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所在地:上海
型號:全系列
更新時間:2018-07-10
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杜振彪(先生) 銷售經理
當任意兩臺設備之間有信息交換時,它們之間就產生了通信。PLC的通信一般是指PLC與PLC、PLC與計算機、PLC與現場設備或遠程I/O之間的信息交換。
PLC通信的任務就是將地理位置不同的PLC、計算機、各種現場設備等,通過通信介質連接起來,按照規定的通信協議,以某種特定的通信方式率地完成數據的傳送、交換和處理。
PLC與PLC之間通信的實質就是計算機的通信,使得眾多的控制任務構成一個控制工程整體,形成模塊控制體系,計算機用于編程、顯示和管理等任務,構成”集中管理、分散控制“的分布式控制系統也就是常說的DCS系統。
PLC通信的組成
我們在PLC,DCS通訊里,經常聽到MPI,PPI,MODBUS,DP,PROFIBUS,RS232,RS485,串口這些概念,這些到底是怎么區分的呢?
我們先看下常見的串口、并口、COM口、以太網口的區別:
串口也叫COM口,即串行接口。按電氣標準及協議來分包括RS-232-C、RS-422、RS485、USB等。 RS-232-C、RS-422與RS-485標準只對接口的電氣特性做出規定,不涉及接插件、電纜或協議。
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位數據同時通過并行線進行傳送,這樣數據傳送速度大大提高,但并行傳送的線路長度受到限制,因為長度增加,干擾就會增加,數據也就容易出錯,目前,并行接口主要作為打印機端口等。
以太網( Ethernet )是局域網通訊方式,同時也是一種協議。而以太網接口就是網絡數據連接的端口。
在PLC的通信應用中,串口和以太網口應用比較多
先舉一個比較形象的例子:如果兩個人要遠距離交流,在單單靠”喊“已經不能實現正常的對話時,我們就要考慮使用通信的方式了。PLC的通信和這個道理一樣,先我們要選個”硬件“:比如對講機、,其次我們要約定好”軟件“:使用什么語言實現對話。后還要根據硬件的不同做一些補充:比如選擇對講機的話要考慮誰先說誰后說,也就是單工雙工半雙工的問題等。。
這些就對應了PLC通信中的通信接口,通訊協議等概念。
RS485接口RS485是PLC中使用較多的一種標準串行接口,基于RS485接口有多種協議,比如上面提到的:Modbus RTU/ASCII,Profibus、PPI、MPI等。為了區分硬件接口和軟件協議之間的關系,我們先舉個例子(不用糾結具體指令,重點理解過程)。
例如:一臺三菱FX系列的PLC分別選配485-BD和485-ADP通訊模塊,與變頻器通過RS485接口通訊。
我們先要查閱變頻器說明書中關變頻器提供RS232/RS485通信接口、Modbus通訊協議等的附錄說明,及通訊波特率數據格式,類似于下圖這樣:
然后找到需要傳送的數據地址信息,例如:
當選擇使用485-BD模塊時
需要通過RS指令編寫通訊程序,實現通訊
部分程序
因為485-BD模塊只是硬件接口,并沒有預置通訊協議,需要我們在程序中自己寫通訊程序,所以我們要先查變頻器的通訊格式,命令貞收發表等資料,然后根據Modbus通訊協議規則編寫程序實現通訊,過程比較繁瑣,特別是在通訊數據很多的時候,更顯得麻煩。
FX2N-485-BD
當選擇使用485-ADP模塊時
可以使用ADPRW指令直接讀寫地址中的數據
ADPRW [H3 H6 K13 K2 D100]
該指令意義是:把PLC里面的D100和D101寄存器的值寫入到站號為3的從站設備內部地址K13和K14中
這是因為485-ADP模塊內部支持Modbus協議,不需要我們另外再寫了,所以可以直接通過ADPRW指令讀寫從站數據(既然有這個優點,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協議,那么上面那一條語句在匯川的編程環境里這么寫:Modbus [H306 K13 K2 D100],原理相同,只不過指令的使用有所區別。
FX3U-48DP
這個例子不是教大家如何使用RS485做通信,重在說明在RS485硬件的基礎上要實現通訊是需要通訊協議的,或者本身就支持或者自己編寫。
補充說明:只有485接口是無法完成總線通訊的,因為MODBUS協議簡單,所以在只有硬件接口的情況下我們可以在PLC中自己寫。而Profibus協議較復雜,特別是主站的開發,難度不是一個數量級。例如在西門子S7-200的PLC上,雖然有RS485接口,但我們想使用Profibus-DP通訊還是要買他們專門的通訊模塊(因為我們水平有限,自帶的接口不支持該協議,自己又寫不出來,就只能買了)。不論是Modbus還是Profibus,先,它們的協議都是公開的,各種渠道都可獲得;其次,要實現一個產品,它們都需要通訊協議芯片及其配套的電路,還有基于協議和產品特性的軟件研發;后,由于協議架構的不同使得Profibus研發較復雜。一般都是購買西門子的SPC3或第三方的VPC3芯片,自行繪制電路板和編寫軟件。如果自行開發通訊協議芯片,一般設備廠家恐無法承擔。
RS232接口在搜索RS232資料的時候我們會發現它有很多缺點,傳輸速率低,抗干擾差,傳輸距離短等,想查查它的優點都很難,但是為什么一般PLC上還是要有一組RS232接口呢?我的理解是:它作為一種標準,研發較早,且目前已在微機通信接口中廣泛采用,特別是PC端,兼容性相對來說更成熟,所以PLC上的RS232更多的是用在與上位機的通信中。
總結本文只著重講了一個RS485接口,PLC中接口和通訊協議種類很多,特別是在自動化領域,功能更強大,通訊速度也更快,這里無法面面俱到,小編也要不斷的學習。初次接觸通信時可以通過以下三點入手:
PLC和要通訊的設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。
統一硬件接口后,要確定是否支持統一的通訊協議,協議是自己寫還是有現成的指令可供使用,該步驟一般是軟件參數設置
程序編寫,按照協議規則編寫程序”搬運“信息。
本文只對PLC中常見通信做一些通俗解釋,如果對RS485和Modbus之間的關系還糊里糊涂的就下手寫通信實例肯定撓頭,所以先理解,具體程序以后結合項目實例單獨介紹。
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