FX2N系列可编程控制器通讯技术

可编程控制器应用技术第十一章

FX2N系列可编程控制器通讯技术可编程控制器应用技术第十一章FX2N系列可编程控制器通目录网络通讯的基本知识FX2N系列PLC通讯用硬件及通讯形式FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例1目录网络通讯的基本知识1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领域发展十分迅速的技术。本章简要介绍FX2N系列可编程控制器与各种数字设备的通讯技术,包括系统的配置、连接方式、通讯指令及其应用。给出了PLC间通讯的应用实例。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第一节网络通讯的基本知识一、数据通讯基础1.数据传送方式(1)并行通讯和串行通讯①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。②串行通讯3第一节网络通讯的基本知识一、数据通讯基础1.数据传送方式第一节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第一节网络通讯的基本知识(2)同步传送和异步传送

通讯传送按同步方式分类

同步传送异步传送5第一节网络通讯的基本知识(2)同步传送和异步传送通讯传第一节网络通讯的基本知识图11-2通讯传送的格式6第一节网络通讯的基本知识图11-2通讯传送的格式6第一节网络通讯的基本知识2.数据传送方向

串行通讯时,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式。7第一节网络通讯的基本知识2.数据传送方向串行通讯第一节网络通讯的基本知识3.数据传送介质传输媒介决定了网络的传输率、网络段的最大长度及传输的可靠性。

目前常用的传送介质主要有双绞线、同轴电缆和光缆等。8第一节网络通讯的基本知识3.数据传送介质传输媒介第一节网络通讯的基本知识性能双绞线同轴电缆光缆传送速率1～4Mbps1～450Mbps10～500Mbps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第一节网络通讯的基本知识性能双绞线同轴电缆光缆传送速率1～第一节网络通讯的基本知识二、串行通讯接口标准1.RS-232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。特点：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第一节网络通讯的基本知识二、串行通讯接口标准1.RS-2第一节网络通讯的基本知识2.RS-422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。3.RS-485与RS-422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第一节网络通讯的基本知识2.RS-422接口采用第一节网络通讯的基本知识三、工业控制网络基础1.工业控制网络的结构图11-3PLC网络结构示意图12第一节网络通讯的基本知识三、工业控制网络基础1.工业控制第一节网络通讯的基本知识2.通讯协议在PLC网络中配置的通讯协议可分为两类：通用协议和公司专用协议。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。定义分类13第一节网络通讯的基本知识2.通讯协议在PLC网络第一节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11-4OSI参考模型14第一节网络通讯的基本知识开放系统互联的参考模型O第一节网络通讯的基本知识3.主站与从站连接在网络中的通讯站点根据功能可分为主站与从站。

主站可以对网络中的其他设备发出初始化请求；

从站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第一节网络通讯的基本知识3.主站与从站连接在网络第二节FX2N系列PLC通讯用硬件及通讯形式一、FX2N系列PLC通讯器件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N∶N接口;并联链接1∶1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11-2FX2N系列PLC简易通讯常用设备一览表16第二节FX2N系列PLC通讯用硬件及通讯形式一、FX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接口的设备连接××○○○1台FX0N-485ADPPLC间N∶N接口;并联链接的1∶1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-485PC-IF将RS485信号转换为计算机所需的RS232信号××○××续表注：×为不可；○为可。17类型型号主要用途对应通讯功能连接台数(图号)简易PC间链接并第二节FX2N系列PLC通讯用硬件及通讯形式图11-5FX2N-485-BD图11-6FX2N-CNV-BD18第二节FX2N系列PLC通讯用硬件及通讯形式图11-5第二节FX2N系列PLC通讯用硬件及通讯形式图11-7FX0N-485ADP图11-8FX2N-232-IF19第二节FX2N系列PLC通讯用硬件及通讯形式图11-7第二节FX2N系列PLC通讯用硬件及通讯形式二、FX2N系列可编程控制器的通讯形式1.并行通讯①通过FX2N-485-BD内置通讯板和专用的通讯电缆。②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FX2N系列PLC通讯用硬件及通讯形式二、FX2第二节FX2N系列PLC通讯用硬件及通讯形式2.计算机与多台PLC之间的通讯(1)通讯系统的连接①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。②采用RS232C接口的通讯系统。21第二节FX2N系列PLC通讯用硬件及通讯形式2.计算第二节FX2N系列PLC通讯用硬件及通讯形式图11-9计算机与3台PLC连接示意图22第二节FX2N系列PLC通讯用硬件及通讯形式图11-9第二节FX2N系列PLC通讯用硬件及通讯形式(2)通讯的配置

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FX2N系列PLC通讯用硬件及通讯形式(2)通第二节FX2N系列PLC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FX2N系列PLC通讯用硬件及通讯形式元件号功能第二节FX2N系列PLC通讯用硬件及通讯形式3.无协议通讯(1)串行通讯指令RS实现的通讯RSD10K5D20K5X010[S·]

n

[D·]

mRS指令的使用说明25第二节FX2N系列PLC通讯用硬件及通讯形式3.无协第二节FX2N系列PLC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[S·]m[D·]n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FX2N系列PLC通讯用硬件及通讯形式指令名称助第二节FX2N系列PLC通讯用硬件及通讯形式(2)特殊功能模块FX2N-232IF实现的通信

4.简易PLC间链接

简易PLC间链接也叫做N∶N网络。最多可以有8台PLC连接构成N∶N网络,实现PLC之间的数据通讯。在采用RS485接口的N∶N网络中,FX2N系列可编程控制器可以采用两种方法连接到网络中。27第二节FX2N系列PLC通讯用硬件及通讯形式(2)特第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例一、FX2N系列可编程控制器的并行通讯1.通讯系统的连接图11-11并行通讯连接示意图28第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例一、FX第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例2.通讯系统的参数设置(1)相关的功能元件和数据

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FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例2.通第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例(2)标准并行通讯模式的设置与连接

通讯元件类型说明位元件(M)字元件(D)M800～M899D490～D499主站数据传送到从站所用的数据通讯元件M900～M999D500～D509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FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例(2)第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例M800-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FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例M800第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例(3)高速并行通讯模式的设置与连接

通讯元件类型说明位元件(M)字元件(D)无D490～D491主站数据传送到从站所用的数据通讯元件无

D500～D501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讯元件32第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例(3)第三节FX2N系列PLC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FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例图11-第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例

3.FX2N系列可编程控制器并行通讯举例【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:①将主站的输入端口X000～X007的状态传送到从站，通过从站的Y000～Y007输出；②当主站的计算值(D0+D2)≤100时,从站的Y010输出为ON;③将从站的辅助继电器M0～M7的状态传送到主站，通过主站的Y000～Y007输出；④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FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例3.F第三节FX2N系列PLC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FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例第三节FX2N系列PLC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FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例图11-第三节FX2N系列PLC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PLC之间能够完成如下的控制要求：①当主站的计算值(D10+D12)≤100时，从站的Y000输出为ON；②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FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例【例2第三节FX2N系列PLC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高速并行通讯模式的连接示意图

38第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例D490第三节FX2N系列PLC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FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例图11-第三节FX2N系列PLC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FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例图11-第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例二、N∶N网络1.N∶N网络的构成三菱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(N∶N网络)，通过程序控制实现PLC间数据的通讯。41第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例二、N第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例(1)网络的连接

图11-194台PLC连接的网络示意图42第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例(1)第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例

(2)网络系统的技术规格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11-9N∶N网络的技术规格43第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例(2)第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例2.N∶N网络系统的主要参数(1)特殊辅助继电器

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N∶N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M8184～M8190从站通讯错误为ON时,从站通讯发生错误主站、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11-10N∶N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M8184～M8190对应的PLC从站号为No.1～No.7。44第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例2.N第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例(2)特殊寄存器

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11-11N∶N网络的特殊数据寄存器功能说明45第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例(2)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续表46寄存器号功能说明响应类型读/写方式D8179重试次数设置设置寄存器号功能说明响应类型读/写方式D8204～D8210从站发生错误的次数保存从站发生错误的次数主站、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D8212～D8218从站通讯错误代码保存从站通讯错误代码主站、从站读续表注: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D8204～D8210对应的PLC从站号为No.1～No.7;特殊数据寄存器D8212～D8218对应的PLC从站号为No.1～No.7。47寄存器号功能说明响应类型读/写方式D8204～D8210从站第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例3.N∶N网络的参数设置(1)站号的设置数值站号0主站(站号No.0)1～7从站(站号No.1～No.7)表11-12站号的设置(2)从站数的设置

48第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例3.N第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例(3)设置数据更新范围

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FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例(3)第三节FX2N系列PLC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)无无无无无无无无字元件(D)D0～D3D10～D13D20～D23D30～D33D40～D43D50～D53D60～D63D70～D73表11-14模式0时使用的数据元件编号50第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例站号No第三节FX2N系列PLC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)

M1000～M1031M1064～M1095M1128～M1159M1192～M1223M1256～M1287M1320～M1351M1384～M1415M1448～M1479字元件(D)D0～D3D10～D13D20～D23D30～D33D40～D43D50～D53D60～D63D70～D73表11-15模式1时使用的数据元件编号51第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例站号No第三节FX2N系列PLC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)

M1000～M1063M1064～M1127M1128～M1191M1192～M1255M1256～M1319M1320～M1383M1384～M1447M1448～M1511字元件(D)D0～D7D10～D17D20～D27D30～D37D40～D47D50～D57D60～D67D70～D77表11-16模式2时使用的数据元件编号52第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例站号No第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例(4)通讯重试次数的设置

(5)设置公共暂停时间53第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例(4)第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例4.N∶N网络的应用举例【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N∶N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，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。网络连接示意图54第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例4.N第三节FX2N系列PLC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。(1)主站No.0的控制要求①将主站的输入信号X000～X003作为网络共享资源。②将从站No.1的输入信号X000～X003通过主站的输出端Y014～Y017输出。③将从站No.2的输入信号X000～X003通过主站的输出端Y020～Y023输出。55第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例④将数据寄存器D1的值，作为网络共享资源；当从站No.1的计数器C1接点闭合时，主站的输出端Y005=ON。⑤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。⑥将数值10送入数据寄存器D3和D0中，作为网络共享资源。(2)从站No.1的控制要求首先要进行站号的设置。然后完成以下控制任务。56第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例④将数第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例①将主站No.0的输入信号X000～X003通过从站No.1的输出端Y010～Y013输出。②将从站No.1的输入信号X000～X003作为网络共享资源。③将从站No.2的输入信号X000～X003通过从站No.1的输出端Y020～Y023输出。④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FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例①将主第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例⑤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。⑥将数值10送入数据寄存器D10中，作为网络共享资源。⑦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。(3)从站No.2的控制要求首先要进行站号的设置。然后完成以下控制任务。①将主站No.0的输入信号X000～X003通过从站No.2的输出端Y010～Y013输出。58第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例⑤当从第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例②将从站No.1的输入信号X000～X003通过从站No.2的输出端Y014～Y017输出。③将从站No.2的输入信号X000～X003作为网络共享资源。④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。⑤将主站No.0数据寄存器D2的值，作为从站No.2计数器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FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例②将从第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例⑥将数值10送入数据寄存器D20中，作为网络共享资源。⑦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。①N∶N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FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例⑥将数第三节FX2N系列PLC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FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例寄存器号第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例MOVK0D8176MOVK2D8177MOVK1D8178MOVK3D8179MOVK5D8180M8038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FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例MOVK第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例②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FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例②通讯第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例③主站和从站的控制程序。主站控制程序64第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例③主站第三节FX2N系列PLC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FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例图11-第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例从站No.2控制程序66第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例从站NoENDEND可编程控制器应用技术第十一章

FX2N系列可编程控制器通讯技术可编程控制器应用技术第十一章FX2N系列可编程控制器通目录网络通讯的基本知识FX2N系列PLC通讯用硬件及通讯形式FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例1目录网络通讯的基本知识1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领域发展十分迅速的技术。本章简要介绍FX2N系列可编程控制器与各种数字设备的通讯技术,包括系统的配置、连接方式、通讯指令及其应用。给出了PLC间通讯的应用实例。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第一节网络通讯的基本知识一、数据通讯基础1.数据传送方式(1)并行通讯和串行通讯①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。②串行通讯3第一节网络通讯的基本知识一、数据通讯基础1.数据传送方式第一节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第一节网络通讯的基本知识(2)同步传送和异步传送

通讯传送按同步方式分类

同步传送异步传送5第一节网络通讯的基本知识(2)同步传送和异步传送通讯传第一节网络通讯的基本知识图11-2通讯传送的格式6第一节网络通讯的基本知识图11-2通讯传送的格式6第一节网络通讯的基本知识2.数据传送方向

串行通讯时,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式。7第一节网络通讯的基本知识2.数据传送方向串行通讯第一节网络通讯的基本知识3.数据传送介质传输媒介决定了网络的传输率、网络段的最大长度及传输的可靠性。

目前常用的传送介质主要有双绞线、同轴电缆和光缆等。8第一节网络通讯的基本知识3.数据传送介质传输媒介第一节网络通讯的基本知识性能双绞线同轴电缆光缆传送速率1～4Mbps1～450Mbps10～500Mbps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第一节网络通讯的基本知识性能双绞线同轴电缆光缆传送速率1～第一节网络通讯的基本知识二、串行通讯接口标准1.RS-232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。特点：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第一节网络通讯的基本知识二、串行通讯接口标准1.RS-2第一节网络通讯的基本知识2.RS-422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。3.RS-485与RS-422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第一节网络通讯的基本知识2.RS-422接口采用第一节网络通讯的基本知识三、工业控制网络基础1.工业控制网络的结构图11-3PLC网络结构示意图12第一节网络通讯的基本知识三、工业控制网络基础1.工业控制第一节网络通讯的基本知识2.通讯协议在PLC网络中配置的通讯协议可分为两类：通用协议和公司专用协议。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。定义分类13第一节网络通讯的基本知识2.通讯协议在PLC网络第一节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11-4OSI参考模型14第一节网络通讯的基本知识开放系统互联的参考模型O第一节网络通讯的基本知识3.主站与从站连接在网络中的通讯站点根据功能可分为主站与从站。

主站可以对网络中的其他设备发出初始化请求；

从站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第一节网络通讯的基本知识3.主站与从站连接在网络第二节FX2N系列PLC通讯用硬件及通讯形式一、FX2N系列PLC通讯器件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N∶N接口;并联链接1∶1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11-2FX2N系列PLC简易通讯常用设备一览表16第二节FX2N系列PLC通讯用硬件及通讯形式一、FX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接口的设备连接××○○○1台FX0N-485ADPPLC间N∶N接口;并联链接的1∶1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-485PC-IF将RS485信号转换为计算机所需的RS232信号××○××续表注：×为不可；○为可。17类型型号主要用途对应通讯功能连接台数(图号)简易PC间链接并第二节FX2N系列PLC通讯用硬件及通讯形式图11-5FX2N-485-BD图11-6FX2N-CNV-BD18第二节FX2N系列PLC通讯用硬件及通讯形式图11-5第二节FX2N系列PLC通讯用硬件及通讯形式图11-7FX0N-485ADP图11-8FX2N-232-IF19第二节FX2N系列PLC通讯用硬件及通讯形式图11-7第二节FX2N系列PLC通讯用硬件及通讯形式二、FX2N系列可编程控制器的通讯形式1.并行通讯①通过FX2N-485-BD内置通讯板和专用的通讯电缆。②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FX2N系列PLC通讯用硬件及通讯形式二、FX2第二节FX2N系列PLC通讯用硬件及通讯形式2.计算机与多台PLC之间的通讯(1)通讯系统的连接①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。②采用RS232C接口的通讯系统。21第二节FX2N系列PLC通讯用硬件及通讯形式2.计算第二节FX2N系列PLC通讯用硬件及通讯形式图11-9计算机与3台PLC连接示意图22第二节FX2N系列PLC通讯用硬件及通讯形式图11-9第二节FX2N系列PLC通讯用硬件及通讯形式(2)通讯的配置

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FX2N系列PLC通讯用硬件及通讯形式(2)通第二节FX2N系列PLC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FX2N系列PLC通讯用硬件及通讯形式元件号功能第二节FX2N系列PLC通讯用硬件及通讯形式3.无协议通讯(1)串行通讯指令RS实现的通讯RSD10K5D20K5X010[S·]

n

[D·]

mRS指令的使用说明25第二节FX2N系列PLC通讯用硬件及通讯形式3.无协第二节FX2N系列PLC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[S·]m[D·]n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FX2N系列PLC通讯用硬件及通讯形式指令名称助第二节FX2N系列PLC通讯用硬件及通讯形式(2)特殊功能模块FX2N-232IF实现的通信

4.简易PLC间链接

简易PLC间链接也叫做N∶N网络。最多可以有8台PLC连接构成N∶N网络,实现PLC之间的数据通讯。在采用RS485接口的N∶N网络中,FX2N系列可编程控制器可以采用两种方法连接到网络中。27第二节FX2N系列PLC通讯用硬件及通讯形式(2)特第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例一、FX2N系列可编程控制器的并行通讯1.通讯系统的连接图11-11并行通讯连接示意图28第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例一、FX第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例2.通讯系统的参数设置(1)相关的功能元件和数据

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FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例2.通第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例(2)标准并行通讯模式的设置与连接

通讯元件类型说明位元件(M)字元件(D)M800～M899D490～D499主站数据传送到从站所用的数据通讯元件M900～M999D500～D509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FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例(2)第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例M800-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FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例M800第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例(3)高速并行通讯模式的设置与连接

通讯元件类型说明位元件(M)字元件(D)无D490～D491主站数据传送到从站所用的数据通讯元件无

D500～D501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讯元件32第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例(3)第三节FX2N系列PLC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FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例图11-第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例

3.FX2N系列可编程控制器并行通讯举例【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:①将主站的输入端口X000～X007的状态传送到从站，通过从站的Y000～Y007输出；②当主站的计算值(D0+D2)≤100时,从站的Y010输出为ON;③将从站的辅助继电器M0～M7的状态传送到主站，通过主站的Y000～Y007输出；④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FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例3.F第三节FX2N系列PLC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FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例第三节FX2N系列PLC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FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例图11-第三节FX2N系列PLC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PLC之间能够完成如下的控制要求：①当主站的计算值(D10+D12)≤100时，从站的Y000输出为ON；②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FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例【例2第三节FX2N系列PLC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高速并行通讯模式的连接示意图

38第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例D490第三节FX2N系列PLC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FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例图11-第三节FX2N系列PLC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FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例图11-第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例二、N∶N网络1.N∶N网络的构成三菱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(N∶N网络)，通过程序控制实现PLC间数据的通讯。41第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例二、N第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例(1)网络的连接

图11-194台PLC连接的网络示意图42第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例(1)第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例

(2)网络系统的技术规格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11-9N∶N网络的技术规格43第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例(2)第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例2.N∶N网络系统的主要参数(1)特殊辅助继电器

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N∶N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M8184～M8190从站通讯错误为ON时,从站通讯发生错误主站、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11-10N∶N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M8184～M8190对应的PLC从站号为No.1～No.7。44第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例2.N第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例(2)特殊寄存器

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11-11N∶N网络的特殊数据寄存器功能说明45第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例(2)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续表46寄存器号功能说明响应类型读/写方式D8179重试次数设置设置寄存器号功能说明响应类型读/写方式D8204～D8210从站发生错误的次数保存从站发生错误的次数主站、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D8212～D8218从站通讯错误代码保存从站通讯错误代码主站、从站读续表注: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D8204～D8210对应的PLC从站号为No.1～No.7;特殊数据寄存器D8212～D8218对应的PLC从站号为No.1～No.7。47寄存器号功能说明响应类型读/写方式D8204～D8210从站第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例3.N∶N网络的参数设置(1)站号的设置数值站号0主站(站号No.0)1～7从站(站号No.1～No.7)表11-12站号的设置(2)从站数的设置

48第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例3.N第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例(3)设置数据更新范围

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FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例(3)第三节FX2N系列PLC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)无无无无无无无无字元件(D)D0～D3D10～D13D20～D23D30～D33D40～D43D50～D53D60～D63D70～D73表11-14模式0时使用的数据元件编号50第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例站号No第三节FX2N系列PLC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)

M1000～M1031M1064～M1095M1128～M1159M1192～M1223M1256～M1287M1320～M1351M1384～M1415M1448～M1479字元件(D)D0～D3D10～D13D20～D23D30～D33D40～D43D50～D53D60～D63D70～D73表11-15模式1时使用的数据元件编号51第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例站号No第三节FX2N系列PLC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)

M1000～M1063M1064～M1127M1128～M1191M1192～M1255M1256～M1319M1320～M1383M1384～M1447M1448～M1511字元件(D)D0～D7D10～D17D20～D27D30～D37D40～D47D50～D57D60～D67D70～D77表11-16模式2时使用的数据元件编号52第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例站号No第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例(4)通讯重试次数的设置

(5)设置公共暂停时间53第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例(4)第三节FX2N系列PLC间的通讯配置及应用实例4.N∶N网络的应用举例【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