PLC网络与通信ppt.ppt

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 InternationalStandardOrganization 制定了开放式互相通讯协议OSI OpenSystemInterconnection 国际电子电气工程师协会IEEE InstituteofElectricalandElectronicEngineer 建立了IEEE802通信协议标准 美国高级研究院ARPA AdvancedResearchProjectsAgency 开发了TCP IP和FTP通信协议美国通用汽车公司GM GeneralMotor 制定了制造自动化协议MAP ManufactureAutomationProtocol 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 synchronoustransmission 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 asynchronoustransmission 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 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 M8162为OFF 通信时间 70ms 主站扫描时间ms 从站扫描时间msFX2N 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X0 X7的状态从从站点的Y0 Y7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m0 m7的状态输出到主站点的Y0 Y7 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 通信时间 20ms 主站扫描时间ms 从站扫描时间msFX2N 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 FX2N 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 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 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 Link开放式现场总线 控制设备层 2020 3 18 47 可编辑 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 RemoteI 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 Word Rx yRw Rw Master Local Inverter SensorValve AnalogI O RemoteI O 2 048bitRemoteRegister 512word Rx y Rx y Rx y Rx y RobotController Message Message Message 150byte 1Scan 34byte 1Scan TransientCommunication Max 960bytes Master Local HMI Robot DigitalI O Bit Bit Bit Word Bit Word Bit 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 AnalogI O RemoteI O 2 048bitRemoteRegister 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 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 SB0to3F 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 LinkSB SW的刷新区应使用其它CPU设备 字设备 SB40to1FF SW0to3F SW40to1FF 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 Auxiliarymemorymaybeaccessedfromothermaster localPLCbyRIRDorRIWTcommands 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 就地站 就地站 Datasource Originaldatadestination Copieddata Notavailable 12 怎样访问内存 网络参数 RX RY RWr RWw SB SW Randomaccessbuffer 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 RLPAorTO Note1 AnSH RRPAorFROM TO Note1 FROM TO FROM TO Note1 建议使用FROM TO 五 构建CC Link的一般方法 一 构建一般方法1 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 Q02CPU QJ61BT11 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 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 AJ65MBTL1N外形图 带内置适配器的远程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 0 4 在线 5 9 线路测试 分别按四种传送速率测试 A E 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 CC Link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 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QJ6