PLC可编程控制器的通信及网络

一、可编程控制器的网络化趋势
如果把PLC与PLC、PLC与计算机或PLC与其它智能装置通过传输介质连接起来，就可以实现通信或组建网络，从而构成功能更强，性能更好的控制系统，这样可以提高PLC的控制能力及控制范围实现综合及协调控制，同时，还便于计算机管理及对控制数据的处理，提供人机界面友好的操控平台；可使自动控制从设备级发展到生产线级，甚至工厂级，从而实现智能化工厂（Smart Factory）的目标。
随着计算机技术、通信及网络技术的飞速发展，PLC在通信及网络方面的发展也极为迅猛，几乎所有提供可编程控制器的厂家都开发了通信模块或网络系统。三菱电机率先较早的开发了MELSECNET网络，随着网络化控制及集散式控制不断普及，工业控制要求的不断提高，传统的PLC控制系统的网络化方向发展已成为趋势。
二、三菱可编程控制器的通讯类型
三菱主机FX系列支持以下五种类型的通讯：N：N网；并行链接；计算机链接；无协议通讯（用RS指令进行数据传输）；可选编程口。下面介绍有代表性的两种。
（一）N：N网络
用FX2N，FX2NC，FX1N，FX0N可编程控制器进行的数据传输可建立在N：N的基础上，总站点数最大8个，本实验设备采用FX2N-48MR主机。
（二）计算机链接（用专用协议进行数据传输）
用RS485（422）单元进行的数据传输可用专用协议在1：N（16）的基础上完成，最多可以连16台PLC机。
三、通讯格式
本节解释怎样在无协议通讯（RS指令）和计算机链接之间进行通讯设置。
（一）什么是通讯格式。
通讯格式决定计算机链接和无协议通讯（RS指令）间的通讯设置（数据长度，奇偶校验和波特率等）。
通讯格式可用可编程控制器中的特殊数据寄存器D8120来进行设置。根据所使用的外部设备来设置D8120。当修改了D8120的设置后，确保关掉可编程控制器的电源，然后再打开，否则无效。
（二）相关标志和数据寄存器。
1、特殊辅助继电器

特殊辅助继电器	描    述
M8121	数据传输延时（RS指令）
M8122	数据传输标志（RS指令）
M8123	接收结束标志（RS指令）
M8124	载波检测标志（RS指令）
M8126	全局标志（计算机链接）
M8127	接通要求握手标志（计算机链接）
M8128	接通要求错误标志（计算机链接）
M8129	接通要求字/字节变换（计算机链接）
	超时评估标志（RS指令）
M8161	8位/16位变换标志（RS指令）

 2、特殊数据寄存器

特殊数据寄存器	描    述
D8120	通讯格式（RS指令，计算机链接）
D8121	站点号设定（计算机链接）
D8122	剩余待传输数据数（RS指令）
D8123	接收数据数（RS指令）
D8124	数据标题<初始值：STX>（RS指令）
D8125	数据结束符<初始值：ETX>（RS指令）
D8127	接通要求首元件寄存器（计算机链接）
D8128	接通要求数据长度寄存器（计算机链接）
D8129	数据网络超时计时器值（RS指令，计算机链接）

（）表示使用的应用场合。
3、通讯格式D8120

位 号	名  称	描       述
		0（位=OFF）			1（位=ON）
b0	数据长度	7位			8位
b1 b2	奇偶	（b2，b1） （0，0）：无 （0，1）：奇 （1，1）：偶
b3	停止位	1位			2位
b4 b5 b6 b7	波特率（BPS）	（b7，b6，b5，b4） （0，0，1，1）：300 （0，1，0，0）：600 （0，1，0，1）：1，200 （0，1，1，0）：2，400			（b7，b6，b5，b4） （0，1，1，1）：4，800 （1，0，0，0）：9，600 （1，0，0，1）：19，200
b8	标题	无		有效（D8124）默认：STX（02H）
b9	终结符	无		有效（D8125）默认：ETX（03H）
b10 b11 b12	控 制 线	无 协 议	（b12，b11，b10） （0，0，0）：无作用<RS232C接口> （0，0，1）：端子模式<RS232C接口> （0，1，0）：互连模式<RS232C接口>（FX2NV2.00版或更晚） （0，1，1）：普通模式1<RS232C接口><RS485（422）接口> （1，0，1）：普通模式2<RS232C接口>（仅FX，FX2C）
		计算机链接	（b12，b11，b10） （0，0，0）：RS485（422）接口 （0，1，0）：RS232C接口
b13	和校验	没有添加和校验码			自动添加和校验码
b14	协  议	无协议			专用协议
b15	传输控制协议	协议格式1			协议格式4

例子：

数据长度	7位
奇偶	偶
停止位	2位
波特率	9600BPS
协议	无协议
标题	未使用
终结符	未使用
控制线	普通模式1

四、计算机链接（即1：N通讯）
1、链接后的数据流
下述图样为可编程控制器的读、写及状态控制的数据流图。
1）计算机从可编程控制器读取数据。

2）计算机向可编程控制器发送数据

3)可编程控制器向计算机发送数据

2、站号
站号即可编程控制器提供的数字，用来确定计算机在访问哪一个可编程控制器。在FX系列可编程控制器中，站号是通过特殊数据寄存器D8121来设定的。设定范围是从00H和0FH。最多可以实现16台通信。框图如下：

在以上系统中，可以用以下的指令来设定站号。如：0号站设定如下：
LD  M8002
MOV  K0  D8121
梯形图如下：

注意事项如下：
1）在设定站号时，不要为多个站设定相同的号码，否则，传送数据将会混乱并引起通讯的不正常。
2）站号不必按数字顺序来设定，在指定范围内（00H到0FH）可以自由设定。例如，按随机的顺序或跳过一些数字都是可以的，但总站数不能超过16。一般情况16台设定0到15。
3、用一对导线连接，接线图如下：

五、N：N网络
框图如下：FX_2N-485-BD

1、相关标志和数据寄存器介绍
1、1辅助继电器

特性	辅助继电器FX2N	名   称	描    述	响应类型
只读	M8038	N：N网络参数设置	用来设置N：N网络参数	主站点，从站点
只读	M8183	主站点的通讯错误	当主站点产生通 讯错误时它是ON	主站点
只读	从M8184到M8191	从站点的通讯错误	当从站点产生通 讯错误时它是ON	主站点，从站点
只读	M8191	数据通讯	当与其它站点 通讯时它是ON	主站点，从站点

说明：
在CPU错误，程序错误或停止状态下，对每一站点处产生的通讯错误数目不能进行计数。
1、2数据寄存器

特性	辅助继电路（FX2N）	名    称	描   述	响应类型
只读	D8173	站点号	存储它自己的站点号	主站，从站
只读	D8174	从站点总数	存储从站点总数	主站，从站
只读	D8175	刷新范围	存储刷新范围	主站，从站
只写	D8176	站点号设置	设置它自己的站点号	主站，从站
只写	D8177	总从站点数设置	设置从站点总数	主站
只写	D8178	刷新范围设置	设置刷新范围	主站
读写	D8179	重试次数设置	设置重试次数	主站
读写	D8180	通讯超时设置	设置通讯超时	主站
只读	D8201	当前网络扫描时间	存储当前网络扫描时间	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	主站点的通讯错误数目	主站点的通讯错误数目	从站
只读	D8204到D8210	从站点的通讯错误数目	从站点的通讯错误数目	主站，从站
只读	D8211	主站点的通讯错误代码	主站点的通讯错误代码	从站
只读	D8212到D8218	从站点的通讯错误代码	从站点的通讯错误代码	主站，从站

1、3设置
当程序运行或可编程控制器电源打开时，N：N网络的每一个设置都变为有效。
1、3、1设定站点号（D8176）
设定0到7的值到特殊数据寄存器D8176中。

设定值	描   述
0	主站点
1到7	从站点号   例子：1是第1从站点，2是第2从站点

 
如：设定主站0：
MOV   K0   D8176；
设定从站点1：
MOV   K1   D8176；
1、3、2设定从站点的总数（D8177）
设定0到7的值到特殊数据寄存器中。（默认=7）
对于从站点此设定不需要。

设定值	描述
1	1个从站点
2	2个从站点
3	3个从站点
4	4个从站点
5	5个从站点
6	6个从站点
7	7个从站点

1、3、2设置刷新范围（D8178）
设定0到2的值到特殊数据寄存器D8178中。（默认=0）
对于从站此设置不需要。
在每种模式下使用的元件被N：N网络的所有点所占用。

通 讯 设 备	刷  新  范  围
	模式0	模式1	模式2
位软元件（M）	0点	32点	64点
字软元件（D）	4点	4点	8点

1）在模式0的情况下 

站点号	软  元  件  号
	位软元件（M）	字软元件（D）
	0点	4点
第0号	---	D0到D3
第1号	---	D10到D13
第2号	---	D20到D23
第3号	---	D30到D33
第4号	---	D40到D43
第5号	---	D50到D53
第6号	---	D60到D63
第7号	---	D70到D73

2）在模式1的情况下

站点号	软  元  件  号
	位软元件（M）	字软元件（D）
	32点	4点
第0号	M1000到M1031	D0到D3
第1号	M1064到M1095	D10到D13
第2号	M1128到M1159	D20到D23
第3号	M1192到M1223	D30到D33
第4号	M1256到M1287	D40到D43
第5号	M1320到M1351	D50到D53
第6号	M1384到M1415	D60到D63
第7号	M1448到M1479	D70到D73

3）在模式2的情况下

站点号	软  元  件  号
	位软元件（M）	字软元件（D）
	64点	8点
第0号	M1000到M1063	D0到D7
第1号	M1064到M1127	D10到D17
第2号	M1128到M1191	D20到D27
第3号	M1192到M1255	D30到D37
第4号	M1256到M1319	D40到D47
第5号	M1320到M1383	D50到D57
第6号	M1384到M1447	D60到D67
第7号	M1448到M1511	D70到D77

1、3、4设定重试次数（D8178）
设定0到10的值到特殊寄存器D8178中。（默认=3）
从站点不需要此设置
1、3、5设置通讯超时（D8179）。
设定5到255的值到特殊寄存器D8179中。（默认=5）
此值乘以10（ms）就是通讯超时的持续时间。
通讯超时是主站与从站间的通讯驻留时间。
例如：
 
确保把以上的程序作为N：N网络参数设定程序从第0步开始写入。
此程序不需要执行，因为当把其编入此位置时，它自动变为有效。
1、3、6用一对导线连接，接线图如下：