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時間:2013-02-18 來源:未知 作者:admin 點擊:6401次
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在現代工業中，plc通信聯網功能的應用日益廣泛。在實際生產現場，各個工位上可能使用不同廠家生產的plc，它們之間通信聯網一直是工程上的一個難題。歐姆龍plc所特有的通信協議宏功能可以很好地解決這個問題[1] 。歐姆龍中小型plc，如cqm1h、c200hα、cj1、cs1等機型，均支持通信協議宏功能，可以實現與其他廠家的plc通信。協議宏通信方式編程簡單、易于實現，是不同廠家plc通信的一種簡便易行的方法。
本文選用歐姆龍的c200he-cpu42型plc，使用通信協議宏，與三菱的fx2n-64mr型 plc進行通信。歐姆龍plc為上位機，三菱 plc則為下位機。
網絡結構如圖1所示，主機c200he-cpu42作為上位機，使用c200hw-com06-ev1型通信板，通信板上帶有rs-232c與rs-422a/485串行通信口各一個，都支持通信協議宏功能[2]。三菱fx2n-64mr作為下位機，機體上加裝fx2n-485-bd串行通信功能擴展板，支持三菱計算機鏈接(computer link)通信協議[3]。1臺上位plc最多可連接16臺下位plc，上位plc與下位plc通過rs-485串行端口連接。通信過程中，上位plc首先發出指令并啟動通信，下位plc收到指令并執行，然后將執行結果返回上位plc。下位plc之間不能進行直接通信。
三菱計算機鏈接通信協議用于計算機與plc之間的通信，計算機發出讀寫plc數據的命令幀，plc收到后自動生成和返回響應幀，但是計算機程序仍需用戶編寫[3]。上位計算機通過安裝在各臺plc 上的串行通信功能擴展板連接多臺plc構成網絡。專用通信協議有兩種格式(format 1和format 4)，區別在于字符串最后是否添加cr/lf碼。本文采用format 1通信格式。
地址決定計算機訪問哪一臺plc，同一網絡中各plc的地址不能重復，設定范圍為00h～0fh。plc號用來識別plc的cpu類型。指令用來指定操作的類型，如讀、寫等操作，由2個ascii碼組成。校驗碼是從地址開始，校驗碼之前的所有字符的十六進制數的ascii碼求和，取和的低兩位數據的ascii碼。
計算機與plc之間的數據流有3種形式：計算機從plc中讀數據、計算機向plc寫數據和plc向計算機寫數據。本文用到了前兩種數據流形式。
(1)計算機從plc讀數據操作
命令：enq+地址+plc標識號+指令+等待時間+字符區域a+校驗碼
響應：stx+地址+ plc標識號+字符區域b+etx+校驗碼 (正確時)
nak+地址+ plc標識號+錯誤代碼 (錯誤時)
計算機收到響應信號后發出確認信號：ack+地址+ plc號或nak+地址+ plc號
(2)計算機向plc寫數據操作
命令：enq+地址+plc標識號+指令+等待時間+字符區域c+校驗碼
響應：ack+地址+ plc標識號 (正確時)
nak+地址+ plc標識號+錯誤代碼 (錯誤時)
字符區域中，a為要讀取的存儲區的開始位置和字節數；b為返回的存儲區的值；c為要寫入的存儲區的開始位置和數值。校驗碼用來校驗數據是否正確。
歐姆龍plc與三菱plc通信之前，先要生成通信協議宏。下面以從三菱plc的x位元件組讀數據和向三菱plc的y位元件組寫數據為例，介紹協議宏組態方法：
（1）創建通信協議宏
根據三菱計算機鏈接通信協議的格式要求，在cx-protocol軟件上創建工程，如圖2所示。創建“read”和“write”兩個通信序列(sequence)。接收陣列(matrix)用于接收響應數據。
在通信序列中設置鏈接字(link word)、傳輸方式控制參數(control)、應答方法(response)、數據接收監控時間(timer tr)、數據接收完成監控時間(timer tfr)、數據發送完成監控時間(timer tfs)等內容。
（3）創建通信步
在通信序列中創建通信步(step)。每個通信步包括步號(step)、重復計數器(repeat)、命令(command)、重試(retry)、發送信息(send message)、接收信息(recv message)、是否響應(response)、下一個執行過程(next)以及出錯處理(error)等內容。
（4）創建發送和接收信息
發送信息與接收信息必須嚴格按照計算機鏈接通信協議格式編寫。由“報頭”(header)、“結束符”(terminator)、“校驗碼”(check code)、“幀長度”(length)、“地址”(address)和“數據”(data)等幾部分組成。其中，讀數據的發送信息結構如圖4所示。在發送信息中，“數據”為上位plc向下位plc發送的具體數據，由“報頭”、“地址”、“plc標識號”、“指令”、“消息等待時間”、“字符區域”、“校驗碼”等七部分組成。其中， “h”為報頭，取值enq，其ascii碼為“05h”。“a”為地址，取值“00”，表示與從機00通信。“ff”為fx系列plc的標識號。“br”為“讀位元件”指令。“a”為等待時間，對應100ms。“x0004”、“04”表示從x004開始讀取4個位元件的值。“c”為校驗碼，指定為sum(0)。
（5）創建接收陣列
三菱通信格式比較復雜，而且接收到響應數據具有一定的不確定性。因此，在協議宏程序中使用接收陣列的形式完成數據的接收工作。如圖3所示，在接收陣列中設置了3種可能接收到的數據信息(receive message)，并規定接收到特殊數據信息后要進行的下一步處理方法(next process)。
通信協議宏組態結束后，將其下載到通信板中。
三菱plc通信參數設置：通信格式設置為format 1，波特率9600bps、偶校驗、7位數據位、1位停止位。地址設置范圍00h～0fh。
通信協議宏的調用與執行程序段如圖4所示，28908為通信板端口a使用標志。pmcr指令的第一操作數“#1000”、“#1001”為控制字，第一位的“1”表示使用通信板的端口a，后3位數表示調用并執行的通信序列號。dm0000、dm0200為pmcr指令的第二操作數，所指定的有效通道存放發送的數據。dm0100、dm0300為pmcr指令的第三操作數，存放接收到的數據。當pmcr調用000號通信序列時，從三菱plc的x位元件組讀取數據，當pmcr調用001號通信序列時，向下位plc的y位元件組寫入數據。
通信協議宏具有較強的靈活性，程序的編寫和調用非常簡單，容易實現不同廠家plc之間的通信。在程序的編制與調試過程中，一些細節問題必須予以注意：
(1)在程序中有多條pmcr指令時，使用微分指令避免指令間的沖突；
(2)讀取幾個設備的數據，使用變量的方式接收數據；
(3)最好將發送信息與接收信息寫在不同的通信步中，避免從站斷線導致pmcr指令執行標志無法復位。
本頁關鍵詞：三菱PLC,三菱PLC應用