全系列 西門(mén)子

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PLC的通信

當(dāng)任意兩臺(tái)設(shè)備之間有信息交換時(shí)，它們之間就產(chǎn)生了通信。PLC的通信一般是指PLC與PLC、PLC與計(jì)算機(jī)、PLC與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或遠(yuǎn)程I/O之間的信息交換。

PLC通信的任務(wù)就是將地理位置不同的PLC、計(jì)算機(jī)、各種現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備等，通過(guò)通信介質(zhì)連接起來(lái)，按照規(guī)定的通信協(xié)議，以某種特定的通信方式率地完成數(shù)據(jù)的傳送、交換和處理。

PLC與PLC之間通信的實(shí)質(zhì)就是計(jì)算機(jī)的通信，使得眾多的控制任務(wù)構(gòu)成一個(gè)控制工程整體，形成模塊控制體系，計(jì)算機(jī)用于編程、顯示和管理等任務(wù)，構(gòu)成”集中管理、分散控制“的分布式控制系統(tǒng)也就是常說(shuō)的DCS系統(tǒng)。

PLC通信的組成

我們?cè)赑LC，DCS通訊里，經(jīng)常聽(tīng)到MPI，PPI，MODBUS，DP，PROFIBUS，RS232，RS485，串口這些概念，這些到底是怎么區(qū)分的呢？

我們先看下常見(jiàn)的串口、并口、COM口、以太網(wǎng)口的區(qū)別：

• 串口也叫COM口，即串行接口。按電氣標(biāo)準(zhǔn)及協(xié)議來(lái)分包括RS-232-C、RS-422、RS485、USB等。 RS-232-C、RS-422與RS-485標(biāo)準(zhǔn)只對(duì)接口的電氣特性做出規(guī)定，不涉及接插件、電纜或協(xié)議。

• 并口也叫并行接口。并口采用的是25針D形接頭。所謂“并行”，是指8位數(shù)據(jù)同時(shí)通過(guò)并行線進(jìn)行傳送，這樣數(shù)據(jù)傳送速度大大提高，但并行傳送的線路長(zhǎng)度受到限制，因?yàn)殚L(zhǎng)度增加，干擾就會(huì)增加，數(shù)據(jù)也就容易出錯(cuò)，目前，并行接口主要作為打印機(jī)端口等。

• 以太網(wǎng)（ Ethernet ）是局域網(wǎng)通訊方式，同時(shí)也是一種協(xié)議。而以太網(wǎng)接口就是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)連接的端口。

在PLC的通信應(yīng)用中，串口和以太網(wǎng)口應(yīng)用比較多

先舉一個(gè)比較形象的例子：如果兩個(gè)人要遠(yuǎn)距離交流，在單單靠”喊“已經(jīng)不能實(shí)現(xiàn)正常的對(duì)話時(shí)，我們就要考慮使用通信的方式了。PLC的通信和這個(gè)道理一樣，先我們要選個(gè)”硬件“：比如對(duì)講機(jī)、，其次我們要約定好”軟件“：使用什么語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)對(duì)話。后還要根據(jù)硬件的不同做一些補(bǔ)充：比如選擇對(duì)講機(jī)的話要考慮誰(shuí)先說(shuō)誰(shuí)后說(shuō)，也就是單工雙工半雙工的問(wèn)題等。。

這些就對(duì)應(yīng)了PLC通信中的通信接口，通訊協(xié)議等概念。

RS485接口

RS485是PLC中使用較多的一種標(biāo)準(zhǔn)串行接口，基于RS485接口有多種協(xié)議，比如上面提到的：Modbus RTU/ASCII，Profibus、PPI、MPI等。為了區(qū)分硬件接口和軟件協(xié)議之間的關(guān)系，我們先舉個(gè)例子（不用糾結(jié)具體指令，重點(diǎn)理解過(guò)程）。

例如：一臺(tái)三菱FX系列的PLC分別選配485-BD和485-ADP通訊模塊，與變頻器通過(guò)RS485接口通訊。

我們先要查閱變頻器說(shuō)明書(shū)中關(guān)變頻器提供RS232/RS485通信接口、Modbus通訊協(xié)議等的附錄說(shuō)明，及通訊波特率數(shù)據(jù)格式，類似于下圖這樣：

然后找到需要傳送的數(shù)據(jù)地址信息，例如：

當(dāng)選擇使用485-BD模塊時(shí)

需要通過(guò)RS指令編寫(xiě)通訊程序，實(shí)現(xiàn)通訊

部分程序

因?yàn)?85-BD模塊只是硬件接口，并沒(méi)有預(yù)置通訊協(xié)議，需要我們?cè)诔绦蛑凶约簩?xiě)通訊程序，所以我們要先查變頻器的通訊格式，命令貞收發(fā)表等資料，然后根據(jù)Modbus通訊協(xié)議規(guī)則編寫(xiě)程序?qū)崿F(xiàn)通訊，過(guò)程比較繁瑣，特別是在通訊數(shù)據(jù)很多的時(shí)候，更顯得麻煩。

FX2N-485-BD

當(dāng)選擇使用485-ADP模塊時(shí)

可以使用ADPRW指令直接讀寫(xiě)地址中的數(shù)據(jù)

ADPRW [H3 H6 K13 K2 D100]

該指令意義是：把PLC里面的D100和D101寄存器的值寫(xiě)入到站號(hào)為3的從站設(shè)備內(nèi)部地址K13和K14中

這是因?yàn)?85-ADP模塊內(nèi)部支持Modbus協(xié)議，不需要我們另外再寫(xiě)了，所以可以直接通過(guò)ADPRW指令讀寫(xiě)從站數(shù)據(jù)（既然有這個(gè)優(yōu)點(diǎn)，肯定要貴很多），不同的PLC品牌可能指令不同，例如匯川PLC本體帶的RS485接口支持Modbus協(xié)議，那么上面那一條語(yǔ)句在匯川的編程環(huán)境里這么寫(xiě)：Modbus [H306 K13 K2 D100]，原理相同，只不過(guò)指令的使用有所區(qū)別。

FX3U-48DP

這個(gè)例子不是教大家如何使用RS485做通信，重在說(shuō)明在RS485硬件的基礎(chǔ)上要實(shí)現(xiàn)通訊是需要通訊協(xié)議的，或者本身就支持或者自己編寫(xiě)。

補(bǔ)充說(shuō)明：只有485接口是無(wú)法完成總線通訊的，因?yàn)镸ODBUS協(xié)議簡(jiǎn)單，所以在只有硬件接口的情況下我們可以在PLC中自己寫(xiě)。而Profibus協(xié)議較復(fù)雜，特別是主站的開(kāi)發(fā)，難度不是一個(gè)數(shù)量級(jí)。例如在西門(mén)子S7-200的PLC上，雖然有RS485接口，但我們想使用Profibus-DP通訊還是要買(mǎi)他們專門(mén)的通訊模塊（因?yàn)槲覀兯接邢?，自帶的接口不支持該協(xié)議，自己又寫(xiě)不出來(lái)，就只能買(mǎi)了）。不論是Modbus還是Profibus，先，它們的協(xié)議都是公開(kāi)的，各種渠道都可獲得；其次，要實(shí)現(xiàn)一個(gè)產(chǎn)品，它們都需要通訊協(xié)議芯片及其配套的電路，還有基于協(xié)議和產(chǎn)品特性的軟件研發(fā)；后，由于協(xié)議架構(gòu)的不同使得Profibus研發(fā)較復(fù)雜。一般都是購(gòu)買(mǎi)西門(mén)子的SPC3或第三方的VPC3芯片，自行繪制電路板和編寫(xiě)軟件。如果自行開(kāi)發(fā)通訊協(xié)議芯片，一般設(shè)備廠家恐無(wú)法承擔(dān)。

RS232接口

在搜索RS232資料的時(shí)候我們會(huì)發(fā)現(xiàn)它有很多缺點(diǎn)，傳輸速率低，抗干擾差，傳輸距離短等，想查查它的優(yōu)點(diǎn)都很難，但是為什么一般PLC上還是要有一組RS232接口呢？我的理解是：它作為一種標(biāo)準(zhǔn)，研發(fā)較早，且目前已在微機(jī)通信接口中廣泛采用，特別是PC端，兼容性相對(duì)來(lái)說(shuō)更成熟，所以PLC上的RS232更多的是用在與上位機(jī)的通信中。

總結(jié)

本文只著重講了一個(gè)RS485接口，PLC中接口和通訊協(xié)議種類很多，特別是在自動(dòng)化領(lǐng)域，功能更強(qiáng)大，通訊速度也更快，這里無(wú)法面面俱到，小編也要不斷的學(xué)習(xí)。初次接觸通信時(shí)可以通過(guò)以下三點(diǎn)入手：

1. PLC和要通訊的設(shè)備都有什么硬件接口，是否可以匹配，該步驟一般影響的是接線方式。

2. 統(tǒng)一硬件接口后，要確定是否支持統(tǒng)一的通訊協(xié)議，協(xié)議是自己寫(xiě)還是有現(xiàn)成的指令可供使用，該步驟一般是軟件參數(shù)設(shè)置

3. 程序編寫(xiě)，按照協(xié)議規(guī)則編寫(xiě)程序”搬運(yùn)“信息。

本文只對(duì)PLC中常見(jiàn)通信做一些通俗解釋，如果對(duì)RS485和Modbus之間的關(guān)系還糊里糊涂的就下手寫(xiě)通信實(shí)例肯定撓頭，所以先理解，具體程序以后結(jié)合項(xiàng)目實(shí)例單獨(dú)介紹。

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