资源描述
,本次课程主要内容：,可编程控制器的通信方式,FX2N,的通信网络功能及通信设备种类,FX2N,几种通信方式的编程实现,一个站取得了通信介质使用权，并不等于完成了通信过程，还有怎样传送数据的问题，如是否先建立一种逻辑连接，再传送？发给对方的数据是否要对方应答？发出去的数据是由一个站收，或者多个站收，还是全体接收？等,基本概念,PLC,的通信方式,通信方法 = 存取控制方式 + 数据传送方式,存取控制方式：,数据传送方式：,挂在共享介质上的各站要想通信，首先 要解决共享通信介质使用权的分配问题,实时性,用,响应时间来描述，响应时间越短，实时性越好。,在PLC网络中，各站通过通信子网互连在一起，当某站对子网请求通信时，它对响应时间有要求。不同站、同一站中不同通信任务对实时性的要求都可能不同。整个网络的实时性符合要求是指分布在子网上每一个站的每项通信任务的实时性均得到保证。,实时性概念,PLC,通信网络的实时性要求,保证实时性的一些方法,1、限定每个站每次取得通信权的时间上限值；,2、保证每个站在固定时间周期内都有机会取得通信权；,3、给予重要站或紧急通信任务优先处理；,4、选择适当数据传送方式,5、减少通信协议的层数,周期I/O通信方式,PLC,网络的几种通信方式,主站中负责通信的处理器采用周期扫描方式与从站交换数据，使主站中“远程 I/O 缓冲区”得到周期性刷新的通信 方式。,这种通信方式要占用PLC的 I/O 区，适用于少量数据通信。,PLC的,远程 I/O 链路,采用“周期 I/O 方式”交换数据。按主从方式工作，远程 I/O 主单元在远程 I/O 链路中担任主站，其它远程 I/O 单元皆为从站。主站的 CPU 单元负责用户程序的扫描，按照循环扫描方式，每个周期都有一段时间集中进行 I/O 处理，对本地 I/O 单元及远程 I/O 缓冲区进行读写操作。尽管PLC的 CPU 单元没有直接对远程 I/O 单元进行操作，但是由于远程 I/O 缓冲区获得周期性刷新， PLC的 CPU 单元对远程 I/O 缓冲区的读写操作，就相当于直接访问了远程 I/O 单元,“全局 I/O 方式”是一种串行共享存储区通信方式。在PLC网络的每台PLC的 I/O 区中划出一个块来作为链接区，每个链接区都采用邮箱结构。相同编号的发送区与接收区大小相同，占用相同的地址段，一个为发送区，其它皆为接收区。采用广播方式通信。,由于每台PLC链接区大小一样，占用的地址段相同，每台PLC只要访问自己的链接区，就等于访问其它PLC链接区，就相当于与其它PLC交换了数据。这样链接区就变成了共享存储区。,全局I/O通信方式,全局 I/O 方式中的链接区是从PLC的 I/O 区划分出来的，经过等值化通信变成所有PLC共享（全局共享），因此称为“全局 I/O 方式”。全局 I/O 方式也要占用PLC的 I/O 区，只适用于少量数据的通信。,主从总线通信方式,主从总线通信方式又称为 1:N 通信方式。在总线结构的PLC子网上有 N 个站，其中只有一个主站，其它是从站。,主从总线通信方式采用集中式存取控制技术分配总线使用权，通常采用轮询表法。所谓轮询表法是一张从机号排列顺序表，该表配置在主站中，主站按照轮询表的排列顺序对从站进行询问，看它是否要使用总线，从而达到分配总线使用权的目的。,为保证实时性，要求轮询表包含每个从站号不能少于一次，使得每个从站在一个周期中至少有一次机会取得总线使用权，从而保证了每个站的基本实时性。,对于实时性要求比较高的站，可以在轮询表中让其从机号多出现几次，这是用静态方式赋予该站较高的通信优先权。有些主从总线中把轮询表法与中断法结合使用，让紧急任务可以打断正常的周期轮询而插入，获得优先服务，这是用动态方式赋予某项紧急任务以较高优先权。,存取控制只解决了谁使用总线的问题，获得总线的从站还有如何使用总线的问题，即数据传送方式。主从总线通信方式中有两种基本的数据传送方式。一种是只允许主从通信，不允许从从通信，从站与从站要交换数据，必须经主站中转。,另一种是既允许主从通信也允许从从通信，从站获得总线使用权后先安排主从通信，再安排自己与其它从站（即从从）之间的通信。,令牌总线通信方式,令牌总线通信方式又称为 N : N 通信方式。在总线结构上的子网上有 N 个站，它们地位平等没有主站与从站之分，也可以说 N 个站都可以是主站。,N : N 通信方式采用令牌总线存 取 控制技术。在物理总线上组成一个逻辑环，让一个令牌在逻辑环中按一定方向依次流动，获得令牌的站就取得了总线使用权。令牌总线存取控制方式限定每个站的令牌持有时间，保证在令牌循环一周时每个站都有机会获得总线使用权，并提供优先级服务，因此令牌总线存取控制方式具有较好的实时性。,取得令牌的站采用什么样的数据传送方式对实时性影响非常明显。如果采用无应答数据传送方式，取得令牌的站可以立即向目的站发送数据，发送结束，通信过程也就完成了。如果采用有应答数据传送方式，取得令牌的站向目的站发送完数据后并不算通信完成，必须等目的站获得令牌并把应答帧发给发送站后，整个通信过程才结束。这样一来响应时间明显增长，而使实时性下降。,有些令牌总线型可编程控制器网络的数据传送方式固定为一种，有些则可由用户选择。,浮动主站通信方式,浮动主站通信方式又称 N : M 通信方式，它适用于总线结构的可编程控制器网络。设在总线上有 M 个站，其中 N 个为主站，其余为从站（ NM ）。,N : M 通信方式采用令牌总线与主从总线相结合的存取控制技术。首先把 N 个主站组成逻辑环，通过令牌在逻辑环中依次流动，在 N 个主站之间分配总线使用权。获得总线使用权的主站再按照主从方式来确定在自己的令牌持有时间内与哪些站通信。一般在主站中配置有一张轮询表，可按照轮询表上排列的其它主站号及从站号进行轮询循。获得令牌的主站对于用户随机提出的通信任务可按优先级安排在轮询之前或之后进行。,获得总线使用权的主站可以采用多种数据传送方式与目的站的通信，其中以无应答无连接方式速度最快。,令牌环通信方式,有少量的PLC网络采用环形拓扑结构，其存取控制采用令牌法，具有较好的实时性。,令牌在物理环中按箭头指向，一站接一站地传送，获得令牌的站有权发送数据。设 B 站要向 D 站发送数据。当令牌传送到 B 站时， B 站把令牌变为暂定证，然后把等待发送数据按格式加在暂停证后面，再加上令牌一起发往 C 站。此帧信息经 C 站中转后到达 D 站， D 站把自己的本站地址与帧格式中目的地址相比较，发现两者相同，表明此帧信息是发给 D 站的，然后对此帧信息做差错校验，并把校验结果以肯定应答或否定应答填在 ACK 段中。同时把此帧信息复制下来，再把带有应答的帧继续向下传送，经 A 站中转到达 B 。 B 站用自己的本站地址与帧中源地址相比较，发现两者相同，表明此帧是自己发出的，再检查 ACK 。若为否定应答，要组织重发；若为肯定应答，则把此帧从环上吸收掉，只剩下令牌在环中继续流动。,CSMA/CD (carrier-sense multiple,access with collision detection)通信方式,这是一种随机通信方式，总线上各站地位平等，没有主从之分。采用 CSMA/CD 存取控制方式，此控制方式用通俗的语言描述为“先听后讲，边讲边听”。,所谓先听后讲是指要求使用总线的各站，在发送数据之前必须先监听，看看总线是否空闲，确认总线空闲后再向总线发送数据。“先听后讲”并不能完全避免冲突，如果仍发生了冲突，则不能等到差错校验时再发现，这样对通信资源浪费太严重，而要采用“边讲边听”。发送数据的站，一边发送，一边监听，若发现冲突，立即停止发送，并发出阻塞音，通知网上其它站发生了冲突，然后冲突双方采用退避算法来决定重新上网时间，解决冲突。,在新近推出的一些现场总线中，常常把多种通信方式集成配置在某一级子网上。从通信方法上看，都是一些原来常用的，但如何自动地从一种通信方式切换到另一种，如何按优先级调度，则成为多种通信方式集成的关键。,CSMA/CD 存取控制方式不能保证在一定时间周期内，网上每个站都可获得总线使用权，也不能用静态方式赋予某些站以较高优先权，不能用动态方式赋予某些紧急通信任务以较高优先权，因此这是一种不能保证实时性的存取控制方式。但是它采用随机方式，方法本身简单，而且见缝插针，只要总线空闲就抢着上网，通信资源利用率高，因而通信法适合用于上层生产管理子网。,多通信方式集成,FX2N,的通信网络功能及通信设备种类,FX2N,的通信网络功能简介,1、CC-Link网络功能； 2、N:N网络功能；,3、并联链接功能； 4、计算机链接功能；,5、变频器通信功能； 6、无协议通信功能；,7、编程器通信功能； 8、远程维护功能；,9、 CC-Link/LT网络功能； 10、AS-i系统功能,11、因特网邮件发送功能 12、短信发送功能,1、FX可编程控制器可以用作主站、远程设备站、智能设备站；,2、FX系列主站可以连接与CC-Link网络对应的远程设备站、远程I/O站(变频器、AC伺服、传感器等)进行数据链接；,功能,用途,用于生产线的分散控制和集中管理，与上位网络之间的数据交换,最多8台FX可编程控制器相连接，自动执行数据交换；,通过刷新范围决定的软元件在各可编程之间执行数据通信，并可以在所有可编程控制器中监控这些软元件,功能,用途,可以实现小规模系统的数据链接以及设备之间的信息交换,两台FX可编程控制器之间，通过位元件(M)100点和数据寄存器(D)10点进行自动数据交换,功能,用途,可以执行两台FX可编程控制器之间的数据交换,1台计算机连接最多16台FX、A系列可编程控制器，并从计算机直接指定可编程控制器的软元件，执行数据交换功能。,功能,用途,可以实现生产管理以及库存管理,对以RS-485方式连接的多台变频器执行控制，以及更改参数。,功能,用途,可以从可编程控制器对最多8台变频器进行运行控制。,可以与具有RS-232C，RS-422/RS-485接口的设备进行无协议串行通信,功能,用途,可以与条形码阅读器、打印机、计算机、测量仪表等进行通信。,用途,1、使用计算机或编程工具进行变更和监控；,2、通过RS-232C直接连接计算机修改程序；,3、当显示器的连接占用了FX内置编程接口时，通过连接通信设备，利用计算机执行监控和传送,功能,在可编程控制器内置或是选件接口上连接计算机或编程工具，执行编程工作。,功能,通过可编程控制器侧调制解调器和回路(手机、电话)与计算机侧调制解调器相连，从计算机执行监控与程序传送功能；FXGP/WIN可以在计算机之间传送文件数据。,用途,对远距离设备执行程序变更和监控,功能,对远离可编程控制器的场所中的传感器、灯等设备输入输出信息进行通信。,用途,实现输入输出的省配线,功能,对远离可编程控制器的场所中的传感器/执行器(从站)的输入输出信息进行通信，具备自动分配地址功能,用途,实现输入输出的省配线,功能,由可编程控制器发送电子邮件，将设备工作状况发送到可以接受因特网邮件的计算机或手机。,用途,无人设备、远程设备、工厂内设备的监视，日志数据的发送,功能,由可编程控制器发送短信，将设备工作状况发送到可以接受短信的手机。,用途,无人设备、远程设备、工厂内设备的监视。,FX2N,的通信设备及其与通信功能之间的关系,设备种类,名称,通信规格,执行的通信功能,通信适配器,FX2NC-232ADP,RS-232C,N:N通信；计算机链接、变频器通信；并联链接；无协议通信；编程通信；远程维护；因特网邮件和短信发送,FX0N-232ADP,RS-232C,FX2NC-485ADP,RS-485,FX0N-485ADP,RS-485,标准内置端口,标准内置端口,RS-422,I/O链接；无协议通信；编程通信,扩展功能板,FX2N-232-BD,RS-232C,用于N:N通信；计算机链接、变频器通信；并联链接；无协议通信；编程通信；远程维护；因特网邮件和短信发送,FX2N-485-BD,RS-485,FX2N-422-BD,RS-422,特殊功能设备,FX2N-16CCL-M,CC-Link网络；无协议通信；I/O链接；因特网邮件发送,FX2N-32CCL,FX2N-64CL-M,FX2N-16LNK-M,FX2N-32ASI-M,FX2N-232IF,RS-232C,FX2N,的几种通信方式的编程实现,N,：,N,通信,概述,N：N通信指最多8台FX可编程控制器之间通过RS485协议，进行软元件互相连接的功能。,N：N通信原理是：在所有可编程控制器开辟相同的通信缓冲区，将通信缓冲区按不同站点分块，相同分块存放相同站点所发送的数据。在通信过程中，每个站点负责将其他站点发送的数据写入相同的缓冲区分块，通过对这些分块部分的软元件的读写，就可以实现与其他站点数据交换。,根据链接部分的软元件不同，有三种链接模式可选。,通过RS485的适配器链接，通信距离可达500m，如果其中混有RS485通信板，则最大距离为50m。,通信规格,（通信规格固定如下表，不能更改）,通信设备选件及连接,1、双绞线电缆的屏蔽层需采用D类接地；,2、务必在回路两端设置终端电阻。,三种通信模式的链接缓冲区分配,站号,模式0,模式1,模式2,位软元件(M),字软元件(D),位软元件(M),字软元件(D),位软元件(M),字软元件(D),0点,各站4点,各站32点,各站4点,各站64点,各站8点,主站,站号0,D0-D3,M1000-M1031,D0-D3,M1000-M1063,D0-D7,从站,站号1,D10-D13,M1064-M1095,D10-D13,M1064-M1127,D10-D17,站号2,D20-D23,M1128-M1159,D20-D23,M1128-M1191,D20-D27,站号3,D30-D33,M1192-M1223,D30-D33,M1192-M1255,D30-D37,站号4,D40-D43,M1256-M1287,D40-D43,M1256-M1319,D40-D47,站号5,D50-D53,M1320-M1351,D50-D53,M1320-M1383,D50-D57,站号6,D60-D63,M1384-M1415,D60-D63,M1384-M1447,D60-D67,站号7,D70-D73,M1448-M1479,D70-D73,M1448-M1511,D70-D77,通信控制软元件介绍,通信控制软元件介绍,（续前表）,通信控制软元件介绍,（续前表）,错误代码一览,错误代码,错误名称,错误站点,错误站点,错误内容,检查要点,01H,监视超时,从站,主站,超过了监视时间， 但从站仍未来自主站的发送请求作出响应,接线、 电源,02H,站号错误,从站,主站,对于主站的发送请求， 其他的从站已经响应,接线,03H,计数器错,从站,主站,参数数据中的计数值与从站已经响应的计数值不一致,接线,04H,报文格式错误,从站,主、从站,从站作出的响应报文不正确,接线、 电源站号的设定,11H,监视超时,主站,从站,超过了监视时间， 主站仍未对下一个从站发出发送请求,接线、 电源,14H,报文格式错误,主站,从站,来自主站的报文不正确,接线、 电源站号的设定,21H,从站无响应错误,从站,非出错从站,不存在从站,接线、 电源站号的设定,22H,站号错误,从站,非出错从站,对于主站的发送请求， 其他的从站已经响应,接线,23H,计数器错误,从站,非出错从站,参数数据中的计数值与从站已经响应的计数值不一致,接线,31H,未接收到参数,从站,出错从站,在尚未接收参数的状态下， 已经接收到来自主站的发送请求,接线、 电源,1、通信的产生主要通过对相关的通信用控制软元件进行正确设定实现；,2、不同站点之间的信息交流通过对本站点通信缓冲区进行操作获得。,注意事项,编程方法,1、确认没有对D8120进行设置，确认没有使用RS等通信设置指令；,2、使用N:N网络时，各可编程控制器的运算周期与使用的链接站数、通信模式无关，都会延长约10；,3、N:N网络的设定程序，请务必从0步开始用M8038编写。不如此编程，则N:N网络功能无法执行；,4、请勿用程序或者编程工具使M8038置ON；,5、请连续设定站号。如有重复或是空号时，不能正常链接；,6、请勿在本站中修改其他站的链接软元件的内容；,7、发生链接错误(数据传送序列错误)时，链接软元件的信息会保持错误前的状态。请编程，以便在发生链接错误时，设备可以安全运行。,编程举例：,采用链接软元件点数最大的模式2，构建三个站的N:N通信网络，实现下表所示的数据处理。,动作编号,数据源,数据变更对象及内容,1,主站,输入X000X003(M1000M1003),从站1,到输出Y010Y013,从站2,到输出Y010Y013,2,从站1,输入X000X003(M1064M1067),主站,到输出Y014Y017,从站2,到输出Y014Y017,3,从站2,输入X000X003(M1128M1131),主站,到输出Y020Y023,从站1,到输出Y020Y023,4,主站,数据寄存器D1,从站1,到计数器C1的设定值,从站1,计数器C1的触点(M1070),主站,到输出Y005,5,主站,数据寄存器D2,从站1,到计数器C2的设定值,从站1,计数器C2的触点(M1140),主站,到输出Y006,6,从站1,数据寄存器D10,主站,从站1(D10) 和从站2(D20) 相加后保存到D3中,从站2,数据寄存器D20,7,主站,数据寄存器D0,从站1,主站(D0)和从站2(D20) 相加后保存到D11中,从站2,数据寄存器D20,8,主站,数据寄存器D0,从站2,主站(D0)和从站1(D10)相加后保存到D21中,从站1,数据寄存器D10,系统构成,设定内容,系统用软元件,主站,站号1,站号2,内容,D8176,K 0,K 1,K 2,设定站号,D8177,K 2,总从站站点数:2台,D8178,K 2,刷新范围:模式2,D8179,K 5,重试次数:5次,D8180,K 7,监视时间:70ms,主站程序,从站1程序,从站2程序,并联链接,概述,并联链接就是2台同一系列的FX可编程控制器，通过软元件相互链接的功能。,1、根据要链接的点数，可以选择普通模式和高速模式2种模式；,2、在最多2台FX可编程控制器之间自动更新数据链接；,3、采用485通信适配器 时，总延长距离最大可达500m，包含485扩展板时，总延长距离最大为50m。,通信规格,（通信规格固定如下表，不能更改）,通信设备选件及连接,1、双绞线电缆的屏蔽层需采用D类接地；,2、务必在回路两端设置终端电阻。,两种通信模式的链接缓冲区分配,站号,普通并联链接模式,高速并联链接模式,位软元件(M),字软元件(D),位软元件(M),字软元件(D),主站,M800-M899,D490-D499,D490-D491,从站,M900-M999,D500-D509,D500-D501,通信控制软元件介绍,通信控制软元件介绍,（续前表）,1、通信的产生主要通过对相关的通信用控制软元件进行正确设定实现；,2、不同站点之间的信息交流通过对本站点通信缓冲区进行操作获得。,注意事项,编程方法,1、确认没有对D8120进行设置，确认没有使用RS等通信设置指令；,2、,请勿在本站中修改其他站的链接软元件的内容；,3、发生链接错误时，链接软元件的信息会保持错误前的状态，请编程， 以便在发生链接错误时能安全运行。,编程举例：,编写普通并行链接通信程序,系统构成,设定内容,软元件,内容,M8070,并联链接 设定为主站,M8071,并联链接 设定为从站,D8070,判断通信错误的时间,主站程序,从站程序,无协议通信,概述,无协议通信指执行打印机或条形码阅读器等无协议数据通信,。,1、在FX2N中， 通过使用RS指令可以使用无协议通信功能。,2、通信数据点数允许最多发送4096点数据， 最多接收4096点。但是，发送数据和接收数据的合计点数不能超出8000点；,3、采用无协议方式， 连接支持串行通信的设备，可以实现数据的交换通信；,4、在RS-232C通信的场合，总延长距离最大可达15m；在RS-485通信的场合，最大可达500m。(采用485BD连接时，最大为50m)。,通信规格,通信设备选件,通信控制软元件介绍,软元件,名称,内容,允许读/写,位软元件,M8063,串行通信错误(通道1),发生通信错误时置ON。,当串行通信错误(M8063)为ON时， 在D8063中保存错误代码。,R,M8120,保持通信设定用,保持通信设定状态(FX0N可编程控制器用),W,M8121,等待发送标志位,等待发送状态时置ON,R,M8122,发送请求,设置发送请求后， 开始发送,R/W,M8123,接收结束标志位,接收结束时置ON。当接收结束标志位(M8123)为ON时， 不能再接收数据,R/W,M8124,载波检测标志位,与CD信号同步置ON,R,M8129,超时判定标志位,当接收数据中断，在超时时间设定(D8129)中设定的时间内，没有收到要接收的数据时置ON。,R/W,M8161,8位处理模式,在16位数据和8位数据之间切换发送接收数据。,ON :8位模式；OFF :16位模式,W,通信控制软元件介绍,（续前表）,软元件,名称,内容,允许读/写,字位软元件,D8063,显示错误代码,当串行通信错误(M8063)为ON时， 在D8063中保存错误代码。,R/W,D8120,通信格式设定,可以通信格式设定,R/W,D8122,发送数据的剩余点数,保存要发送的数据的剩余点数,R,D8123,接收点数的监控,保存已接收到的数据点数,R,D8124,报头,设定报头。初始值:STX(H02),R/W,D8125,报尾,设定报尾。初始值: ETX(H03),R/W,D8129,超时时间,设定设定超时的时间,R/W,串行数据传送指令 （RS FNC80）,功能：,指令用于对 FX 系列 PLC 的通讯适配器 FX-232ADP 进行通讯控制，实,现 PLC 与外围设备间的数据传送和接收。,注意：1、,S 指定传送缓冲区的首地址；m 指定传送信息长度；D 指,定接收缓冲区的首地址；n 指定接收数据长度，即接收信息长度；,2、通信参数的设置由D8120的值确定；,3、数据传送可以是8位或16位，M8161=1只做8位传送；,4、发送和接收缓冲区的大小决定了每传送一次信息所允许的最大数据,量，缓冲区的大小在下列情况下可加以修改：,发送缓冲区在发送之前，即 M8122 置 ON 之前。,接收缓冲区信息接收完后，且 M8123 复位前。,5、在信息接收过程不能发送数据，发送将被延迟（M8121 为ON）。,6、在程序中可以有多条RS指令，但在任一时刻只能有一条被执行。,通信格式确定（D8120）,位号,意义,内容,0（OFF）,1（ON）,b0,数据长度,7位,8位,b1,b2,奇偶性,（b2，b1）为（0，0）：无；（0，1）：奇；（1，1）：偶,b3,停止位,1位,2位,b4,b5,b6,b7,波特率（B/s）,b7，b6，b5，b4 b7，b6，b5，b4,（0，0，1，1）：300 （0，1，1，1）：4800,（0，1，0，0）：600 （1，0，0，0）：9600,（0，1，0，1）：1200 （1，0，0，1）：19200,（0，1，1，0）：2400,b8,头字符,无,D8124,b9,结束字符,无,D8124,b10,保留,b11,DTR检测（控制线）,发送和接收,接收,b12,控制线,无,H/W,b13,和校验,不加和校验码,和校验码自动加上,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4,1、通过写D8120确定通信格式；,2、通过RS指令划定通信缓冲区；,3、通过对控制软元件的操作启动收发控制。,注意事项,编程方法,1、RS指令可以多次使用,，但是正在驱动中的指令请保持一个。切换到要使用的RS指令时， 请设置1个扫描周期以上的OFF；,2、在发送结束发送开始、发送结束发送开始之间， Ver.2.00以下 FX2N中请设置100S以上的时间，Ver.2.00以上不需设定；,3) 在RS指令被驱动时， 即使更改D8120也不能被接收；,4) 在相互链接模式下使用时，请将接收数据点数n设置为31点以上。设定在30点以下时， 在接收到数据的瞬间， 控制线ER(DTR)会变为OFF。此时应该接收的数据有可能会有遗漏；,5) 请不要使用会使用相同的通信口的其他指令否则不能正常通信。,编程举例：,连接可编程控制器与带RS-232C接口的打印机， 打印从可编程控制器发送的数据,系统构成,通信格式确定及设定,数据长度,8位,报头,无,奇偶校验,偶校验,报尾,无,停止位,2位,控制线(H/W),无,波特率,2,400bps,通信方式(协议),无,通信格式设定,D8120,H006F,M8161,1(8位),PLC程序,
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