PLCEthernet通讯.doc

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1、|PLC Ethenet 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 PLC FX3 系列用 MC 协议。三菱

2、 FX5 和 Q PLC 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

3、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 扩 展 基 板 1电源模块 机 台 电 控 柜 扩 展 基 板 7电源模块 机 台 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/

4、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

5、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。2.1.3.2 BACKHOFF 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 / 1000 Mbit 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

6、字量输入 数字量输出 EtherCATEtherAT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 2 BACKHOFF 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。3.1.1 GX Works2 通讯设置以太网通讯需设置 PLC IP 地址打开 GX Works2 软件，在左边的资源管理器中

7、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 PLC IP 设置|图 4 以太网端口设置3.1.2 MC 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

8、 MC 协议通信访问可编程控制器。3.1.2.1 MC 帧格式：图 5 MC 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

9、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。)0x00010xFFFF(165535): 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140(0.2510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:0x20 0x44; R:0x20 0x52; T

10、N:0x4e 0x54; TS:0x53 0x54; CN:0x4e 0x43; CS:0x53 0x43; X:0x20 0x58; Y:0x20 0x59; M:0x20 0x4d; S:0x20 0x53。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(0x500x60)a) 二

11、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(1018H)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:0x100x18).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M100M10

12、7数据时发送：0x00 0xff 0xa0 0x00 0x64 0x00 0x00 0x00 0x20 0x4d 0x08 0x00.PLC应答：0x80 0x00 0x00 0x01 0x10 0x11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M100M107时发送：0x02 0xff 0xa0 0x00 0x64 0x00 0x00 0x00 0x20 0x4d 0x08 0x00 0x11 0x10 0x01 0x00此例表示M100写入1；M101写

13、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：0x82 0x00例3：上位机读d100d107时发送：0x01 0xff 0xa0 0x00 0x64 0x00 0x00 0x00 0x20 0x44 0x08 0x00.此例表示上位机读D100D107里数据。PLC 应答：0x81 0x00 0x10 0x00 0x11 0x10 0x21 0x04 0x01 0x11 0x2d 0x33 0xcc 0x3c 0xc3 0x55 0xcc 0x33此例表示:D100=0x0010; D101=0x1011; D102=0x0

14、421; D103=0x1101;D104=0x332d; D105=0x3ccc; D106=0x55c3; D107=0x33cc;例4：上位机写D100D107时发送：0x83 0xff 0xa0 0x00 0x64 0x00 0x00 0x00 0x20 0x44 0x08 0x00 0x10 0x00 0x11 0x10 0x21 0x04 0x01 0x11 0x2d 0x33 0xcc 0x3c 0xc3 0x55 0xcc 0x33。PLC 应答：0x83 0x00.此例表示：D100写入0x0010; D101写入0x1011; D102写入0x0421; D103写入0x1

15、101;D104写入0x332d; D105写入0x3ccc; D106写入0x55c3; D107写入0x33cc;|3.1.3 SLMP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。3.1.3.1 GX Works3 PLC IP设置打开GX Works3,在资源管理器中选择“Navigation”选择卡，展开“Project”目录，点击“Module Configuration”项，如图7所示。在右边的“Module Configuration”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“Input detailed Con

16、figuration Information Window”,如图8所示。在弹出的窗口中的“IP Address”输入PLC IP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

17、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：0x02 0x14 0x00 0x00: 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。0x02 0x14 0x01 0x00: 随机指定软元件编号，以

18、1位为单位，将数据写入位软元件。0x06 0x04 0x00 0x00: 以位软元件和字软元件的点为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。）0x01 0x04 0x01 0x00:以位单位读取；0x01 0x04 0x00 0x00:以字单位读取；|0x06 0x14 0x00 0x00: 以位软元件和字软元件的点为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 M100M107 时发送指令：0x50 0x00 0x00 0xff 0xff 0x03 0x00 0x0b 0x00 0x00 0x00 0x01

19、0x04 0x01 0x00 0x64 0x00 0x00 0x90 0x08 0x00;PLC 响应：0xd0 0x00 0x00 0xff 0xff 0x03 0x00 0x06 0x00 0x00 0x00 0x01 0x10 0x11 0x00;读出的数为 M100=0;M101=1;M102=1;M103=0;M104=1;M105=1;M106=0;M107=0;例 6 上位机读 D100D107 时发送指令：0x50 0x00 0x00 0xff 0xff 0x03 0x00 0x0b 0x00 0x00 0x00 0x01 0x04 0x00 0x00 0x64 0x00 0x

20、00 0xa8 0x08 0x00;PLC 响应：0xd0 0x00 0x00 0xff 0xff 0x03 0x00 0x12 0x00 0x00 0x00 0x01 0x10 0x11 0x00 0x3a 0x44 0x74 0x4a 0x8c 0x35 0x83 0xa4 0xe4 0x8f 0x23 0x33;读出的数据为：D100=0x0110;D101=0x1100;D102=0x3a44;D103=0x744a;D104=0x8c35;D105=0x83a4;D106=0xe48f;D107=0x2333;例 7 上位机以位为单位写入 M100M107 时发送指令： 0x50 0

21、x00 0x00 0xff 0xff 0x03 0x00 0x0b 0x00 0x10 0x00 0x02 0x14 0x01 0x00 0x64 0x00 0x00 0x90 0x08 0x00 0x01 0x10 0x11 0x00;写入结果是：M100 写入 0；M101 写入 0；M102 写入 0；M103 写入 1；M104 写入 1；M105 写入 1；M106 写入 0；M107 写入 0；例 8 上位机以字单位写入 D100D107 时发送指令：0x50 0x00 0x00 0xff 0xff 0x03 0x00 0x0b 0x00 0x00 0x00 0x01 0x04 0

22、x00 0x00 0x64 0x00 0x00 0xa8 0x08 0x00 0x01 0x10 0x11 0x00 0x3a 0x44 0x74 0x4a 0x8c 0x35 0x83 0xa4 0xe4 0x8f 0x23 0x33;写入结果时 D100 写入 0x0110;D101 写入 0x1100;D102 写入 0x3a44;D103 写入 0x744a;D104 写入0x8c35;D105 写入 0x83a4;D106 写入 0xe48f;D107 写入 0x2333;3.1.4 PLC 资源分配：M0M499 为易失性辅助继电器，即在关闭电源后，数据将丢失。M500M7999

23、是非易失性辅助继电器，在关闭电源后，数据将得已保存。D0D127 是易失性数据寄存器，关闭电源后，数据将丢失。D127D7999 为非易失性数据寄存器，关闭电源后数据将得已保存。非易失性辅助继电器可当易失性辅助继电器用，只需在 PLC 初始化脉冲中将其复位即可。非易失性数据寄存器可当易失性寄存器用，只需在 PLC 初始化脉冲中将其清零即可。所有的状态继电器都是易失性继电器，在没有启用步进转移功能时，可当辅助继电器（M 继电器）用。时间继电器 T0T199,0.1 分辨率，T200T245:0.01s 分辨率；T246T249：1ms 分辨率，累计型；T250T255：100ms 分辨率，累计型；T256T511：1ms 分辨率，累计型。