層數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)能力 （2）可靠性高,（3）良好的通訊監(jiān)測功能 （4）網(wǎng)絡中有1024個通訊繼電器和1024個

5、通訊寄存器，可在所有站中適當?shù)胤峙涫褂?，便于用戶編寫通訊程序。傳輸速度可達1.25MB/S，這保證了MELSECNET網(wǎng)絡的公共數(shù)據(jù)通訊。,二、三菱PLC網(wǎng)絡MELSEC NET網(wǎng)絡介紹,10.1.3 S7-200系列PLC的通信與網(wǎng)絡,1S7-200系列PLC與計算機通信的形式（網(wǎng)絡形式）,（1）PC/PPI網(wǎng)絡(連接簡單 ) （2）多主機網(wǎng)絡(1個以上的主機 通信) （3）令牌網(wǎng)絡 （4）DP網(wǎng)絡（CPU215支持DP協(xié)議，且只能作從機使用 ）,2S7-200系列PLC之間的通信,這種網(wǎng)絡的設計思想是在輔助繼電器（位）、數(shù)據(jù)寄存器（字）中專門開辟一個地址范圍，將其分配給各臺PLC，使得某臺

6、PLC可以寫其中某些元件而其他所有站都可以讀這些元件，然后再由這些元件去驅動其本身的軟元件以達到通信目的，各站主機之間元件狀態(tài)信息的交換是由PLC系統(tǒng)自己完成的，不需要用戶編程。,（1）西門子SINEC LI LAN網(wǎng)絡（小量數(shù)據(jù)交換、低速通信網(wǎng)絡 ）,通信速率為9.6Kbps。通信方式為主從式，一個主站最多可掛30個從站。主站處于主動位置，協(xié)調網(wǎng)上的信息傳輸，從站為被動。BT777是網(wǎng)絡耦合器，每站通過網(wǎng)絡耦合器與網(wǎng)絡連接。, 數(shù)據(jù)傳輸基本原理,用戶必須為每個站定義一個發(fā)送“信箱”和接收“信箱”，有兩個控制字節(jié)分別控制兩個方向的數(shù)據(jù)傳遞，即接收和發(fā)送。所謂“信箱”，實際上是用戶定義用于存儲接

7、收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)的一塊數(shù)據(jù)區(qū)。網(wǎng)絡上的站發(fā)表把要發(fā)送的數(shù)據(jù)存放在發(fā)送“信箱”、用置位控制字節(jié)中“啟動發(fā)送”位的辦法向主站發(fā)出發(fā)送申請。主站的微處理器按順序查詢從站的控制字節(jié)，從而判斷是否有發(fā)送請求，查詢順序是按用戶預先編制的查詢順序表進行的。,當主站查詢到發(fā)送請求，就從發(fā)送“信箱”讀取數(shù)據(jù)，并準備傳送給目標站的接收“信箱”。每個站用編號區(qū)分，0號站為主站，從站可以由用戶定義為130間的數(shù)。只有接收站的“接收允許”位被置位時，才能進行傳送服務。一旦傳送結束，立即復位“發(fā)送請求”位，以表示數(shù)據(jù)已到達目的地。同時復位接收站的“接收允許”位，以說明有新數(shù)據(jù)輸入，用戶程序對新數(shù)據(jù)進行處理后，重新置位“接

8、收允許”位，等待下一次接收。, 數(shù)據(jù)交換格式,SINEC LI LAN網(wǎng)絡有三種數(shù)據(jù)交換格式：查詢式、中斷式、廣播式。, 主站和從站初始化,初始化就是要對CP530進行編程。, 應用軟件的編制,編制發(fā)送“信箱”和接收“信箱”?！靶畔洹庇蓛却鏀?shù)字變量組成，兩個“信箱”格式相同，“信箱”的第1個字節(jié)是要發(fā)送或接收的字節(jié)數(shù)，第2個字節(jié)是站號，從第3個字節(jié)開始為實際發(fā)送或接收的數(shù)據(jù)，“信箱”的具體格式如下所示：,控制字節(jié)的格式：,當有數(shù)據(jù)要發(fā)送時，必須把數(shù)據(jù)放入發(fā)送“信箱”，置位控制字節(jié)的第7位。數(shù)據(jù)發(fā)送結束時，操作系統(tǒng)復位控制字節(jié)的第7位，可以請求下一次發(fā)送。 當接收的數(shù)據(jù)全部放入接收“信箱”時，操

9、作系統(tǒng)復位接收站控制字節(jié)的第7位。此時用戶程序可以從接收“信箱”讀出數(shù)據(jù)，讀完數(shù)據(jù)后，用戶程序置位控制字節(jié)的第7位，準備接收下一次傳送的數(shù)據(jù)。,（2）西門子SINEC HI LAN可編程控制器網(wǎng)絡,SINEC HI LAN是用于大型分布自動化控制系統(tǒng)的高速網(wǎng)絡系統(tǒng)，數(shù)據(jù)傳送速度10Mbps，該網(wǎng)上可掛SIMATIC S7-200和SICOMP計算機。, 結構。SINEC HI LAN由獨立的網(wǎng)段組成，每個網(wǎng)段長500m，可掛100個站。網(wǎng)段之間用中繼站連接。兩站之間最多掛兩個中繼站。在一個網(wǎng)絡中，一個中繼站可分為一對遠程中繼站，遠程中繼站之間的距離為1000m，每個站和中繼站都通過755耦合器

10、連到網(wǎng)上，可編程控制器和網(wǎng)的通信是通過通信處理板CP535進行的。 數(shù)據(jù)交換方式。SINEC HI LAN相當于Ethernet網(wǎng)絡，符合IEEE802.3標準，競爭式存取，是載波偵聽多重訪問/沖突檢測（CSMA/CD）信令方式。當某站有數(shù)據(jù)要發(fā)送時，就請求發(fā)送，如果網(wǎng)處于“閑”狀態(tài)，該站就占有通道使用權，向網(wǎng)絡發(fā)送數(shù)據(jù)，其他站識別并接收屬于自己的信息。如果兩站同時發(fā)出請求，兩站能識別這種情況，請求均無效，需再請求。 功能方式。SINEC HI LAN有三種任務功能：發(fā)送功能、寫功能和功能。,在發(fā)送功能中，發(fā)送站發(fā)送數(shù)據(jù)，接收站接收數(shù)據(jù)。發(fā)送站定義數(shù)據(jù)源，接收站定義數(shù)據(jù)目標。對應用程序發(fā)出的發(fā)

11、送請求，通信微處理器根據(jù)連接方式的優(yōu)先級進行傳送。,在寫方式中，發(fā)送站發(fā)送數(shù)據(jù)，接收站接收數(shù)據(jù)。與發(fā)送方式不同，在寫方式下，數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)目標都是由發(fā)送站定義的。即發(fā)送站不僅定義數(shù)據(jù)源，也定義數(shù)據(jù)目標。寫數(shù)據(jù)方式只能在優(yōu)先級PRIO2下進行。 在讀方式中，接收站先向發(fā)送站發(fā)現(xiàn)讀請求，發(fā)送站傳送數(shù)據(jù)給請求站。與寫方式相同，請求站定義數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)目標。亦即用戶可以決定從某站讀取某部分數(shù)據(jù)。讀方式只能在優(yōu)先級PRIO2下進行。, 連接方式。 連接方式有兩種：直接連接方式和多擲連接方式。,多擲式連接用于快速數(shù)據(jù)傳輸，不需要應答。這種連接方式允許一個站向特定的一組站發(fā)送數(shù)據(jù)，特定組是在系統(tǒng)生成時定義的。,

12、指數(shù)據(jù)傳輸是站與站之間進行, 優(yōu)先級,PRIO0：帶中斷申請的快速服務。用靜態(tài)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)建立永久性連接， 要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)優(yōu)先發(fā)出，并向接收站發(fā)出中斷申請。 PRIO1：不帶中斷申請的快速服務。用靜態(tài)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)建立永久性連 接，要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)優(yōu)先發(fā)出。 PRIO2：永久性連接的標準服務。建立永久性連接，但所需的數(shù)據(jù)緩沖 區(qū)是在執(zhí)行任務時動態(tài)建立的。 PRIO3：臨時連接的標準服務。有數(shù)據(jù)傳輸時，臨時建立連接和數(shù)據(jù)緩 沖區(qū)，所建立的連接，由用戶程序清除。 PRIO4：臨時連接的標準服務。有數(shù)據(jù)傳輸時，臨時建立連接和數(shù)據(jù)緩 沖區(qū)，數(shù)據(jù)傳輸完全后，立即清除連接和緩沖區(qū)。, CP535初始化。初始化分兩部分

13、：系統(tǒng)參數(shù)和連接參數(shù)初始化。系統(tǒng)參數(shù)是指通信板的級別、固化軟件的版本和存儲器的型號等。最主要的參數(shù)是CP535的接口號和Ethernet的物理地址。連接參數(shù)用于定義連接類型、任務方式及優(yōu)先級別等。 標準程序塊調用。在發(fā)送方式中，仍調用標準發(fā)送功能塊和接收功能塊。寫方式中直接調用發(fā)送功能塊，只需QTYPRW。讀方式中，由專用標準功能塊FB246供調用，功能塊的圖形調用方式及下表。,要使兩臺S7-200PLC（分別稱為A機和B機）采用可編程通信模式進行數(shù)據(jù)交換。A機的IB0控制B機的QB0。對發(fā)送接收的時間配合關系無特殊要求。,分析 由于對兩臺機的發(fā)送與接收配合時間無特殊要求（這是一種最簡單的通信

14、），且一臺機只有一種功能，即接收或發(fā)送。故兩臺機的程序可相對獨立地編制而無需考慮其間的握手（handshaking）信號處理。 對A機，在設置了可編程通信模式之后，只要循環(huán)反復地將IB0送至在變量緩沖區(qū)中開辟的一個表格中的字節(jié)地址且不斷執(zhí)行發(fā)送指令XMT即可。同理，對B機，設置可編程通信模式之后，將接收中斷事件8連接到一個中斷程序，再開中斷，然后循環(huán)地從SMB2中讀取數(shù)據(jù)再送到QB0即可。,（3）應用實例,發(fā)送程序,發(fā)送程序:,接收程序,程序注釋 調試 分別將發(fā)送程序下裝（download）至A機。將接收程序下裝至B機。 采用西門子SINEC L2網(wǎng)的連接器及電纜，在斷電狀態(tài)時將兩臺PLC通過

15、PPI編程接口相連。一種最簡單的實驗室方法是直接利用編程器PG740或PG720所附帶的MPI編程電纜來直接將A、B機相連。 上電運行后將A、B機的模式開關打到TERM位置。 接通或斷開A機的模擬器開關，應能觀察到：B機的輸出QB0會跟隨A機的IB0同步變化。,10.2 PLC與計算機的通信,運用RS232C和RS422通道，很容易配置一個與外部計算機進行通訊的系統(tǒng)。該系統(tǒng)中PLC接受控制系統(tǒng)中的各種控制信息，分析處理后轉化為PLC中軟元件的狀態(tài)和數(shù)據(jù)。PLC又將所有軟元件的數(shù)據(jù)和狀態(tài)送人計算機，由計算機采集這些數(shù)據(jù)，進行分析及運行狀態(tài)監(jiān)測，用計算機可改變PLC的初始值和設定值，從而實現(xiàn)計算機

16、對PLC的直接控制。,10.2.1 采用FX232ADP的連接通訊,RS232C用通訊適配器FX-232ADP能夠以無規(guī)約方式與各種具有RS232C接口的通訊設備連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。通訊設備包括計算機、條形碼讀出器和及圖像檢測器等。使用FX-232ADP時，也可用調制解調器進行遠程通訊。,1通訊系統(tǒng)的連接,2通訊操作,（1）通訊參數(shù)的設置,參數(shù)包括波特率、停止位和奇偶校驗等，它們通過位組合方式來選擇，這些位存放在數(shù)據(jù)寄存器D8120中 。,（2）起始字符和結束字符可以根據(jù)用戶的需要自行修改。 （3）起始字符和結束字符在發(fā)送時自動加到發(fā)送的信息上。 在接收信息過程中，除非接收到起始字符，不然數(shù)據(jù)

17、將被忽略。數(shù)據(jù)將被連續(xù)不斷地讀進直到接到結束字符或接收緩沖區(qū)全部占滿為止。因此，必須將接收緩沖區(qū)的長度與所要接收的最長信息的長度設定得一樣。,10.2.2 采用FX232AW連接的通訊,FX-232AW接口單元，可將RS232C信號和RS422信號進行相互交換，使通用計算機與PLC之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送及監(jiān)控。信號的傳送速度為9600位s。,1通訊系統(tǒng)的連接,2系統(tǒng)的配置,（1）計算機。要求機型是IBM PC/AT（兼容），CPU：486以上，內存：8兆或更高（推薦16兆以上）。,（2）編程和通信軟件。采用應用于FX系列PLC的編程軟件SWOPC-FXGP/WINC（可在Windows 3.1及W

18、indows 95以上操作系統(tǒng)運行）。,（3）接口單元。采用FX-232AWC型RS-232C/RS-422轉換器（便攜式）或FX-232AW型RS-232C/RS-422轉換器（內置式），以及其他指定的轉換器。 （4）通信線纜。采用FX-422CAB型RS-422纜線（用于FX2，F(xiàn)X2c型PLC，0.3m）或FX-422CAB-150型RS-422纜線（用于FX2，F(xiàn)X2c型PLC，1.5m），以及其他指定的纜線。,3通訊操作,（1）系統(tǒng)設置 ： 端口設置 ；串口設置；運行時程序改變 。,（2）數(shù)據(jù)傳送 ：程序傳送 ；寄存器數(shù)據(jù)傳送 ；PLC存儲器清除 。,4系統(tǒng)監(jiān)控,10.3 PLC間的通信,現(xiàn)在很多控制系統(tǒng)中，需要用很多臺PLC來進行控制。這些PLC各自有不同的分工，進行各自的控制，同時它們又互相聯(lián)系，進行通訊以達到共同控制，協(xié)調工作。,10.3.1 通訊系統(tǒng)的連接,10.3.2 通訊操作,1通訊的設置,當主站的標志M8070和從站的標志M8071都為ON時，才能實現(xiàn)主站與從站之間的數(shù)據(jù)傳送，因此，主站和從站程序中必須含有相應的置M8070和M8071為ON的指令。若需清除主站標志M8070和從站的標志M8071，需在PLC處于STOP狀態(tài)時進行。,2并行通訊指令,PRUN指令利用并行通訊適配器FX240APAW，把源操作數(shù)傳送