8plc的通信及网络-课件·ppt

数据长度
起始符 *1
奇偶校验
b2，b1 (0，0)：无(None) (0，1)：奇数(Odd) (1，1)：偶数(Even)
b9
结束符 *1
无
D8125 *3
PLC高级应用技术 FX2N-232-BD通信板简介 为了使用232BD在RS232C设备之间发送和接收数据，两者 间的通信格式必须一致，修改设定后，一定要先关闭 PLC 的电 源，然后重新开机。 表中说明： *1 当使用专门协议时设置为“0”。 *2 仅当选择无协议 (RS 指令 ) 和有一个 STX 的初始值 (02H ： 能够被用户修改)时有效。 *3 仅当选择无协议 (RS 指令 ) 和有一个 ETX 的初始值 (03H ： 能够被用户修改)时有效。 *4 当使用专门协议时，设定(b9,b12)=(1，0)。 *5 当使用无协议时，设定为“0”。
种类
AS-i系统
内容 最大传送距离
≤128点 200 m × × FX2N-16CCL-M
≤31从站 100 m × × FX2N-32ASI-M
通 功能扩展板 × 信 特殊适配器 × 设 备 特殊模块 FX2N-32CCL
PLC高级应用技术 FX系列PLC数据链接与通信功能概况
表1 FX系列PLC网络通信一览表（续表）
PLC高级应用技术
PLC的通信网络技术
随着工矿企业对工厂自动化程度要求的不断提高，传统的 集中式控制已难以满足“传输信息、资源共享、分散控制、集 中管理”等管控一体化的需要。为此，各PLC 厂家都不断推出 自己的PLC 网络系统，以满足多元化分布式的控制要求。如日 本三菱公司推出的各种网络模块：企业级的以太网模块、控制 级的 MELSECNE T/T 模块、现场总线级的 CC-Link 模块、传感器 级的CC-Link/LT模块，以及其他通信设备，以满足不同层次的 通信与网络控制需要。随着计算机网络技术的发展， PLC 网络 也在向高速、多层次、大信息吞吐量、高可靠性和开放式的方 向发展。 本次从最简易的通信功能扩展板入手，介绍一些 PLC 通信 的基础知识，为进一步学习和运用PLC网络技术打下基础。

广东农工商职业技术学院 电子与信息工程系 3
可编程控制器及应用
（一）通讯方式
面对众多生产厂家的各种类型PLC， 它们各有优缺点，能够满足用户的各 种需求，但在形态、组成、功 能、 编程等方面各不相同，没有一个统一 的标准，各厂家制订的通信协议也千 差万别。目前，人们主要采用以下三 种方式实现PLC与PC的互联通信：
PLC通讯及网络技术
可编程控制器及应用
一、PLC与计算机通讯 与计算机通讯
为了适应PLC网络化要求，扩大联网功能，几乎所有 的PLC为了适应可编程控制器网络化的要求，扩大联 网功能，几乎所有的可编程控制器厂家，都为可编程 控制器开发了与上位机通讯的接口或专用通讯模块。 一般在小型可编程控制器上都设有 RS422 通讯接口 或 RS232C 通讯接口；在中大型可编程控制器上都 设有专用的通讯模块。如：三菱 F 、 F1 、 F2 系列 都设有标准的 RS422 接口， FX 系列设有 FX232AW 接口、 RS232C 用通讯适配器 FX-232ADP 等。可编程控制器与计算机之间的通讯正是通过可编 程控制器上的 RS422 或 RS232C 接口和计算机上的 RS232C 接口进行的。可编程控制器与计算机之间的 信息交换方式，一般采用字符串、双工或半、异步、 串行通信方式。因此可以这样说，凡具有 RS232C 口并能输入输出字符串的计算机都可以用于和可编程 控制器的通讯。
广东农工商职业技术学院 电子与信息工程系
2 1
可编程控制器及应用
3、设备层/现场总线CC-Link 设备层是把PLC等控制设备和传感器以及驱动设备 连接起来的现场网络，为整个网络系统最低层的网络。 采用CC-Link现场总线连接，布线数量大大减少，提高 了系统可维护性。而且，不只是ON/OFF等开关量的数 据，还可连接ID系统、条形码阅读器、变频器、人机界 面等智能化设备，从完成各种数据的通信，到终端生产 信息的管理均可实现，加上对机器动作状态的集中管理， 使维修保养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，而且使用更简便。

Date: 2020/3/30
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◇ MELSEC NET MINI网络
２．MELSEC NET∕MINI网络特点 （１）快速I/O刷新。 （２）远程I/O系统具全面扩展能力。 （３）远程I/O站输入、输出点的设置范围广。
（４）可将MELSEC NET∕MINI网络与MELSEC NET网络 上任何一个站（主控站/从站）连接，配置成一个性能更佳的 数据通信网络系统。
实现生产过程控制目标，经常要使用多台PLC，而 且地理位置设置相距较远，于是许多PLC都设有通信 模块。
下面以三菱公司A系列PLC为例作简要介绍。
Date: 2020/3/30
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2. PLC与上位机的通信模块
Ａ系列PLC硬件模块中AOJ2－214、AD51E与 AJ71C24等都可用于通信。
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◇ MELSEC NET 网络
１．MELSEC NET是三菱公司的MELSEC可编程控制 器， MELSEC NET网络采用环形网络结构，在数据通 信中有主环和辅环两路通信链路，两者互为冗余。
R4
GP P4
R3
r4
GP P6
r3
CP P1
M
CP P3
L2 m
L1
GP P2
l1
GP P5
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◇ 数据通信基本概念
２．串行通信的类型 (2) 同步通信方式所用的数据格式没有起始位、 停止位，一次传送的字符个数可变。在传送前，先 按照一定的格式将各种信息装配成一个包，该包包 括供接收方识别用的同步字符一个或两个，其后紧 跟着要传送的n个字符，再后就是二个校验字符。
Date: 2020/3/30
1.37 40.13

星形结构：以中央节点为中心与各个节点连接组 成，网络中任何两个节点要进行通讯都由中央控 制站点控制并转换。
环路结构：以环行网中各节点述
• 网络拓扑结构示意图：
树形
总线形
星形
网络拓扑结构图
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环形图
系列PLC的网络类型
• 主站：可以主动发起数据通信，读/写其他站点的数 据。
使用中继器可以延长网络通信距离，增加接入网络 的设备，并能隔离不同的网段，提高网络通信质量。
在一个串联网络中，最多可使用9个中继器，每个中 继器最多可增加32个设备，网络总长度不能超过9600米。
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6.PROFIBUS-DP通信模块
EM277 PROFIBUS-DP通信模块用来将S7-200 PLC连接 到PROFIBUS-DP网络，PROFIBUS-DP网络通常由一个主站 和多个从站组成。
10b/字符×120字符/s=1200b/s
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数据通信方式 4. 传送介质:
➢ 目前普遍使用的传送介质有：同轴电缆、双绞线、光缆，其它介质如无线电、 红外微波等在PLC网络中应用很少。
➢ 其中双绞线（带屏蔽）成本低、安装简单；光缆尺寸小、质量轻、传输距离远， 但成本高、安装维修需专用仪器。
➢RS-422 接 口 ： 传 输 线 采 用 差 动 接 收 和 差 动 发 送 的 方 式 传 送 数据，也有较高的通信速率（波特率可达10MB以上）和较强 的抗干扰能力。
➢RS-485 接 口 ： 最 常 用 的 的 串 行 通 信 协 议 ， 使 用 双 绞 线 作 为 传输介质。
➢RS-422与RS-485的区别：RS-485采用的是半双工传送方式 ， RS-422采用的是全双工传送方式；RS-422用两对差分信号 线 ， R S - 4 8 5 只 用 一 对 差 分 信第9号页/共线78。页

第九章plc通信技术第一节plc通信的基本概念第二节plc与计算机的通信第九章plc通信技术一通信系统的组成二通信方式三通信介质四plc通信接口第九章plc通信技术一通信系统的组成第九章plc通信技术二通信方式1
第九章 PLC通信技术
第九章 PLC通信技术
第一节 第二节
PLC通信的基本概念 PLC与计算机的通信
第九章 PLC通信技术
习题及思考题
1 异步通信为什么要求设置起始位和停止位？ 2 什么是偶校验？ 3 什么是半双工通信方式？ 4 简述RS-232C和RS-485在通信速率、通信距离和可连接的站数等 方面的区别。 5 PLC与计算机之间是怎样连接通信的，是一种什么通信。 6 一台计算机与多台PLC是怎样连接通信，称为什么网络。 7 PLC与PLC之间是怎样连接通信的。
三、通信介质
PLC对通信介质的基本要求是，通信介质 必须具有传输速率高，能量损耗小，抗干 拢能力强，性价比高等特点。目前，同轴 电缆和带屏蔽的双绞线在PLC的通信中广 泛使用。
第九章 PLC通信技术
四、PLC通信接口
FX2N系列PLC的串行异步通信接口主 要有RS-232C，RS-422和RS-485等。
第九章 PLC通信技术
第二节 PLC与计算机的通信
一、通信接口的连接 二、计算机与多台PLC连接 三、PLC与PLC之间的通信 四、PLC网络简介
第九章 PLC通信技术
一、通信接口的连接
PLC与计算机通信主要是通过RS-232或RS-422接口进行 的。计算机上的通信接口是标准的RS-232C接口；若PLC 上的通信接口也是RS-232C接口时，PLC与计算机连接可 以直接使用适配电缆进行连接，实现通信.
第九章 PLC通信技术

FX0N、FX1S的数据传输在1:1的基础上通过 以下辅助继电器和数据寄存器完成。 辅助继电器：50个；数据寄存器：10个。
3.高速模式（M8162为ON） 通信时间:20ms＋主站扫描时间ms＋从站扫描时间ms FX2N(C)、FX1N、FX2和FX2C的数据单元分配：
例：
（1）主站点D0+D2的运算结果小于或等于100时，从站点的Y10接通。 （2）从站点的D10的值作为主站点T0的设定值。
是将很多个字符组成一个信息组（通常称 为帧），用同步字符来表示信息组的开始， 由定时信号实现发送的同步的传送方式。 传送速率高，但软、硬件价格也高。
（2）异步传送（asynchronous transmission）
是指按一种约定的格式将数据信息一帧 一帧地不同时传送的方式。（如PLC串行 通信）
直接用适配电缆进行连接。 2.PLC的通信接口是RS-422接口时，必须
在PLC和计算机之间增加一个RS-232C/RS- 422 接口转换模块。如：SC-09、FX- 232AW。
（二）计算机与多台PLC的通 信
1.连接方式 一台计算机最多可与16台FX系列PLC连接通 信，称为1:N网络。
2.通信格式 通信格式由PLC中的特殊数据寄存器D8120设置。 D8121用于设置站号。设定范围为H00～ H0F。 D8129用于设置检验时间（单位10ms）。
美国高级研究院ARPA（Advanced Research Projects Agency） 开发了TCP/IP和FTP通信协议
美国通用汽车公司GM（General Motor） 制定了制造自动化协议MAP（Manufacture Automation Protocol） 目前，PLC与上位计算机之间的通信可按照标 准化协议进行，但PLC与PLC之间、PLC与远程 I/O通信协议还未标准化。

图中实线连接）。
需要注意的是，由于RS一485互 联网络采用半双工通信方式，某一时 刻两个站中只有一个站可以发送数据， 而另一个站只能接收数据，因此，发
送电路必须有使能信号加以控制。
RS一485串行接口用于多站互 连非常方便，不但可以节省昂贵的信 号线，而且还可以高速远距离传送数 据，因此，将其用于联网构成分布式 控制系统非常方便。
3．RS一485串行接口标准
由于RS一485是从RS一422基础上发展而来的，所以RS一485许多电气规定与RS一422相仿，如都 采用平衡传输方式，都需要在传输线上接终端电阻。RS一485可以采用二线四线方式。二线制可实现真 正的多点双向通信，其中的使能信号控制数据的发送或接收，如图6-6所示。
2）传送波特率。在串行通信中，传输速率的单位是波特率，即单位时间内传 送的二进制位数，其单位为b／s。假如数据传送的速率是9 600 b／s，每一位的 传送时间为波特率的倒数n=1／（9 600 b／s）=0。104 (ms)
6.1.2数据传送方式
在通信线路上按照数据传送的方向可以 将数据通信方式划分为单工、半双工和全双 工通信方式，如图6—3所示。
2．RS一422A串行接口标准
RS一422A采用平衡驱动、差分接收电路如图6—5所示，从根本上取消了信号 地线。平衡驱动器相当于两个单端驱动器，其输入信号相同，两个输出信号互为反 相信号，图中的小圆圈表示反相。因为接收器是差分输入，所以共模信号可以互相 抵消，而外部输入的干扰信图6—5平衡驱动差分接收号是以共模方式出现的，两 根传输线上的共模干扰信号相同，因此只要接收器有足够的抗共模干扰能力，就能 从干扰信号中识别出驱动器输出的有用信号，从而克服外部干扰的影响。RS一 422A在最大传输速率（10 Mb／s）时，允许的最大通信距离为12 m。传输速率为 100 kb／s时，最大通信距离为1200 m。一台驱动器可以连接10台接收器。

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第8章 通信及网络
8.2.2 参数组态
1. 通信设置 2. 安装或删除通信接口 3. 参数设置
第8章 通信及网络
1. 通信设置
图8.13
通信设置状态
第8章 通信及网络
第8章 通信及网络
2. 网络层次结构
西门子公司的生产金字塔由4级组成， 西门子公司的生产金字塔由 级组成，由 级组成 下到上依次是：过程测量与控制级、 下到上依次是：过程测量与控制级、过程 监控级、工厂与过程管理级、公司管理级。 监控级、工厂与过程管理级、公司管理级。 S7系列的网络结构如右图 所示。 系列的网络结构如右图8.8所示 系列的网络结构如右图 所示。
第8章 通信及网络
生产管理 计算机
工业以太网Ethernet
S7-300
S7-300
现场总线Profibus 多点链路MPI 智能模块 S7-200 S7-200 S7-200 S7-200
执行器级总线AS-i 传感器及执行部件 1 2 3 4 5 n
图8.8
西门子生产金字塔及网络
第8章 通信及网络
RS232 COMx
RS232 本地
电话线
4开开 PC/PPI 电缆
计 算 机
调制 解调器
调制 解调器 25 针针 9 针针针针
PLC 主机 RS485
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第8章 通信及网络
8.2 通信实现
8.2.1 确立通信方案 8.2.2 参数组态
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第8章 通信及网络
8.2.1 确立通信方案
包括根据实际通信需要选择单主站或多主站， 包括根据实际通信需要选择单主站或多主站，同时确定各 站的编号； 选择实现通信的硬件， 如选择用PC/PPI电缆 ， 电缆， 站的编号 ； 选择实现通信的硬件 ， 如选择用 电缆 还是用CP卡 通信模块或调制解调器等。 还是用 卡、MPI卡、EM 277通信模块或调制解调器等。 卡 通信模块或调制解调器等 这几种通信硬件的性能如表8.3所示。 这几种通信硬件的性能如表 所示。 所示

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§8-2 西门子的 工业自动化通信网络
西门子的全集成自动化系统( TIA )的核心内 容包括:
● 组态和编程的集成 ● 数据管理的集成 ● 通信的集成
TIA—Totally Integrated Automation
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1. 网络的类型
● 简单网络 由1台主设备
和多台从设备组 成的网络.
※主设备：能启动通信，能主动向网络中的其 它设备发出查询或申请。
信的串行通信口，特点： ※ 一般有9针或25针 D 型连接器。PLC网络
中，大多使用9针D型连接器；
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※近距离通信时，通信双方可直接相连，只 需要 3 根线（发送、接收、信号地线）；
※采用单端驱动、单端接收的电路，是一种全 双工异步串行通信方式。
※只能进行一对一通信，数据传输速度较慢， 传输距离近 ;
7
异步通信特点： 通信时每个字符都要加起始位、停止位，
传送的附加的信息较多，传送速率低，但通信 设备简单，成本低。
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●同步通信： 以数据块形式传送数据，一次传送的字符个
数可变。 传送前，按约定的格式将各种信息装配成一
个包，包括：1～2个同步字符，要传送的n个 有效字符，二个校验字符，格式：
9
同步字符起联络作用，用它来通知接收方 开始接收数据。
3
◆ 并行通信: 指数据的各个位同时进行传输（发送或接
受）的一种通信方式。特点： ● 传送速度快 ； ● 传输线的数量多(有几位数据就需要几根数 据线线、1根公共线、通信联络用控制线）， 设备成本高。 ● 长距离传输时,各信号相互干扰,可靠性差. ● 只能用于近距离的数据传送。
4
◆串行通信 以二进制位为单位，数据信息和控制信息是 一位一位地传输。特点： ●通信线数量少（一个传送方向上需要 1 根 数据线，数据、联络信号在这根线上传输， 需要1根公共线），硬件电路简单，成本低。 ● 传送距离远； ● 传送速度较慢。