1、可编程控制器应用技术第十一章第十一章 FX2N系列可编程控系列可编程控制器通讯技术制器通讯技术目录目录n 网络通讯的基本知识网络通讯的基本知识n FX FX2N2N系列系列PLCPLC通讯用硬件及通讯形式通讯用硬件及通讯形式n FX FX2N2N系列系列PLCPLC间的通讯配置及应用实例间的通讯配置及应用实例1内容提要内容提要2 可编程控制器的通讯和网络是近年来工业自动化可编程控制器的通讯和网络是近年来工业自动化领域发展十分迅速的技术。本章简要介绍领域发展十分迅速的技术。本章简要介绍 FX FX2N2N系列可系列可编程控制器与各种数字设备的通讯技术编程控制器与各种数字设备的通讯技术,包括系统的
2、包括系统的配置、连接方式、通讯指令及其应用。给出了配置、连接方式、通讯指令及其应用。给出了PLCPLC间间通讯的应用实例。通讯的应用实例。第一节第一节 网络通讯的基本知识网络通讯的基本知识n 一、数据通讯基础一、数据通讯基础并行通讯 并行通讯是所传送数据的各个位同时进行发送或接收的通讯方式。串行通讯3第一节第一节 网络通讯的基本知识网络通讯的基本知识图11-1 并行通讯与串行通讯4第一节第一节 网络通讯的基本知识网络通讯的基本知识同步传送异步传送 5第一节第一节 网络通讯的基本知识网络通讯的基本知识图11-2 通讯传送的格式6第一节第一节 网络通讯的基本知识网络通讯的基本知识 串行通讯时串行通
3、讯时,在通讯线路上按照数据的传在通讯线路上按照数据的传送方向可以分为单工、全双工和半双工通讯方送方向可以分为单工、全双工和半双工通讯方式。式。7第一节第一节 网络通讯的基本知识网络通讯的基本知识 传输媒介了网络的传输率、网络段的最大长度及传输的可靠性。8第一节第一节 网络通讯的基本知识网络通讯的基本知识性能双绞线同轴电缆光缆传送速率14Mbps1450Mbps10500Mbps连接方法点对点,多点1.5km不用中继器点对点,多点1.5km不用中继器(基带)10km不用中继器(宽带)点对点50km不用中继器传送信号数字信号、调制信号、模拟信号(基带)数字信号、调制信号(基带)数字、声音、图像(宽
4、带)调制信号(基带)数字、声音、图像(宽带)支持网络星型、环行总线型、环型总线型、环型抗干扰好很好极好表11-1 传送介质性能比较9第一节第一节 网络通讯的基本知识网络通讯的基本知识n 二、串行通讯接口标准二、串行通讯接口标准 它既是一种协议标准，也是一种电气标准，它规定了终端和通讯设备之间信息交换的方式和功能。接口采用按位串行的方式单端发送、单端接收,传送距离近数据传送速率低，抗干扰能力差。10第一节第一节 网络通讯的基本知识网络通讯的基本知识 接口采用两对平衡差分信号线，以全双工方式传送数据。通讯速率可达到10Mbps，最大传送距离为120米。抗干扰能力较强，适合远距离传送数据。与RS-4
5、22接口相比，只有一对平衡差分信号线，以半双工方式传送数据，能够在远距离高速通讯中，以最少的信号线完成通讯任务。11第一节第一节 网络通讯的基本知识网络通讯的基本知识n 三、工业控制网络基础三、工业控制网络基础图11-3 PLC网络结构示意图12第一节第一节 网络通讯的基本知识网络通讯的基本知识 在PLC网络中配置的通讯协议可分为两类：和。在进行网络通讯时，通讯双方必须遵守约定的规程，这些为进行可靠的信息交换而建立的规程称为协议。13第一节第一节 网络通讯的基本知识网络通讯的基本知识 开放系统互联的参考模型 OSI，它所用的通用协议一般分为7层，如图11-4所示。应用层表示层会话层传输层网络层
6、数据链路层物理层应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层应用层协议表示层协议会话层协议传输层协议网络层协议数据链路层协议物理层协议图11-4 OSI参考模型14第一节第一节 网络通讯的基本知识网络通讯的基本知识 连接在网络中的通讯站点可分为与。可以对网络中的其他设备发出初始化请求；只能响应主站的初始化请求，不能对网络中的其他设备发出初始化请求。网络中可以采用单主站(只有一个主站)连接方式或多主站(有多个主站)连接方式。15第二节第二节 FX2N系列系列 PLC通讯用硬件及通讯形式通讯用硬件及通讯形式n 一、一、FX FX2N2N系列系列 PLC PLC通讯器件通讯器件类型型号主要用途对应
7、通讯功能连接台数(图号)简易PC间链接并行链接计算机链接无协议通讯外围设备通讯功能扩展板FX2N-232-BD与计算机及其他配备 RS232接口的设备连接1台FX2N-485-BDPLC间NN接口;并联链接11接口;以计算机为主机的专用协议通讯用接口1台(图 11-5)FX2N-422-BD扩展用于与外围设备连接用1台FX2N-CNV-BD与适配器配合实现端口转换(图 11-6)表11-2 FX2N系列 PLC简易通讯常用设备一览表16类型型号主要用途对应通讯功能连接台数(图号)简易PC间链接并行链接计算机链接无协议通讯外围设备通讯特殊适配器FX0N-232ADP与计算机及其他配备 RS232
8、接口的设备连接1台FX0N-485ADPPLC间NN接口;并联链接的11接口;以计算机为主机的专用协议通讯用接口1台(图 11-7)通讯模块FX2N-232-IF作为特殊功能模块扩展的 RS232通讯口最多8台(图11-8)FX-485 PC-IF 将RS485信号转换为计算机所需的RS232信号 注：为不可；为可。17第二节第二节 FX2N系列系列 PLC通讯用硬件及通讯形式通讯用硬件及通讯形式图11-5 FX2N-485-BD图11-6 FX2N-CNV-BD18第二节第二节 FX2N系列系列 PLC通讯用硬件及通讯形式通讯用硬件及通讯形式图11-7 FX0N-485ADP图11-8 FX
9、2N-232-IF19第二节第二节 FX2N系列系列 PLC通讯用硬件及通讯形式通讯用硬件及通讯形式n 二、二、FXFX2N2N系列可编程控制器的通讯形式系列可编程控制器的通讯形式 通过 FX2N-485-BD内置通讯板和专用的通讯电缆。通过 FX2N-CNV-BD内置通讯板、FXON-485ADP特殊适配器和专用通讯电缆。20第二节第二节 FX2N系列系列 PLC通讯用硬件及通讯形式通讯用硬件及通讯形式 采用RS485接口的通讯系统，一台计算机最多可连接16台可编程控制器。采用RS232C接口的通讯系统。21第二节第二节 FX2N系列系列 PLC通讯用硬件及通讯形式通讯用硬件及通讯形式图11
10、-9 计算机与3台PLC连接示意图22第二节第二节 FX2N系列系列 PLC通讯用硬件及通讯形式通讯用硬件及通讯形式元件号功能说明M8126该标志置ON时，表示全体M8127该标志置ON时，表示握手M8128该标志为ON时，表示通讯出错M8129该标志置ON时，表示字/字节转换M8129暂停值标志表11-3 通讯接口寄存器23第二节第二节 FX2N系列系列 PLC通讯用硬件及通讯形式通讯用硬件及通讯形式元件号功能说明D8120通讯格式(见表 11-9)D8121设置的站号D8127数据头部内容D8128数据长度D8129数据网通讯暂停值表11-4 通讯参数寄存器24第二节第二节 FX2N系列系
11、列 PLC通讯用硬件及通讯形式通讯用硬件及通讯形式RS D10 K5 D20 K5X010 Sn D m RSRS指令的使指令的使用说明用说明25第二节第二节 FX2N系列系列 PLC通讯用硬件及通讯形式通讯用硬件及通讯形式指令名称助记符指令代码操作数程序步SmDn串行通信指令 RS FNC80DK、H、DDK、HRS:9步表11-5 串行通讯指令要素26第二节第二节 FX2N系列系列 PLC通讯用硬件及通讯形式通讯用硬件及通讯形式 简易PLC间链接也叫做NN网络。最多可以有8台 PLC连接构成NN网络,实现PLC之间的数据通讯。在采用RS485接口的NN网络中,FX2N系列可编程控制器可以采
12、用连接到网络中。27第三节第三节 FX2N系列系列 PLC间的通讯配置及应用实例间的通讯配置及应用实例n 一、一、FXFX2N2N系列可编程控制器的并行通讯系列可编程控制器的并行通讯图11-11 并行通讯连接示意图28第三节第三节 FX2N系列系列 PLC间的通讯配置及应用实例间的通讯配置及应用实例元件号说 明M8070M8070=ON时,表示该PLC为主站M8071M8071=ON时,表示该PLC为从站M8072M8072=ON时,表示PLC工作在并行通讯方式M8073M8073=ON时,表示PLC在标准并行通讯工作方式,发生 M8070/M8071的设置错误M8162M8162=ON时,表
13、示PLC工作在高速并行通讯方式,仅用于2个字的读/写操作D8070并行通讯的警戒时钟WDT(默认值为500ms)表11-6 并行通讯特殊辅助继电器和寄存器功能29第三节第三节 FX2N系列系列 PLC间的通讯配置及应用实例间的通讯配置及应用实例通讯元件类型说 明位元件(M)字元件(D)M800M899D490D499 主站数据传送到从站所用的数据通讯元件M900M999D500D509 从站数据传送到主站所用的数据通讯元件通讯时间70ms+主站扫描周期+从站扫描周期表11-7 标准并行通讯模式下的通讯元件30第三节第三节 FX2N系列系列 PLC间的通讯配置及应用实例间的通讯配置及应用实例M8
14、00-M899M900-M999M490-M499M500-M509FX2N系列PLCM800-M899M900-M999M490-M499M500-M509FX2N系列PLC自动通讯自动通讯主站(M8070=ON)从站(M8071=ON)图11-12 标准并行通讯模式的连接示意图31第三节第三节 FX2N系列系列 PLC间的通讯配置及应用实例间的通讯配置及应用实例通讯元件类型说 明位元件(M)字元件(D)无D490D491主站数据传送到从站所用的数据通讯元件无 D500D501 从站数据传送到主站所用的数据通讯元件通讯时间20ms+主站扫描周期+从站扫描周期表11-8 高速并行通讯模式下的通
15、讯元件32第三节第三节 FX2N系列系列 PLC间的通讯配置及应用实例间的通讯配置及应用实例图11-13 并行通讯连接示意图33第三节第三节 FX2N系列系列 PLC间的通讯配置及应用实例间的通讯配置及应用实例【例1】图11-14所示两台 PLC采用标准并行通讯方式通讯。试将 FX2N-48MT设为主站,FX2N-32MR设为从站,要求两台 PLC之间能够完成如下的控制要求:将主站的输入端口X000X007的状态传送到从站，通过从站的Y000Y007输出；当主站的计算值(D0+D2)100时,从站的Y010输出为ON;将从站的辅助继电器M0M7的状态传送到主站，通过主站的Y000Y007输出；
16、将从站数据寄存器D10的值传送到主站，作为主站计数器T0的设定值。34第三节第三节 FX2N系列系列 PLC间的通讯配置及应用实例间的通讯配置及应用实例 两台 PLC的并行通讯，通过分别设置在主站和从站中的程序实现。其中：主站控制系统的程序如图11-15所示；从站控制系统的程序如图11-16所示。图11-15 例1主站梯形图35第三节第三节 FX2N系列系列 PLC间的通讯配置及应用实例间的通讯配置及应用实例图11-16 例1从站梯形图36第三节第三节 FX2N系列系列 PLC间的通讯配置及应用实例间的通讯配置及应用实例【例2】如图11-14所示，当两台 PLC采用高速并行通讯方式，要求两台
17、PLC之间能够完成如下的控制要求：当主站的计算值(D10+D12)100时，从站的 Y000输出为 ON；将从站数据寄存器D100的值传送到主站，为主站计数器 T10的设定值。两台 PLC的高速并行通讯,主站控制系统的程序如图11-17所示,从站控制系统的程序如图11-18所示。37第三节第三节 FX2N系列系列 PLC间的通讯配置及应用实例间的通讯配置及应用实例D490-D491D500-D501FX2N系列PLCD490-D491D500-D501FX2N系列PLC自动通讯主站(M8070=ON)(M8162=ON)从站(M8071=ON)(M8162=ON)图11-14 高速并行通讯模式
18、的连接示意图38第三节第三节 FX2N系列系列 PLC间的通讯配置及应用实例间的通讯配置及应用实例图11-17 例2主站梯形图39第三节第三节 FX2N系列系列 PLC间的通讯配置及应用实例间的通讯配置及应用实例图11-18 例2从站梯形图40第三节第三节 FX2N系列系列 PLC间的通讯配置及应用实例间的通讯配置及应用实例n 二、二、NN网络 三菱FX系列可编程控制器中的 FX2N、FX2NC、FX1N、FX1S、FXON可以构成可编程控制器多点通信网络(NN网络)，通过程序控制实现 PLC间数据的通讯。41第三节第三节 FX2N系列系列 PLC间的通讯配置及应用实例间的通讯配置及应用实例图
19、11-19 4台 PLC连接的网络示意图42第三节第三节 FX2N系列系列 PLC间的通讯配置及应用实例间的通讯配置及应用实例通讯标准传送距离连接数量通讯方式RS485最大500米最大8台半双工字长停止位 传送速率数据头数据尾奇偶位求和检验固定值38.4kps固定值固定值表11-9 NN网络的技术规格43第三节第三节 FX2N系列系列 PLC间的通讯配置及应用实例间的通讯配置及应用实例继电器号功 能说 明响应类型读/写方式M8038网络参数设置为ON时,进行NN网络的参数设置主站、从站读M8183主站通讯错误为ON时,主站通讯发生错误从站读M8184M8190从站通讯错误为ON时,从站通讯发生
20、错误主站、从站读M8191数据通讯为ON时,表示正在同其他站通讯主站、从站读表11-10 NN网络的特殊辅助继电器功能说明注:1.通讯错误不包括各站的CPU发生错误、各站工作在编程或停止状态的 指示。2.特殊辅助继电器 M8184M8190对应的 PLC从站号为No.1No.7。44第三节第三节 FX2N系列系列 PLC间的通讯配置及应用实例间的通讯配置及应用实例寄存器号功能说明响应类型读/写方式D8173站号保存PLC自身的站号主站、从站读D8174从站数量保存网络中从站的数量主站、从站读D8175更新范围保存要更新的数据范围主站、从站读D8176站号设置对网络中 PLC站号的设置主站、从站
21、写D8177设置从站数量对网络中从站的数量进行设置从站写D8178更新范围设置对网络中数据的更新范围进行设置从站写表11-11 NN网络的特殊数据寄存器功能说明45寄存器号功能说明响应类型读/写方式D8179重试次数设置设置网络中通讯的重试次数从站读/写D8180公共暂停值的设置设置网络中的通讯公共等待时间从站读/写D8201当前网络扫描时间保存当前的网络扫描时间主站、从站读D8202最大网络扫描时间保存网络允许的最大扫描时间主站、从站读D8203主站发生错误的次数保存主站发生错误的次数主站读46寄存器号功能说明响应类型读/写方式D8204D8210 从站发生错误的次数保存从站发生错误的次数主
22、站、从站读D8211主站通讯错误代码保存主站通讯错误代码主站读D8212D8218 从站通讯错误代码保存从站通讯错误代码主站、从站读注:1.通讯错误的次数不包括本站的 CPU发生错误、本站工作在编程或 停止状态引起的网络通讯错误。2.特殊数据寄存器 D8204D8210对应的 PLC从站号为No.1No.7;特殊数据寄存器 D8212D8218对应的 PLC从站号为No.1No.7。47第三节第三节 FX2N系列系列 PLC间的通讯配置及应用实例间的通讯配置及应用实例数值站号0主站(站号 No.0)17从站(站号 No.1No.7)表11-12 站号的设置48第三节第三节 FX2N系列系列 P
23、LC间的通讯配置及应用实例间的通讯配置及应用实例通信元件类型模式 0模式 1模式 2位元件(M)0点32点64点字元件(D)4个4个32个表11-13 通信数据更新范围的模式49第三节第三节 FX2N系列系列 PLC间的通讯配置及应用实例间的通讯配置及应用实例站号No.0No.1No.2No.3No.4No.5 No.6No.7位元件(M)无无无无无无无无字元件(D)D0D3D10D13D20D23D30D33D40D43D50D53D60D63D70D73表11-14 模式0时使用的数据元件编号50第三节第三节 FX2N系列系列 PLC间的通讯配置及应用实例间的通讯配置及应用实例站号No.0
24、No.1No.2No.3No.4No.5No.6No.7位元件(M)M1000M1031M1064M1095M1128M1159M1192M1223M1256M1287M1320M1351M1384M1415M1448M1479字元件(D)D0D3D10D13D20D23D30D33D40D43D50D53D60D63D70D73表11-15 模式1时使用的数据元件编号51第三节第三节 FX2N系列系列 PLC间的通讯配置及应用实例间的通讯配置及应用实例站号No.0No.1No.2No.3No.4No.5No.6No.7位元件(M)M1000M1063M1064M1127M1128M1191M
25、1192M1255M1256M1319M1320M1383M1384M1447M1448M1511字元件(D)D0D7D10D17D20D27D30D37D40D47D50D57D60D67D70D77表11-16 模式2时使用的数据元件编号52第三节第三节 FX2N系列系列 PLC间的通讯配置及应用实例间的通讯配置及应用实例53第三节第三节 FX2N系列系列 PLC间的通讯配置及应用实例间的通讯配置及应用实例【例3】如图11-20所示，3台 FX2N系列可编程控制器采用 FX2N-485-BD内置通讯板连接，构成的NN网络。要求将 FX2N-80MT设置为主站，从站数为2，数据更新采用模式1
26、，重试次数为3，公共暂停时间为50ms。试设计满足下列要求的主站和从站程序。网络连接网络连接示意图示意图54第三节第三节 FX2N系列系列 PLC间的通讯配置及应用实例间的通讯配置及应用实例 分析：完成此题首先要分别分析列出主站及2个从站的控制要求及一些参数的设置。将主站的输入信号X000X003作为网络共享资源。将从站No.1的输入信号X000X003通过主站的输出端Y014Y017输出。将从站No.2的输入信号X000X003通过主站的输出端Y020Y023输出。55第三节第三节 FX2N系列系列 PLC间的通讯配置及应用实例间的通讯配置及应用实例 将数据寄存器D1的值，作为网络共享资源；
27、当从站No.1的计数器C1接点闭合时，主站的输出端Y005=ON。将数据寄存器D2的值，作为网络共享资源；当从站No.2的计数器C2接点闭合时，主站的输出端Y006=ON。将数值10送入数据寄存器D3和D0中，作为网络共享资源。(2)(2)从站从站 No.1 No.1的控制要求的控制要求 首先要进行站号的设置。然首先要进行站号的设置。然后完成以下控制任务。后完成以下控制任务。56第三节第三节 FX2N系列系列 PLC间的通讯配置及应用实例间的通讯配置及应用实例 将主站 No.0的输入信号X000X003通过从站No.1的输出端Y010Y013输出。将从站No.1的输入信号X000X003作为网
28、络共享资源。将从站No.2的输入信号X000X003通过从站No.1的输出端Y020Y023输出。将主站No.0数据寄存器D1的值，作为从站No.1计数器C1的设定值；当从站No.1的计数器C1接点闭合时，使从站No.1的Y005输出，并将C1接点的状态作为网络共享资源。57第三节第三节 FX2N系列系列 PLC间的通讯配置及应用实例间的通讯配置及应用实例 当从站No.2的计数器C2接点闭合时，从站No.1的输出端 Y006=ON。将数值10送入数据寄存器D10中，作为网络共享资源。将主站No.0数据寄存器D0的值和从站No.2数据寄存器 D20的值相加结果存入从站No.1的数据寄存器D11中
29、。(3)(3)从站从站 No.2 No.2的控制要求的控制要求 首先要进行站号的设置。然后首先要进行站号的设置。然后完成以下控制任务。完成以下控制任务。将主站No.0的输入信号X000X003通过从站No.2的输出端Y010Y013输出。58第三节第三节 FX2N系列系列 PLC间的通讯配置及应用实例间的通讯配置及应用实例 将从站No.1的输入信号X000X003通过从站No.2的输出端Y014Y017输出。将从站No.2的输入信号X000X003作为网络共享资源。当从站No.1的计数器C1接点闭合时，从站No.2的输出端Y005=ON。将主站No.0数据寄存器D2的值，作为从站No.2计数器
30、C2的设定值；当从站No.2的计数器C2接点闭合时，使从站No.2的 Y006输出，并将C1接点的状态作为网络共享资源。59第三节第三节 FX2N系列系列 PLC间的通讯配置及应用实例间的通讯配置及应用实例 将数值10送入数据寄存器D20中，作为网络共享资源。将主站No.0数据寄存器D3的值和从站No.1数据寄存器D10的值相加结果存入从站No.2的数据寄存器D21中。NN网络通讯参数的设置，主要由主站完成，不需要从站的参与，但站号的设置由每个站自己完成。在以上分析详列的基础上再分别完成该题的网络参数的设置、通讯系统出现错误的提示、主站的控制程序和从站的控制程序。60第三节第三节 FX2N系列
31、系列 PLC间的通讯配置及应用实例间的通讯配置及应用实例寄存器号 主站No.0从站No.1从站No.2说明D8176K0K1K2PLC站号的设置D8177K2从站的数量设置D8178K1数据的更新范围设置D8179K3网络中通讯的重试次数D8180K5网络中的通讯公共等待时间表11-17 例3通信参数设置61第三节第三节 FX2N系列系列 PLC间的通讯配置及应用实例间的通讯配置及应用实例MOV K0 D8176MOV K2 D8177MOV K1 D8178MOV K3 D8179MOV K5 D8180M8038设置主站号 NO.0设置从站数2台设置更新模式1设置重试次数3设置公共暂停时间50ms图11-21 例3的网络参数设置梯形图62第三节第三节 FX2N系列系列 PLC间的通讯配置及应用实例间的通讯配置及应用实例 通讯系统的错误报警。图11-22 例3网络通讯错误的报警程序63第三节第三节 FX2N系列系列 PLC间的通讯配置及应用实例间的通讯配置及应用实例 主站和从站的控制程序。主站控主站控制程序制程序64第三节第三节 FX2N系列系列 PLC间的通讯配置及应用实例间的通讯配置及应用实例图11-24 从站 No.1控制程序65第三节第三节 FX2N系列系列 PLC间的通讯配置及应用实例间的通讯配置及应用实例从站从站No.2No.2控制程序控制程序66
