工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù) 課件 項目4、5 串行通信應(yīng)用、CC-Link通信應(yīng)用

項目4串行通信應(yīng)用張葵葵長沙民政職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子信息工程學(xué)院本項目內(nèi)容任務(wù)4.1認(rèn)識串行通信規(guī)格任務(wù)4.2

認(rèn)識串行通信模塊任務(wù)4.3條形碼讀取任務(wù)4.4故障排除任務(wù)4.5變頻器控制通信任務(wù)4.1認(rèn)識串行通信規(guī)格任務(wù)描述通信規(guī)格包括：通信參數(shù)、通信協(xié)議和流控制。4.1.1通信參數(shù)串行通信通信參數(shù)：1）數(shù)據(jù)位數(shù)，使用7bit來表示數(shù)字、字母。2）奇偶校驗位，可識別到亂碼。3）停止位，表示數(shù)據(jù)結(jié)束的位。4）波特率，表示1s間可發(fā)送的位數(shù)，即傳送速度。連接設(shè)備雙方的所有參數(shù)都必須設(shè)置為相同。有很多連接設(shè)備的參數(shù)值是固定的，需調(diào)查連接設(shè)備的規(guī)格，調(diào)整串行通信模塊的通信參數(shù)。4.1.2通信協(xié)議通信協(xié)議支持功能：

可從GXWorks3中登錄事先的程序庫選擇或編輯協(xié)議。4.1.3流控制流控制是為了防止發(fā)生接收端數(shù)據(jù)遺漏的一個步驟。1）硬件流控制。使用部分信號線，向發(fā)送端發(fā)回表示可否接收的應(yīng)答，以調(diào)整發(fā)送時間。在串行通信模塊可設(shè)定的硬件流控制為DTR/DSR控制。2）軟件流控制。使用特定的編碼向發(fā)送端發(fā)回表示可否接收的應(yīng)答，以調(diào)整發(fā)送時間。代表性的軟件流控制有Xon/Xoff控制。4.1.4接口類型RS-232接口：通過九針D-Sub連接器連接，采用硬件流控制。4.1.4接口類型RS-422/RS-485接口：根據(jù)差分信號進(jìn)行通信，采用軟件流控制。4.1.5數(shù)據(jù)分隔接收數(shù)據(jù)時，一般是以某種程度的長度分隔后接收。數(shù)據(jù)的分隔方法分為：根據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)分隔和根據(jù)接收結(jié)束碼分隔兩種方法。

1）使用接收結(jié)束碼的接收方法，用于接收可變長度數(shù)據(jù)。4.1.5數(shù)據(jù)分隔2）接收固定長度數(shù)據(jù)，不使用接收結(jié)束碼的接收方法4.1.5數(shù)據(jù)分隔無接收結(jié)束碼，可變長度數(shù)據(jù)接收。任務(wù)4.2認(rèn)識串行通信模塊任務(wù)描述根據(jù)對象設(shè)備通信接口特點進(jìn)行匹配4.2.1串行通信模塊的種類串行通信模塊是一種智能功能模塊，用于使用接口標(biāo)準(zhǔn)RS-232、RS-422/485，連接測量器或條形碼讀取器等設(shè)備和PLC實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。

以MELSECiQ-R系列PLC為例，串行通信模塊分為3種機(jī)型，分別是

RJ71C24、RJ71C24-R2和RJ71C24-R4。4.2.2串行通信模塊各部分名稱串行通信模塊各部分名稱和功能4.2.3LED名稱和顯示內(nèi)容串行通信模塊的LED名稱和顯示含義4.2.4通信線的連接RS-232接口與設(shè)備的連接4.2.4通信線的連接全雙工通信的情況下，RS-232接口的連接方法有三種情況。（一）（二）（三）4.2.5串行通信模塊的通信協(xié)議串行通信模塊兼容的通信協(xié)議4.2.6串行通信模塊的設(shè)置方法任務(wù)4.3條形碼讀取任務(wù)描述4.3.1運行前的設(shè)置和步驟運行串行通信模塊之前的設(shè)置步驟4.3.2模塊參數(shù)的設(shè)置與對象設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信所需的模塊參數(shù)設(shè)置4.3.2模塊參數(shù)的設(shè)置與對象設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信所需的模塊參數(shù)設(shè)置字/字節(jié)單位的選擇。表示切換發(fā)送/接收數(shù)據(jù)單位的設(shè)置。單位可指定為字或字節(jié)。初始值為字單位。希望以字節(jié)單位處理數(shù)據(jù)時，需更改設(shè)置。4.3.2模塊參數(shù)的設(shè)置與對象設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信所需的模塊參數(shù)設(shè)置接收結(jié)束數(shù)據(jù)數(shù)、接收結(jié)束碼的指定。在本項目的系統(tǒng)中，保持初始值不變，但在使用無順序協(xié)議收發(fā)數(shù)據(jù)時，請參考表4-3中設(shè)置。指定接收數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)數(shù)和用于識別接收結(jié)束的編碼的設(shè)置。4.3.3通信協(xié)議的設(shè)置從GXWorks3的【工具】菜單執(zhí)行【通信協(xié)議支持功能】，選擇【串口通信模塊】，打開【通信協(xié)議支持功能】界面，如圖4所示。4.3.3通信協(xié)議的設(shè)置添加通信協(xié)議庫中的協(xié)議4.3.3通信協(xié)議的設(shè)置新建協(xié)議4.3.3通信協(xié)議的設(shè)置新建協(xié)議號4.3.3通信協(xié)議的設(shè)置新建協(xié)議詳細(xì)設(shè)置4.3.4數(shù)據(jù)包的設(shè)置數(shù)據(jù)包構(gòu)成1）數(shù)據(jù)頭2）結(jié)束符3）固定數(shù)據(jù)4）長度5）無轉(zhuǎn)換的變量6）有轉(zhuǎn)換的變量7）錯誤檢查碼4.3.4數(shù)據(jù)包的設(shè)置本項目案例系統(tǒng)中協(xié)議設(shè)置發(fā)送數(shù)據(jù)包。包含條形碼讀取開始指令字符串的發(fā)送數(shù)據(jù)包。由幀頭MI（數(shù)據(jù)頭，為ASCII碼）、固定數(shù)據(jù)TR（指令字符串，為ASCII碼）、結(jié)束符CR+LF（數(shù)據(jù)包結(jié)束碼，為ASCII控制碼）構(gòu)成，如圖所示。4.3.4數(shù)據(jù)包的設(shè)置本項目案例系統(tǒng)中協(xié)議設(shè)置接收數(shù)據(jù)包。由幀頭MI（數(shù)據(jù)頭，為ASCII碼）、固定數(shù)據(jù)（3字符的國家識別碼，為ASCII碼）、無轉(zhuǎn)換變量（讀取到的國家識別碼、為ASCII碼）、結(jié)束符CR+LF（數(shù)據(jù)包結(jié)束碼，為ASCII控制碼）構(gòu)成。讀取到的國家識別碼將在接收數(shù)據(jù)包內(nèi)，被保存在軟元件D600和D601中，如圖4-33所示4.3.5創(chuàng)建協(xié)議的保存和寫入通過“通信協(xié)議支持功能”界面的【在線】→【模塊寫入】，【執(zhí)行】協(xié)議的寫入，如圖所示。4.3.6專用指令和PLC編程專用指令：G.CPRTCL和GP.CPRTCL4.3.6專用指令和PLC編程PLC程序編寫：在物料通過光電開關(guān)時，向條形碼讀取器請求開始讀取，執(zhí)行通信協(xié)議設(shè)置。任務(wù)4.4故障排除任務(wù)描述4.4.1報錯處理串行通信模塊指示燈含義4.4.2模塊診斷確認(rèn)錯誤內(nèi)容

通過模塊診斷，可確認(rèn)串行通信模塊上發(fā)生的錯誤內(nèi)容、原因、處理方法。從GXWorks3的【診斷】菜單的【系統(tǒng)監(jiān)視】啟動【模塊診斷】界面，如圖所示。4.4.3智能功能模塊監(jiān)視

通過智能功能模塊監(jiān)視，可確認(rèn)RS-232信號的狀態(tài)或錯誤碼等串行通信模塊的狀態(tài)。在GXWorks3的【智能功能模塊監(jiān)視】中添加作為監(jiān)視對象的串行通信模塊后，可執(zhí)行本功能，如圖所示。4.4.4線路跟蹤確認(rèn)收發(fā)數(shù)據(jù)

通過線路跟蹤，可臨時記錄串行通信模塊與對象設(shè)備間的收發(fā)數(shù)據(jù)和通信控制信號的狀態(tài)，確認(rèn)是否按照計劃進(jìn)行了數(shù)據(jù)收發(fā)。通過GXWorks3的【工具】→【線路跟蹤】執(zhí)行本功能，如圖所示。4.4.5協(xié)議執(zhí)行記錄

通過協(xié)議執(zhí)行記錄，可確認(rèn)通信協(xié)議的執(zhí)行狀態(tài)和執(zhí)行結(jié)果。從【通信協(xié)議支持功能】界面的【調(diào)試】菜單選擇【調(diào)試對象模塊選擇】，選擇【協(xié)議執(zhí)行記錄】，結(jié)果如圖所示。任務(wù)4.5變頻器控制通信任務(wù)描述4.5.1變頻器接線變頻器“RS-485通信控制接線如下所示，多段速參考emanual。4.5.2變頻器的通信設(shè)置用變頻器的PU（參數(shù)設(shè)置模塊）事先設(shè)置與通信有關(guān)的參數(shù)如圖4-43所示，請注意Pr.79、Pr.117～Pr.120、Pr.549參數(shù)的設(shè)置。4.5.3可編程控制器RS-485串口參數(shù)設(shè)置雙擊GXWorks3軟件左側(cè)導(dǎo)航窗口的【參數(shù)】→【FX5UCPU】→【模塊參數(shù)】→【485串口】打開參數(shù)設(shè)置窗口，在【協(xié)議格式】中選擇【變頻器通信】。接著在該窗口中左側(cè)單擊【基本設(shè)置】，在【詳細(xì)設(shè)置】中，【數(shù)據(jù)長度】中選擇“7bit”、【奇偶校驗】中選擇“偶數(shù)”、【停止位】中選擇“1bit”、【波特率】中選擇“19200bit/s”。4.5.4變頻器通信指令可編程控制器與變頻器使用下列變頻器通信指令進(jìn)行通信指令功能控制方向IVCK變頻器的運行監(jiān)視可編程控制器←變頻器IVDR變頻器的運行控制可編程控制器→變頻器IVRD讀出變頻器的參數(shù)可編程控制器←變頻器IVWR寫入變頻器的參數(shù)可編程控制器→變頻器IVBWR變頻器參數(shù)的成批寫入可編程控制器→變頻器IVWC變頻器的多個指令可編程控制器?變頻器4.5.4變頻器通信指令1）變頻器的運行監(jiān)視指令I(lǐng)VCK4.5.4變頻器通信指令1）變頻器的運行監(jiān)視指令I(lǐng)VCK程序編寫示例：在CPU模塊（通道1）中讀出變頻器（站號0）的狀態(tài)（H7A），并將讀出值保存在M100~M107中，輸出Y0~Y3到外部。讀出內(nèi)容：變頻器運行中=M100，正轉(zhuǎn)中=M101，反轉(zhuǎn)中=M102，發(fā)生異常=M107。如圖所示。4.5.4變頻器通信指令2）變頻器的運行控制指令I(lǐng)VDR4.5.4變頻器通信指令3）運行指令代碼HFA解讀4.5.4變頻器通信指令程序編寫示例：通過PLC將設(shè)置頻率寫入到變頻器中，以控制變頻器的啟動停止。將啟動時的初始值設(shè)為60Hz，通過CPU模塊（通道1），利用切換指令對變頻器（站號3）的運行速度（HED）進(jìn)行速度1（40Hz）、速度2（20Hz）的切換。寫入內(nèi)容：D10=運行速度(初始值：60Hz、速度1:40Hz、速度2:20Hz)。4.5.5變頻器頻率輸入和頻率監(jiān)控程序編寫（一）（二）本項目小結(jié)串行通信的重要參數(shù)包含數(shù)據(jù)位數(shù)、奇偶校驗位、停止位、波特率。串行通信模塊中使用的接口分為RS-232、RS-422、RS-485。串口通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的方法包含無順序協(xié)議、雙方向協(xié)議、MC協(xié)議、通信協(xié)議。使用通信協(xié)議支持功能，可通過使用專用命令的簡單PLC程序，根據(jù)對象設(shè)備端的協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。通過串口通信模塊的ERR或CERR的LED顯示，在發(fā)生異常時可進(jìn)行初步診斷。德技雙馨項目5CC-Link通信應(yīng)用張葵葵長沙民政職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子信息工程學(xué)院本項目內(nèi)容任務(wù)5.1認(rèn)識CC-Link網(wǎng)絡(luò)任務(wù)5.2

學(xué)習(xí)CC-Link網(wǎng)絡(luò)規(guī)格和設(shè)置任務(wù)5.3遠(yuǎn)程輸入輸出任務(wù)5.1認(rèn)識CC-Link網(wǎng)絡(luò)任務(wù)描述5.1.1CC-Link的功能CC-Link是Control&CommunicationLink的簡稱，旨在融合控制與信息。10Mbit/s的高通信速度，100m的最大傳輸距離，最多連接64個站點。CC-Link最基本應(yīng)用是I/O分散配置。總線型連接5.1.2CC-Link家族與CC-Link的定位CC-Link家族成員間的差異見表所示5.1.3CC-Link特點 1.輸入輸出響應(yīng)高速、高確定性5.1.3CC-Link特點2.減少布線提高效率5.1.3CC-Link特點3.CC-Link滿足多個供應(yīng)商產(chǎn)品之間的兼容性5.1.3CC-Link特點4.易于擴(kuò)展傳輸距離網(wǎng)絡(luò)傳輸速率與布線距離比較5.1.3CC-Link特點5.CC-Link通過RAS功能實現(xiàn)高可靠性1)備用主站。使用CC-Link鏈路，在主站變得不可操作的情況下，備用主站可以承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)通信的控制，如圖所示。5.1.3CC-Link特點5.CC-Link通過RAS功能實現(xiàn)高可靠性2)從站剝離功能。如果通信中某從站停止通信，CC-Link剝離異常從站，允許與所有其他正常從站繼續(xù)通信，如圖所示。5.1.3CC-Link特點3.自動返回功能。當(dāng)故障得到糾正時，CC-Link會自動將斷開連接的站點返回到全網(wǎng)絡(luò)操作，如圖所示，不需要重啟整個系統(tǒng)。4.測試和監(jiān)測功能。該功能監(jiān)測數(shù)據(jù)鏈路狀態(tài)，并進(jìn)行一系列硬件和線路測試。5.1.4兩種數(shù)據(jù)通信方式在PLC網(wǎng)絡(luò)中使用的數(shù)據(jù)通信方式有兩種：循環(huán)傳送和瞬時傳送。5.1.5構(gòu)成設(shè)備的種類5.1.6CC-Link系統(tǒng)構(gòu)成CC-Link系統(tǒng)構(gòu)成示例如圖所示，為了使信號穩(wěn)定，配線的兩端需要終端電阻。CC-Link可以連接如圖中所示的各種設(shè)備，本項目僅介紹最基本的遠(yuǎn)程I/O模塊的控制。5.1.7遠(yuǎn)程輸入輸出軟元件和CPU模塊軟元件的關(guān)系遠(yuǎn)程輸入信號傳送過程信號遠(yuǎn)程輸出傳送過程5.1.8系統(tǒng)配置注意事項1）保持遠(yuǎn)程站工作時關(guān)閉主站電源。打開和關(guān)閉主站電源時打開遠(yuǎn)程站電源，并啟動數(shù)據(jù)鏈路。此外，在關(guān)閉遠(yuǎn)程工作站電源之前，請停止數(shù)據(jù)鏈接，否則可能會導(dǎo)致輸入錯誤，如圖所示。5.1.8系統(tǒng)配置注意事項2）遠(yuǎn)程站瞬間電源故障。如果遠(yuǎn)程站的電源（DC24V）出現(xiàn)瞬間電源故障，則可能出現(xiàn)錯誤傳輸。任務(wù)5.2學(xué)習(xí)CC-Link網(wǎng)絡(luò)規(guī)格和設(shè)置

本任務(wù)對CC-Link的規(guī)格和設(shè)置進(jìn)行說明，內(nèi)容包括占用的站數(shù)、站號、臺數(shù)的概念，以及硬件和軟件的設(shè)置要求。這對后續(xù)更好地理解設(shè)置模塊參數(shù)有幫助。任務(wù)描述5.2.1占用站數(shù)、站號、臺數(shù)的概念站號“0”固定為主站5.2.2硬件設(shè)置和軟件設(shè)置硬件設(shè)置5.2.2硬件設(shè)置和軟件設(shè)置軟件設(shè)置1）站類別設(shè)置、模式設(shè)置、站號設(shè)置、傳送速度設(shè)置。2）網(wǎng)絡(luò)基本設(shè)置，包括本站設(shè)置、網(wǎng)絡(luò)配置設(shè)置、鏈接刷新設(shè)置和初始設(shè)置。如圖所示的網(wǎng)絡(luò)，需要對硬件和軟件進(jìn)行設(shè)置。任務(wù)5.3遠(yuǎn)程輸入輸出任務(wù)描述5.3.1遠(yuǎn)程I/O模塊的硬件配置5.3.2配線CPU模塊、遠(yuǎn)程I/O模塊上的各端子功能端子配線規(guī)則三個站的模塊進(jìn)行配線110Ω1/2W5.3.3添加模塊5.3.4主站參數(shù)設(shè)置步驟5.3.5網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的設(shè)置5.3.6鏈接軟元件的分配5.3.6鏈接軟元件的分配5.3.7創(chuàng)建順控程序R、Q或L系列網(wǎng)絡(luò)模塊表示通信狀態(tài)的軟元件1）Xn0表示異常狀態(tài)。為OFF則模塊正常，為ON則模塊異常。2）Xn1表示本站數(shù)據(jù)鏈接狀態(tài)。為OFF則數(shù)據(jù)鏈接停止中，為ON則數(shù)據(jù)鏈接中。

SB006E也是相同內(nèi)容的信號。在程序中只使用Xn1或SB006E中之一。SB006E與Xn1的ON/OFF條件相反。3）Xn3表示其他站（從站）數(shù)據(jù)鏈接狀態(tài)。為OFF則全部站正常，為ON則有異常站，SW0080～SW0083中將存儲異常站狀態(tài)。SB0080也是相同內(nèi)容的信號，在程序中只使用Xn3或SB0080中之一。OFF:全部站正常，ON:有異常站(異常站狀態(tài)存儲在SW0080～SW0083中。4）XnF表示模塊就緒狀態(tài)。模塊變?yōu)榭蓜幼鳡顟B(tài)時該信號將自動變?yōu)镺N。模塊的開關(guān)類設(shè)置狀態(tài)中有異常時，模塊異常信號（Xn0）變?yōu)榱薕N時，則該信號變?yōu)镺FF。5.3.7創(chuàng)建順控程序FX系列網(wǎng)