1、第7章 PLC的通信及网络,7.1 通信网络的基础知识,1数据通信方式 (1) 串行通信与并行通信 (2) 同步和异步传送,7.1.1 数据通信基础,异步传送,(3) 基带传送和频带传送,曼彻斯特编码,频带传送的三种调制形式的比较,调频,调幅,调相,2数据传送方向 单工通信方式 半双工通信方式 全双工通信方式,单工示意图,半双工示意图,全双工示意图,3传送介质 常用的传送介质 双绞线 同轴电缆 光缆,其他通信介质 无线电 红外线 微波等,传送介质性能比较,4串行通信接口标准 (1) RS-232C串行接口标准 接口的机械特性 接口的电气特性 接口的信号功能,25针D型连接器,RS-232C引脚
2、及信号定义,(2) RS-232C在PLC系统中的应用 RS-232C端口引脚及功能,RS-232C的不足之处： 传送速率和距离有限； 没有规定的连接器，可设计出不同的连接方案，这些方案有时不兼容； 由于发送器和接收器接口应用的不平衡，在信号交换中可能产生干扰； 每根信号线都可以进行两个方向的信息传送，存在有潜在的地线回流问题,(3) RS-422A、RS-423A与RS-449、RS-485标准。 RS-449标准。其特点是： 制定连接器的技术规范 支持较远的传送距离 支持较高的数据传送速率 提供平衡电路改进接口电气特性,EIA推荐的串行通信的主要性能参数, RS-422A和RS-485及其
3、应用,RS-422/485互联方案,多站互连的RS-485(最多32对驱动器/接收器),RS-422A与RS-485比较,(4) RS-232C/422A转换电路,RS-232C/422A转换装置电原理图,7.1.2 工业局域网基本知识,网络按站间距离可分为： 全域网GAN(Global Area Network) 广域网(又称远程网) 局域网,1局域网四大要素 (1) 网络拓朴结构传送介质 介质访问控制 通道利用方式,星型网络,环型网络,总线型网络,(2) 介质访问控制 令牌传送方式 争用方式 (3) 通道的利用方式 基带方式 频带方式。 (4) 传送介质,2网络模型 (1) OSI层次结构
4、,网络分层结构图,OSI模型,802模型,(2) IEEE 802参考模型,802协议中定义了三种介质访问技术 IEEE802.3,总线局域网,CSMA/CD工作流程, IEEE802.4,令牌总线相当于一个逻辑环, IEEE802.5,环型局域网,3工业局域网的选型考虑 (1) 拓朴结构方面 直接控制级 监控和优化级 管理级 (2) 介质访问控制及通信协议方面,7.2 三菱PLC的通信网络,三菱PLC为用户提供了三层应用网络 以太网(Ethernet) 区域网 CC-Link网(开放式现场总线),三菱PLC的三层网络,7.2.1 以太网,三菱PLC常用的以太网模块有QJ71E-100、QJ7
5、1E71等。三菱以太网的主要功能： 使用MC通信协议，可以在PLC与PLC之间、PLC与外部设备之间进行数据通信 使用网络互联技术通信协议TCP/IP，解决同其他网络之间的互联网问题 可以以电子邮件方式发送和接收数据,7.2.2 区域网,MELSECNET/10网络 MELSECNET/II网络 MELSECNET/H网络 MELSEC-I/O通信系统,7.3 CC-Link现场总线网,主站 本地站 远程I/O站 远程设备站等,7.3.1 CC-Link网的组成,CC-Link网,CC-Link网的功能主要有： 主站与远程I/O站的通信。 主站与本地站的通信。 主站与远程设备站的通信。 主站与
6、智能设备站的通信,Q系列PLC,7.3.2 QJ61BTll模块,QJ61BTll的面板,QJ61BTll端子接线图,7.3.3 CC-Link网构建的一般方法,CC-Link网的设备配置：选择主站和本地站的CPU和模块；选择远程I/O站模块；选择远程设备站模块。 设置主站/本地站的站号和传送速率；设置远程I/O站、远程设备站的站号和传送速率。站号的设置是不间断的。 设置主站/本地站的网络参数和自动刷新参数,7.3.4 主站与远程I/O站的通信,1主站与远程I/O站的通信系统,2主站站号与传送速率的设置,3远程I/O站站号和传送速率的设置,4主站的网络参数的设置,应用GPPW软件进行主站网络参
7、数设置的具体操作步骤如下： 启动GPPW软件GX Developer，单击“工程创建新工程”，选择“PLC系列”QCPU，选择“PLC类型”Q02，单击“确定”，将出现GPPW编辑对话框，在工程一览表中单击“参数”，双击“网络参数”，会出现网络参数设置对话框，单击“CC-Link”，出现CC-Link网络参数设置对话框，设置各参数，如图所示。单击CC-Link模块下拉箭头并设定模块数，然后设定I/O起始号 。,远程输入,远程输出,PLC CPU元件与远程I/O站输入输出的关系,5控制远程I/O站的主程序的编写,7.3.5 主站与本地站的数据通信,1主站和本地站的站号与传送速率的设置 在QJ61
8、BTll模块的“站号设置开关”上分别设置主站站号为0，本地站站号为1(本地站占用4个站但只须指定第一个站号)。在主站和本地站的“传送速率/模式设置开关”上均设置为0，即传送速率为1561Kbps。,2主站和本地站的自动刷新参数的设置,3主站PLC CPU与本地站PLC CPU的软元件刷新和链接的关系,主站与本地站的输入/输出软元件刷新和链接的关系,其刷新和链接过程如下所述： (1) 本地站CPU的输出用自动刷新参数设置存储在本地站的“远程输出”缓冲存储器中，“远程输出”作为本地站系统中的输出数据。当每次链接扫描时，本地站的“远程输出”的数据自动存入主站的“远程输入”缓冲存储器中或其他本地站“远
9、程输出”寄存器中。主站的“远程输入”数据自动刷新存储在主站CPU的软元件输入继电器中。“远程输入”寄存器的内容作为本地站系统中的输入数据。 (2) 主站输出时，用自动刷新参数设置存储在主站的“远程输出”缓冲存储器中。当每次链接扫描时，自动存入本地站的“远程输入”缓冲存储器中，再存入本地站CPU的软元件输入继电器中。,主站与本地站数据读取/写入的刷新和链接关系,主站与本地站数据读取/写入的刷新和链接关系如下所述： (1) 本地站PLC CPU的字数据(D)由自动刷新存储在本地站的“远程写入寄存器(RWw)”缓冲存储器中，此数据存储在与本地站相对应的区域中。存储在主站RWr的数据，经自动刷新存储到
10、主站CPU的软元件(D)中。 (2) 主站CPU的软元件(D)输出时，经自动刷新存储到主站的“远程写入寄存器(RWw)”缓冲存储器中，此数据作为本地站系统的读取数据，再经自动刷新存储到本地站CPU的软元件(D)中。,4主站和本地站程序的编写,主站程序,本地站程序,7.4 Q主站CC-Link网络应用实例,7.4.1 Q主站CC-Link网络结构,Q主站网络简图,1触摸屏 触摸屏软件的参数设定,PLC监控,变频器监控,2FX2N-32CCL模块 FX2N-32CCL是将FXON、FX2N和FX2NC挂在CC-Link网上的模块，站号和传送速率的设置是在FX2N-32CCL模块上完成的。 3FR-
11、ACNC模块 FR-ACNC是将FR变频器挂在CC-Link网上的模块，站号和传送速率的设置也可在FR-ACNC模块上完成。但是，控制变频器的数据是字元件数据，所以要特别注意ACNC模块的RWr、RWw各字的含义。,7.4.2 参数的设置,1PLC参数的设置,2网络参数设置,7.4.3 程序,1主程序,2主站PLC程序,3主站变频器A540程序,刷新软元件的寄存,变频器正转、反转、停止的请求,改变变频器频率,参数的读取/写入请求,变频器电压的监控程序,7.4.4 CC-Link的网络诊断,在GPPW系统菜单中单击“诊断”选项，在弹出的下拉列表中选则“CC-Link诊断”，弹出“CC-Link诊
12、断窗口”对话框。 在“CC-Link诊断窗口”对话框中，可根据用户需要对所要进行的测试进行设置，如对本站、其他站或回路进行测试；可设置模块的参数，如模块号、I/O地址；还可对网络链接状况进行测试。设置完毕后单击该对话框中的“监视开始”按钮。 例如：选择“回路测试”，系统弹出“回路测试”对话框。在其中，可选中“指定的站点”并输入所要测试的站点的号码，也可选中“所有站点”对网络中的全部站点进行测试，然后单击“执行测试”按钮。测试结果：“正常站”与“异常站”及其站号将以不同颜色显示在该对话框中的“全站执行状态”栏中。 如要终止某项测试，则单击“监视停止”按钮。单击“关闭”按钮则关闭“CC-Link诊断窗口”。,
