电气大牛详细讲解《PLC系统通信》，看完就明了（上）

现如今随着工业生产规模的不断扩大，对于生产及其管理的自动化水平提出了越来越高的要求，。PLC作为工业自动化生产系统中的一种重要的自动控制装置，其组网与通信工呢鞥的发展是近年来自动化领域颇受重视的新兴技术，本章将以FXN系列的PLC与计算机以及PLC与PLC之间的通信为例，对PLC系统及应用技术希望这篇文章可以给予大家一些帮助。

一、PLC通信的基本知识：

PLC通信是指PLC与计算机，PLC与PLC、PLC与现场设备或远程I/O之间的信息交换。PLC与计算机及各扩展模块之间交换信息都是以“0”和“1”所表达的数字信号，因此，PLC通信属于数字通信。

1、数据通信系统构成：

数据通信系统的基本构成（如图）它由传送设备、发送器、接收器、传送控制设备（通信软件、通信协议）及通信介质等部分组成。

其中，传送设备不少于两台，包括发送及接受设备。对于多台设备之间的数据传送，旺旺有主次之分，主设备处于控制、发送和处理信息的主导地位，从设备主要用于接受见识和知识主设备的信息指令。主从关系有实际通信的数据传送结构确定。在PLC通信系统中，传送设备可以是PLC、计算机或各种外围设备。

传送控制设备主要用于控制发送与接受之间的同步协调，保证信息发送与接受的一致性。这种一致性是通过各种通信协议和通信软件来实现的，通信协议是指通信过程中必须严格遵守的数据传送规则。

通信软件用于对通信的软件、硬件进行统一调度、控制和管理。介质总线是通信系统内部进行数据或信息交换的物理通道。

2、数据通信放射式及传输速率

数据及基本通信方式有并行通信和串行通信两种。

（1）并行通信

并行数据通信是指以字节为单位的数据传输方式。这种数据传输方式，除了有满足传输数据最大位数的数据线（数据线的根数与数据的位数相等）和一根公共线外，还需要数据通信双方联络的控制线。

并行数据通信的工作过程：

1) 发送方在发送数据之前，首先判别接受方发出应答信号的线状态，以决定是否可以发送数据。

2) 发送方在确定可以发送数据后，在数据线上发送数据，并在选通线上输入一个状态信号给接收方，表示数据上的数据有效。

3) 接受方在接收数据之前，首先判别发送方发出通信号的线状态，已决定是否可以接受数据。

4) 接收方在确定可以接受数据后，在数据线上接受数据，并在应答信号线上输出一个状态信号给发送方，表示可以再发送数据。

并行传送时，一个数据的所有位同时传送，因此每个数据位都需要一条单独的传输线，一个数据有多少二进制就需要多少条传输线，一次即可传送完成。并行同行传输速率快，但硬件成本高，不易远距离通信，常用于近距离、高速度的数据传输场合，例如在PLC的呢诶不各元器件之间、主机与扩展模块或近距离只能模块的处理器之间。

（2）串行通信

串行通信是以二进制的位为单位的数据传输方式。除了公共线外，数据传输在一个传输方向上只用了一根通信线。这根即作为数据线有事 通信联络控制线。数据和联络信号在这根线上按位进行传输。

串行通信在传输数据时，数据的个个不同位分时使用同一跟传输线，从低位开始以为接一位地依次传送，数据有多少位就需要传送多少次，因袭，只需要几条传输线就可以再两设备间实现交换位数信息（下图位双工通信方式）。图中，由设备1向设备2传送一个8位数据10110011，传送时由低位到高位逐次传送。

串行通信传送速度慢，但需要的信号线少，最少两根线即可实现通信，因此可以大大节省成本，特别适合元距离传输。目前串行通信的传输速率可达兆字节的数量级。串行通信多用于计算机与计算机之间，计算机与PLC之间，多台PLC之间的数据传输。

1）串行通信数据传送的工作方式

串行通信按信息在设备间的传送方式可分为三种：单攻通信、半双工通信、全双工通信（如图）

单工通信只需一条传输线，但可以实现固定的单方向传递。

半双工通信同样也只需要一条传输线，但可以实现数据的双向传递，知识不能同时传输，只能交替进行。在任一时刻，数据只能沿一个方向传递，所以为了控制线路换向，应两端设备诶进行知识，以确定数据流向。不过半双工通信的双向传送效率较低。

全双工通信有两条传输线，两台通信设备之间可同时接受和发送数据，数据传输速度快。全双工通信中两个传输方向上的资料完全独立。

2）串行通信数据的收发方式

为了保证发送与接受数据的一致，串行通信采用两种通信技术——同步通信和异步通信。

对于异步通信数据传送，通信的设备之间必须有两项约定，即相同的传送字符数据格式和一致的传送速率。

而同步通信与异步通信的不同之处在于同步传送数据不需要增加标志位，有利于提高传送速度，但要求有统一的时钟信号来实现发送端和接收端之间的严格同步，而且额对同步时钟信号的香味一致性要求非常严格。因袭这种方式硬件设备复杂，价格交规。通常只在传送速率超过bit/s的系统中才使用这种方法。

3）传输速率

单位时间内传输的信息量成为传输速率。它是衡量数据传输的主要指标，对于通信之间的发送与接受设备必须以相同的数据传送速率工作。数据传输中常用的有码元素速率和比特速率两种。

二、串行通信接口标准

FX系列的PLC串行异步通信接口主要有RS-232C、RS-422和RS-485等。

1、RS-232C串行通信接口

该种通信接口标准，目前已被许多计算机、PLC等制造商广泛采用。由于RS-232C的传输速率低切传输距离有限，因此它主要应用在外部设备之间的通信，如编程器、调制解调器、数据终端等。当近距离通信时，两台数据终端设备利用发送先、接受县、底线3根线可直接实现全双工异步通信。

2、RS-422串行通信接口

由于232C接口传输速率及传输距离的局限，之后又推出了422，其通信速率、传输距离、抗共模干扰等方面有了较大提高。例如在1200m距离内传输可达100Kbit/s。

3、RS-485串行通信接口

484余422接口用于多占点的互连非常方便，在一条总线上可以连接32个站点。目前，新的接口器件已允许连接128个站点，并且功能和安全性能均满足要求。因此，该接口已被广泛应用于工业控制系统之中，实现分布式控制。

对于PLC通信中的基本概念以及串口的相关知识已经讲解完毕，相信大家看完文章后都有了一个基本的了解，那么接下来我会从PLC与PLC之间的通信给大家结合实例讲述一下：N：N连接通信，双机并行连接通信以及串行同行协议格式等，让大家对于PLC的通信有一个更深刻的认识。

关于plc通信

PLC的通信，从设备划分可分为PLC与外部设备的通信及PLC与系统内部设备之间的通信。根据通信对象的不同，具体又可分为以下几种情况。

PLC与外部设备的通信：

1．PLC与计算机的通信：PLC与编程、监控、调试的计算机或网络控制系统中的上位机通信等

2．PLC与通用外部设备的通信：PLC与具有通用通信接口（如RS232、RS422/485等）的外部设备之间的通信。

PLC与内部设备间的通信

1．PLC与远程I/O之间的通信。

2．PLC与PLC之间的通信。

通信的基本类型：并行通信与串行通信

并行通信:是将一个数据的每一个二进制位，均采用单独的导线进行传输，并将发送与接收方进行并行连接；如下图所示

串行通信：是通过一对连接导线，将发送与接收方进行连接，传输数据的每一个二进制位，按规定的顺序，在同一连接导线上，依次进行发送与接收。如下图所示：

标准串行接口

用于通信线路连接的输入/输出线路称为接口。

连接并行通信线路的称谓并行接口；连接串行通信线路的称谓串行接口。

在PLC系统中，常用的标准串行接口主要有RS232接口、RS422接口、RS485接口等。

RS232/422/485为PLC系统最为常用的通信接口：

RS232接口是一种计算机、PLC控制系统中最为常见的标准串行接口，接口一般使用9芯或25芯连接器，使用的信号名称、代号、引脚的意义如下表所示：

RS422接口是一种计算机、PLC控制系统中常见的标准串行接口，称为“平衡电压数字接口”。接口一般使用9芯连接器，使用的信号名称、代号、引脚的意义如下表所示：

RS-485接口是在RS-422基础上发展起来的一种标准串行接口，同样采用了“平衡差分驱动”方式。接口满足RS-422的全部技术规范，可以用于RS-422通信，接口一般使用9芯连接器或接线端子连接，使用的信号名称、代号、引脚意义与RS-422相同。

三菱FX系列PLC的通信功能

1．N:N网络功能：

就是在最多8台FX系列PLC之间，通过RS-485通信连接，进行软元件相互连接，信息互换的功能。其中一台为主机，其余为从机（即主站与从站）。

在每台PLC的辅助继电器和数据寄存器中分别有一片系统制定的数据共享区，在此网络中的每台PLC都被指定分配自己的一块数据区。

对于某一台PLC来说，分配给它的一块数据区会自动的传送到其他站的相同区域，

同样，分配给其他PLC的数据区，也会自动的传送到此PLC.

有关特殊辅助继电器的说明

有关特殊数据寄存器的说明

网络设置：

N:N网络设置只有在程序运行或者PLC启动时才有效。

（1）设置工作站号（D8176）

D8176的取值范围为0-7，主站应设置为0，从站设置为1-7

（2）设置从站个数（D8177）

该设置只适用于主站，D8177的设定范围为1-7之间的值，默认值为7

（3）设置刷新范围（D8178）

刷新范围是指主站与从站共享的辅助继电器和数据寄存器的范围。刷新范围由主

站的D8178来设置，可以设为0、1、2值，对应的刷新范围如下表：

共享辅助继电器及数据寄存器表：

适用于FX系列PLC进行网络链接的通信设备

不是所有的FX系列PLC都具有并联链接的功能。FX0S,FX1，FX2(C)系列PLC不能进行网络链接功能

4、网络链接通信的接线

N:N网络1对接线方式

N:N网络编程举例

3台FX2N系列PLC通过N:N网络交换数据。

要求：

1．主站的X0-X3来控制1号从站的Y10-Y13

2. 1号从站的X0-X3来控制2号从站的Y14-Y17

3. 2号从站的X0-X3来控制主站的Y20-Y23

主站程序

从站1程序

从站2程序

2．并联链接功能：

就是连接2台同一系列的FX系列PLC，进行软件间相互链接，信息互换的功能。

并行链接的特殊辅助继电器及特殊数据寄存器表：

并行链接的数据共享区表：

2、适用于FX系列PLC进行并联链接的通信设备

FX0S,FX1系列PLC不能进行并联链接，此外，并联链接还需要专门的通信设备，如：232/422/485通信板，适配器等，下表列出了并联链接的PLC及通信设备的组合使用。

4、并联链接通信的接线

1、FX1S、 FX1N、FX1NC、FX2N、FX2NC可编程控制器的场合

1．1对接线的场合

2．2对接线的场合

5、并联链接举例：

要求：2个FX2N系列PLC进行并联链接

主站的X0-X7控制从站的Y0-Y7；

从站的X0-X7控制主站的Y0-Y7；

主站程序及说明：

从站程序

3．PLC的通信协议

为了可靠的发送、接收数据，通信双方必须有规定的数据格式、同步方式、传输速率、纠错方式、控制字符等，即需要专门的通信协议。

1专用协议通信

专用协议通信是指通过在外部设备上安装PLC专用通信工具软件，进行PLC与外部设备间数据交换的通信方式。

2无协议通信

无协议通信是仅需要对数据格式、传输速率、起始/停止码等进行简单设定，PLC与外部设备间进行直接数据发送与接收的通信方式。

3双向协议通信

双向协议通信是通过通信接口，使用PLC通信模块的信息格式与外部设备进行数据发送与接收的通信方式。

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