PLC應(yīng)用技術(shù)（三菱機(jī)型）工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制

PLC應(yīng)用技術(shù)（三菱機(jī)型）

工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制9.2三菱工業(yè)網(wǎng)絡(luò)29.1通信基礎(chǔ)

319.3N：N鏈接通信39.4變頻器通信控制49.5FX3U間的CC-Link通信5近年來，計算機(jī)控制已被迅速地推廣和普及，相當(dāng)多的企業(yè)已經(jīng)在大量地使用各式各樣的自動化設(shè)備，如工業(yè)控制計算機(jī)、可編程控制器、變頻器、機(jī)器人、觸摸屏、視覺識別、柔性制造系統(tǒng)、監(jiān)控等。將不同廠家生產(chǎn)的這些設(shè)備連在一個網(wǎng)絡(luò)上，相互之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)分散控制和集中管理，是計算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展的大趨勢?？删幊炭刂破飨嗷ブg的連接，使眾多相對獨(dú)立的控制任務(wù)構(gòu)成一個控制工程整體，形成模塊控制體系；可編程控制器與計算機(jī)的連接，將可編程控制器應(yīng)用于現(xiàn)場設(shè)備直接控制，計算機(jī)用于編程、顯示、打印和系統(tǒng)管理，構(gòu)成“集中管理，分散控制”的分布式控制系統(tǒng)（DCS），滿足工廠自動化（FA）系統(tǒng)發(fā)展的需要。1.并行通信與串行通信并行數(shù)據(jù)通信是以字節(jié)或字為單位的數(shù)據(jù)傳輸方式，除了8根或16根數(shù)據(jù)線、一根公共線外，還需要通信雙方聯(lián)絡(luò)用的控制線。并行通信的傳送速度快，但是傳輸線的根數(shù)多，成本高，一般用于近距離的數(shù)據(jù)傳送，如打印機(jī)與計算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳送，工業(yè)控制一般使用串行數(shù)據(jù)通信。2.異步通信與同步通信在串行通信中，為減少錯誤，需要使發(fā)送過程和接收過程同步。按同步方式的不同，可將串行通信分為異步通信和同步通信。1.通信方式3.單工通信與雙工通信單工通信方式只能沿單一方向發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。雙工方式的信息可沿兩個方向傳送，每一個站既可以發(fā)送數(shù)據(jù)，也可以接收數(shù)據(jù)。雙工方式又分為全雙工和半雙工兩種方式。1.通信方式2.網(wǎng)絡(luò)配置網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)配置與建立網(wǎng)絡(luò)的目的、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及通信方式有關(guān)，但任何網(wǎng)絡(luò)，其結(jié)構(gòu)配置都包括硬件配置、通信協(xié)議及現(xiàn)場總線。1．硬件配置硬件配置主要考慮兩個問題，一是通信介質(zhì)，以此構(gòu)成信道。常用的通信介質(zhì)有：多股屏蔽電纜、雙絞線、同軸電纜及光纜。此外，還可以通過電磁波實(shí)現(xiàn)無線通信。二是通信接口，包括：（1）RS-232C（2）RS-422A（3）RS-4852．通信協(xié)議通信協(xié)議是指雙方實(shí)體完成通信或服務(wù)所必須遵循的規(guī)則和約定。約定中包括對數(shù)據(jù)格式，同步方式，傳送速度，傳送步驟，檢糾錯方式以及控制字符定義等問題做出統(tǒng)一規(guī)定，通信雙方必須共同遵守，它也叫做鏈路控制規(guī)程。工業(yè)上常用的通信協(xié)議有：Modbus、RS-232、RS-485、HART、PROFIBUS、MPI、PPI、Profibus-DP、Devicenet、Ethernet、CC-Link等。2.網(wǎng)絡(luò)配置2.網(wǎng)絡(luò)配置3.現(xiàn)場總線現(xiàn)場總線（Fieldbus）是近年來迅速發(fā)展起來的一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線，它主要解決工業(yè)現(xiàn)場的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等現(xiàn)場設(shè)備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場控制設(shè)備和高級控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問題。它是一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線，以數(shù)字通信替代了傳統(tǒng)模擬信號及普通開關(guān)量信號的傳輸，是連接智能現(xiàn)場設(shè)備和自動化系統(tǒng)的全數(shù)字、雙向、多站的通信系統(tǒng)。（1）基金會現(xiàn)場總線（FoundationFieldbus）（2）PROFIBUS（過程現(xiàn)場總線）（3）CAN（控制器局域網(wǎng)絡(luò)）（4）CC-Link現(xiàn)場總線三菱公司生產(chǎn)的這類設(shè)備采用功能擴(kuò)展板和獨(dú)立機(jī)箱型兩種基本結(jié)構(gòu)形式。功能擴(kuò)展板通信接口（如FX3U-485-BD）沒有外殼，安裝在PLC的機(jī)箱內(nèi)使用。而獨(dú)立機(jī)箱型接口（如FX3U-485ADP）屬于擴(kuò)展模塊一類。通信擴(kuò)展板的性能主要從傳輸規(guī)格、最大傳輸距離、隔離、外部設(shè)備的連接方法、顯示LED、通信方式、傳輸速度、通信協(xié)議、供電電源、輸入輸出占用點(diǎn)數(shù)等方面描述。3.三菱串行通信擴(kuò)展版第9章

工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制9.2三菱工業(yè)網(wǎng)絡(luò)29.1通信基礎(chǔ)

319.3N：N鏈接通信39.4變頻器通信控制49.5FX3U間的CC-Link通信5三菱公司PLC網(wǎng)絡(luò)繼承了傳統(tǒng)使用的MELSEC網(wǎng)絡(luò)，并使其在性能、功能、使用簡便等方面更勝一籌。其層次清晰的三層網(wǎng)絡(luò)，可為各種用途提供最合適的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，如圖9-10所示。三菱工業(yè)網(wǎng)絡(luò)1、信息層/Ethernet（以太網(wǎng)）信息層為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中最高層，主要是在PLC、設(shè)備控制器以及生產(chǎn)管理用PC之間傳輸生產(chǎn)管理信息、質(zhì)量管理信息及設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況等數(shù)據(jù)，信息層使用最普遍的Ethernet。它不僅能夠連接windows系統(tǒng)的PC、UNIX系統(tǒng)的工作站等，而且還能連接各種FA設(shè)備。Q系列PLC系列的Ethernet模塊具有了日益普及的因特網(wǎng)電子郵件收發(fā)功能，使用戶無論在世界的任何地方都可以方便地收發(fā)生產(chǎn)信息郵件，構(gòu)筑遠(yuǎn)程監(jiān)視管理系統(tǒng)。利用因特網(wǎng)的FTP服務(wù)器功能及MELSEC專用協(xié)議可以很容易的實(shí)現(xiàn)程序的上傳/下載和信息的傳輸。三菱工業(yè)網(wǎng)絡(luò)2、控制層/MELSECNET/10（H）控制層是整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的中間層，在是PLC、CNC等控制設(shè)備之間方便且高速地進(jìn)行處理數(shù)據(jù)互傳的控制網(wǎng)絡(luò)。作為MELSEC控制網(wǎng)絡(luò)的MELSECNET/10，以它良好的實(shí)時性、簡單的網(wǎng)絡(luò)設(shè)定、無程序的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享概念，以及冗余回路等特點(diǎn)獲得了很高的市場評價，被采用的設(shè)備臺數(shù)在日本達(dá)到最高，在世界上也是屈指可數(shù)的。而MELSECNET/H不僅繼承了MELSECNET/10優(yōu)秀的特點(diǎn)，還使網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時性更好，數(shù)據(jù)容量更大，進(jìn)一步適應(yīng)市場的需要。但目前MELSECNET/H只有Q系列PLC才可使用。三菱工業(yè)網(wǎng)絡(luò)3、設(shè)備層/現(xiàn)場總線CC-Link設(shè)備層是把PLC等控制設(shè)備和傳感器以及驅(qū)動設(shè)備連接起來的現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)，為整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)最低層的網(wǎng)絡(luò)。采用CC-Link現(xiàn)場總線連接，布線數(shù)量大大減少，提高了系統(tǒng)可維護(hù)性。而且，不只是ON/OFF等開關(guān)量的數(shù)據(jù)，還可連接ID系統(tǒng)、條形碼閱讀器、變頻器、人機(jī)界面等智能化設(shè)備，從完成各種數(shù)據(jù)的通信，到終端生產(chǎn)信息的管理均可實(shí)現(xiàn)，加上對機(jī)器動作狀態(tài)的集中管理，使維修保養(yǎng)的工作效率也大有提高。在Q系列PLC中使用，CC-Link的功能更好，而且使用更簡便。三菱工業(yè)網(wǎng)絡(luò)對于Q系列PLC使用的Ethernet、MELSECNET/H、CC-Link網(wǎng)絡(luò)，可以在GXWorks2軟件畫面上設(shè)定網(wǎng)絡(luò)參數(shù)以及各種功能，簡單方便。另外，Q系列PLC除了擁有上面所提到的網(wǎng)絡(luò)之外，還可支持PROFIBUS、Modbus、DeviceNet、ASi等其它廠商的網(wǎng)絡(luò)，還可進(jìn)行RS-232/RS-422/RS－485等串行通信，通過數(shù)據(jù)專線、電話線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送等多種通信方式。三菱工業(yè)網(wǎng)絡(luò)第9章

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319.3N：N鏈接通信39.4變頻器通信控制49.5FX3U間的CC-Link通信5N：N鏈接通信協(xié)議用于最多8臺FX系列PLC的輔助繼電器和數(shù)據(jù)寄存器之間的數(shù)據(jù)的自動交換，其中一臺為主站，其余的為從站，最大距離50米。圖9-11所示為N：N網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸示意圖。N：N鏈接通信N：N鏈接通信N:N網(wǎng)絡(luò)中的每一臺PLC都在其輔助繼電器區(qū)和數(shù)據(jù)寄存器區(qū)分配有一塊用于共享的數(shù)據(jù)區(qū)，如表9-1和表9-2所示。數(shù)據(jù)在確定的刷新范圍內(nèi)自動在PLC之間進(jìn)行傳送，刷新范圍內(nèi)的設(shè)備可由所有的站監(jiān)視。但數(shù)據(jù)寫入和ON/OFF操作只在本站內(nèi)有效。因此，對于某一臺PLC的用戶程序來說，在使用其它站自動傳來的數(shù)據(jù)時，就如同讀寫自己內(nèi)部的數(shù)據(jù)區(qū)一樣方便。N：N鏈接通信N：N鏈接通信1．N:N鏈接網(wǎng)絡(luò)的通信設(shè)置（1）工作站號設(shè)置（D8176）D8176的設(shè)置范圍為0-7，主站為0，從站為1-7。（2）從站個數(shù)設(shè)置（D8177）D8177用于在主站中設(shè)置從站總數(shù)，默認(rèn)值為7。（3）刷新范圍（模式）設(shè)置（D8178）刷新范圍是指在設(shè)定的模式下主站與從站共享的輔助繼電器和數(shù)據(jù)寄存器的范圍。刷新模式由主站的D8178來設(shè)置，可以設(shè)為0、1或2值（默認(rèn)值為0），分別代表3種刷新模式，從站中不需設(shè)置此值。N：N鏈接通信例如，當(dāng)D8178設(shè)置為模式2時，如果主站的X001要控制7號從站的Y005，可以用主站的X001來控制它的M1000。N：N鏈接通信【例9-1】編制N：N網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的主站設(shè)定程序。圖9-12所示是N：N網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的主站設(shè)定程序。從站不需設(shè)定程序，數(shù)據(jù)在確定的刷新范圍內(nèi)自動在PLC之間進(jìn)行傳送（映像），不需編程。N：N鏈接通信第9章

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319.3N：N鏈接通信39.4變頻器通信控制49.5FX3U間的CC-Link通信5通信控制接線少，傳送信息量大，可以連續(xù)地對多臺變頻器進(jìn)行監(jiān)控和控制。還可以通過通信修改變頻器的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)多臺變頻器的聯(lián)動控制和同步控制。有效解決直接控制中出現(xiàn)的占用PLC點(diǎn)數(shù)多、價格昂貴的功能模塊、現(xiàn)場布線多容易引入噪聲干擾、獲得的信息少和對變頻器的控制手段都很有限的問題。無協(xié)議通信就是利用系統(tǒng)已經(jīng)設(shè)計好的通信指令、按照固定格式進(jìn)行通信，可對變頻器進(jìn)行監(jiān)控、讀寫、復(fù)位等。1.變頻器通信控制的特點(diǎn)變頻器通信控制接線如圖9-20所示，PLC端需加485BD通信模塊，引腳分配如a所示。變頻器端接PU插座，該插座需網(wǎng)線的RJ插頭，該插頭引腳分配如圖b所示。2.硬件接線變頻器通信控制參數(shù)設(shè)置見表9-4。3.設(shè)置變頻器參數(shù)變頻器通信指令有7條，如表9-5所示。4.變頻器通信指令指令格式為：【S1S2S3n】，S1為變頻器站號，S2為對變頻器的操作碼，S3為操作數(shù)，n為長度。指令代碼值含義如表9-6。4.變頻器通信指令工藝要求：系統(tǒng)送電后，變頻器自動啟動，以10赫茲正轉(zhuǎn)3秒，暫停3秒，再以10赫茲反轉(zhuǎn)3秒，暫停3秒，循環(huán)往復(fù)。梯形圖程序如下：（1）初始化通信模式5.控制程序（2）運(yùn)行設(shè)置5.控制程序（3）12秒循環(huán)（4）暫停3秒，以10赫茲正轉(zhuǎn)（M11為正轉(zhuǎn)控制）3秒5.控制程序（5）暫停3秒，以10赫茲反轉(zhuǎn)3秒（M12為反轉(zhuǎn)控制）5.控制程序第9章

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319.3N：N鏈接通信39.4變頻器通信控制49.5FX3U間的CC-Link通信5CC-Link在工控系統(tǒng)中，可以將數(shù)據(jù)和控制信息同時以10Mbps高速傳輸?shù)默F(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)。具有性能卓越、抗干擾能力強(qiáng)、使用簡單、節(jié)省成本等突出優(yōu)點(diǎn)。其底層遵循RS485通信協(xié)議，主要采用廣播－輪詢（循環(huán)傳輸）的方式進(jìn)行通信。主站將刷新數(shù)據(jù)（RY/RWw）發(fā)送到所有從站，與此同時輪詢從站；從站對主站的輪詢作出響應(yīng)（RX/RWr），同時將該響應(yīng)告知其它從站；然后主站輪詢其它從站（此時并不發(fā)送刷新數(shù)據(jù)），并將該響應(yīng)告知其它從站，從站之間交換信息需通過主站來中轉(zhuǎn)完成。CC-Link網(wǎng)絡(luò)站類型見表9-7。1.CC-Link網(wǎng)絡(luò)站類型CC-Link系統(tǒng)有1個主站，可以連接遠(yuǎn)程I/O站、遠(yuǎn)程設(shè)備站、智能設(shè)備站等，各站之間的鏈接示意如圖9-21。1.CC-Link網(wǎng)絡(luò)站類型CC-Link專用電纜的DA是通信A線、DB是通信B線，DG（FG）是通信公共端，SLD是屏蔽層，內(nèi)部SLD和DG是聯(lián)通的。這種總線基于RS485開發(fā)的一種現(xiàn)場總線通信協(xié)議，DA、DB、DG就相當(dāng)與RS485的DATA+、DATA-和信號地SG。具體接法見圖9-22。2.CC-Link網(wǎng)絡(luò)配置FX3U-16CCL-M配備了以FXPLC作為CC-Link主站的主站模塊以及可將FXPLC作為CC-Link遠(yuǎn)程設(shè)備站連接的接口模塊，是將FXPLC作為CCLink主站的模塊，最多可以連接8個從站。而FX3U-16CCL作為CC-Link遠(yuǎn)程設(shè)備站連接的接口模塊是將FXPLC作為CCLink從站的模塊。2.CC-Link網(wǎng)絡(luò)配置CC-Link模塊結(jié)構(gòu)如圖9-23，電源接24V，通信速率為設(shè)為0（156Kbps），站號為0、1、2，每個站只占用1個站號。2.CC-Link網(wǎng)絡(luò)配置在模式1，進(jìn)行遠(yuǎn)程位讀寫操作，在主站的緩沖存儲區(qū)每個從站占用2個字