PLC-Ethernet-通讯

PLCEthenet通讯一、总则：提高设备互联互通，自我诊断修复能力。二、设备互联标准2.1设备控制器选用要求PLC必须带有以太网接口，支持TCP/IP协议，网速10M/100M自适应。2.1.1制造商选择范围PLC:三菱，型号可选FX3GE;FX3UC+FX3U-ENET-ADP;FX3U+FX3U-CNV-BD+FX3U-ENET-ADP;FX5系列;Q03;Q04;Q06;Q12带有以太网接口的PLC。嵌入式控制器：BACKHOFF。型号CX90x0或CX50x0系列。2.1.2通讯协议三菱PLCFX3系列用MC协议。三菱FX5和QPLC用SLMP协议。BACKHOFF嵌入式控制器用ADS协议。2.1.3控制系统布局与布线。一个系统（机器）只有一个主控PLC或嵌入式主控制器。当系统多个机柜时，只有一个机柜装主控制器，其它机柜只能装分布式I/O模块或从站模块。分布式I/O模块或从站模块仅用于读取本机台传感器信号及控制本机台执行机构。严禁跨机柜接传感器和执行机构控制线。分布式I/O模块和主控制器之间用总线通讯方式，以方便机台的拆分和组装。2.1.3.1三菱PLC系统Q系列：此系列属于中大型PLC，最大点数可达4096点，可用于多机柜(最多支持7个)分布式控制系统中。系统结构如下图1所示。注意：扩展电线总长不要超过13.2米。主基板电源模块主机台电控柜通用CPU运动CPU扩展基板1电源模块机台1电控柜扩展基板7电源模块机台7电控柜数字量输入数字量输出摸拟量输入摸拟量输出通讯模块数字量输入数字量输出摸拟量输入摸拟量输出通讯模块数字量输入数字量输出摸拟量输入摸拟量输出通讯模块扩展电缆扩展电缆图1三菱Q系列PLC控制系统结构FX系列：此系列属于小型PLC。FX3GA、FX3GC、FX3GE控制规模128点，使用CC-link远程I/O可达256点。FX3U及FX3UC控制规模256点，使用CC-link远程I/O可达384点。FX系列PLC用于单机柜或双机柜设备中，不得用于三机柜及以上的设备中。跨机柜的控制线必须是接线线端子台电缆线或CC-LINK总线。I/O线不得跨机柜串接。FX3GA、FX3GC必须加装FX3U-CNV-BD转换模块和FX3U-ENET-ADP以太网模块，才能接MES.IQ-F系列：此系列控制规模256点，使用CC-link远程I/O可达512点。此系列自带以太网接口，运行速度是FX3系列的150倍，也用于单机柜或双机柜设备中。在系统中，若PLC上以太网口被HMI、伺服驱动等其他设备占用，须加装工业级交换机一台。2.1.3.2BACKHOFF嵌入式系统CX50x0系列与CX90x0系列：这个下系列嵌入式控制器有2个独立的LAN接口。2个部分都可以以10/100/1000Mbit的速度运行。CPU模块(X001)上二个中一个独立的Ethernet接口被设定为EtherCAT接口。用于分布式总线控制设备中。CX嵌入式控制器主机台电控柜总线耦合器机台1电控柜机台n电控柜摸拟量输入摸拟量输出运动控制通讯模块EtherCAT数字量输入数字量输出EtherCATEtherCAT摸拟量输入摸拟量输出运动控制数字量输入数字量输出EtherCAT总线耦合器通讯模块摸拟量输入摸拟量输出运动控制数字量输入数字量输出EtherCAT图2BACKHOFF嵌入式系统结构三、通讯协议详解。3.1三菱PLC通讯协议。FX3系列PLC用以太网连接时可用MC协议。Q系列和IQ-F系列PLC用RS485连接时才可用MC协议，当用以太网连接时用SLMP协议。3.1.1GXWorks2通讯设置以太网通讯需设置PLCIP地址打开GXWorks2软件，在左边的资源管理器中点“工程”，点开“参数”目录树，点击“PLC参数”，点击“以太网参数”选择卡，输入PLC的IP地址，如图3所示。点击“打开设置”，在第二行的“打开方式”中选择MC协议，本站端口号中输入“1026”，点击“设置结束”，如图4所示。点击“检查”，无错误后点“设置结束”。图3三菱PLCIP设置图4以太网端口设置3.1.2MC协议MC协议是可编程控制器通信方式的名称，用于使对方设备通过以太网适配器进行可编程控制器软元件数据的读出/写入等。只要对方设备侧可以嵌入应用程序，并根据MELSEC可编程控制器的协议(A兼容1E帧子集)收发数据，便可利用MC协议通信访问可编程控制器。3.1.2.1MC帧格式：图5MC协议格式1)报头报头为TCP/IP、UDP/IP用报头。在可编程控制器侧，以太网适配器会进行附加、删除，因此无需用户设置。2)副标题副标题的格式构成如下。图6：副标题格式0x00:读位元件；0x01:读字元件；0x02:写位元件；0x03:写字元件。3)PC号PC号固定为FFH。a)二进制码通信时，以二进制值表示PC号。b)ASCII码通信时，以16进制数的ASCII码表示PC号。4)监视定时器这是用于设置在以太网适配器向可编程控制器发出读出/写入要求后到返回结果之间等待时间的定时器。a)设置值可以如下指定。0x0000(0):无限等待(一直等到可编程控制器返回响应。)0x0001～0xFFFF(1～65535):等待时间(单位250ms)b)要进行正常的数据通信，建议根据通信对象，在1～40(0.25～10秒)的设置范围内使用。5)字符区(命令)字符区(命令)中显示以太网适配器命令等内容，用于表示对方设备向对象可编程控制器站进行数据读出/写入时使用的功能。字符区(命令)部分的数据内容和排列因使用的功能不同而异。各项功能下数据的排列如下：a)起始地址：四字节长度，低字节在前，高字节在后。b)软元件类型：双字节长度.D:0x200x44;R:0x200x52;TN:0x4e0x54;TS:0x530x54;CN:0x4e0x43;CS:0x530x43;X:0x200x58;Y:0x200x59;M:0x200x4d;S:0x200x53。c)软元件点数：1字节长度6)字符区(响应)字符区(响应)显示对方设备向对象可编程控制器站进行数据读出/写入后的读出数据/处理结果等。字符区(响应)部分的数据内容和排列因使用的功能不同而异。各项功能正常结束时数据的排列如下：7)结束代码用以下值显示对方设备向对象可编程控制器站进行数据读出/写入后的处理结果。0x00:正常结束0x00以外:异常结束(0x50～0x60)a)二进制码通信时，以二进制值表示结束代码。b)ASCII码通信时，以16进制数的ASCII码表示结束代码。c)异常结束时，请根据10章的故障排除，确认内容并采取措施。当结束代码为5BH/线须“5B”时，后面会紧跟着异常代码(10～18H)的数据和00H/“00”。8)异常代码对方设备向对象可编程控制器站进行数据读出/写入后的处理结果异常，结束代码为0x5B/“5B”时显示异常内容。(异常代码:0x10～0x18).a)二进制码通信时，以二进制值表示异常代码。b)ASCII码通信时，以16进制数的ASCII码表示异常代码。MC协议通讯示例：例1：上位机读M100~M107数据时发送：0x000xff0xa00x000x640x000x000x000x200x4d0x080x00.PLC应答：0x800x000x000x010x100x11其中0x80:应答特征字0x00:结束码上例应答表示：M100=0;M101=0;M102=0;M103=1;M104=1;M105=0;M106=1;M107=1.例2：上位机写M100~M107时发送：0x020xff0xa00x000x640x000x000x000x200x4d0x080x000x110x100x010x00此例表示M100写入1；M101写入1；M102写入1；M103写入0；M104写入0；M105写入1；M106写入0；M107写入1。PLC应答：0x820x00例3：上位机读d100~d107时发送：0x010xff0xa00x000x640x000x000x000x200x440x080x00.此例表示上位机读D100~D107里数据。PLC应答：0x810x000x100x000x110x100x210x040x010x110x2d0x330xcc0x3c0xc30x550xcc0x33此例表示:D100=0x0010;D101=0x1011;D102=0x0421;D103=0x1101;D104=0x332d;D105=0x3ccc;D106=0x55c3;D107=0x33cc;例4：上位机写D100~D107时发送：0x830xff0xa00x000x640x000x000x000x200x440x080x000x100x000x110x100x210x040x010x110x2d0x330xcc0x3c0xc30x550xcc0x33。PLC应答：0x830x00.此例表示：D100写入0x0010;D101写入0x1011;D102写入0x0421;D103写入0x1101;D104写入0x332d;D105写入0x3ccc;D106写入0x55c3;D107写入0x33cc;3.1.3SLMP协议SLMP用于IQ-F和Q系列PLC通过以太网连接与上位机通讯。3.1.3.1GXWorks3PLCIP设置打开GXWorks3,在资源管理器中选择“Navigation”选择卡，展开“Project”目录，点击“ModuleConfiguration”项，如图7所示。在右边的“ModuleConfiguration”窗口中，右键点击CPU模块，在右键菜单中选择“Parameter”,在下一级菜单中选择“InputdetailedConfigurationInformationWindow”,如图8所示。在弹出的窗口中的“IPAddress”输入PLCIP地址。图7：模块初始化图8：IP地址输入选单图9：IP地址输入窗口3.1.3.2上位机从PLC读数据的指令报文帧格式：(上位机-PLC).图10：上位机读PLC指令及响应上位机向PLC写数据指令及响应图11：上位机向PLC写数据及PLC响应1)帧头：TCP/IP帧头，无需用户设定。2)幅帧头：分指令报文和响应报文两种。指令报文：0x5000；响应报文：0xD000.3)请求目标网络号和请求目标站号(PC号)：对于FX5(IQ-F)PLC来说，请求目标网络号固定为0x00;请求目标站号固定为0Xff.4)请求目标模块I/O编号：对于FX5(IQ-F)PLC来说是0x03ff;5)请求目标多点站号：对于FX5(IQ-F)PLC来说是0x00;6)数据长度：后面保留（双字节）、指令（双字节）、子指令（双字节）加上数据字节长数量之和，即数据字节长度+6；7)保留字：双字节，固定为0x0000.8)指令与子指令：0x020x140x000x00:随机指定软元件编号，以16位为单位，将数据写入位软元件，或是以1字或2字为单位，将数据写入字软元件。0x020x140x010x00:随机指定软元件编号，以1位为单位，将数据写入位软元件。0x060x040x000x00:以位软元件和字软元件的ｎ点为1块，随机指定多个块读取数据。（指定位软元件时，1点中以16位为对象。）0x010x040x010x00:以位单位读取；0x010x040x000x00:以字单位读取；0x060x140x000x00:以位软元件和字软元件的ｎ点为1块，随机指定多个块写入数据。（指定位软元件时，1点中以16位为对象。）例5上位机以位为单位读M100~M107时发送指令：0x500x000x000xff0xff0x030x000x0b0x000x000x000x010x040x010x000x640x000x000x900x080x00;PLC响应：0xd00x000x000xff0xff0x030x000x060x000x000x000x010x100x110x00;读出的数为M100=0;M101=