基于三菱PLC的網絡通信在教學中的初步實現

姚明達

摘 要

隨著工業網絡通信技術的不斷發展和進步，PLC控制系統的網絡化方向發展將成為趨勢，三菱通信與網絡技術作為后起之秀，以其自身獨有的優勢在自動化生產領域應用得越來越廣泛。本文就教學過程中三菱FX3U系列PLC之間的RS485通信，三菱Q00U系列PLC和FX3U系列PLC之間的CC-Link通信的實現進行說明，以供參考。

關鍵詞

網絡通信;RS485;CC-Link

中圖分類號： TP393.08 ? ? ? ? ? ? ??文獻標識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.09.021

可編程序控制器（PLC）是專門為工業環境下應用而設計的工業控制器，是現代工業自動化發展的支柱技術，高職院校人才培養中，PLC課程更是成為機電、電氣類專業的核心課程，三菱PLC以其編程直觀易懂，學習上手快，豐富的指令，強大的運動控制等優勢，受到廣大高職院校機電、電氣類專業的青睞。

但是傳統的PLC課程側重的編程與控制畢竟只是自動化網絡控制中的一個部分，企業中生產自動化更多地以隨著網絡化控制系統這樣的整體形式呈現，隨著微型計算機和微機網絡技術的日益廣泛和深入的應用，傳統的PLC控制系統的網絡化方向發展必將成為趨勢，加強高職教育這方面的理論教學與編程實訓勢在必行。

RS485通信技術從根本上解決了RS232不能實現聯網功能這個缺點，且組網結構簡單，布線成本低，穩定可靠，從而廣泛地應用于自動化控制領域，CC-LINK作為三菱的開放式總線，它是在RS485技術基礎上發展起來的，具有性能卓越，使用簡單，成本較低等突出優點，它是一個復合的，開放的，適應性強的網絡系統，能夠適應于較高的管理層網絡到較低的傳感器網絡的不同范圍。本文通過兩臺FX3U系列PLC之間的1：1 RS485通信和Q系列與FX3U系列PLC 1：1 CC-LINK 通信功能的實現進行探討和說明。

1 兩臺FX3U系列PLC之間的1：1 RS485通信

FX系列的PLC都不自帶通信接口，這就需要額外的模塊來完成，進行485通信的通信模塊有兩種485BD和485 ADP，485BD是通信板，485 ADP是通信適配器，通過485BD通信板的情況下通信距離為50米，而通過485 ADP通信距離可以達到500米，通信指令用起來比較方便，FX3U可以擴展2個通信板或通信適配器。

FX3U系列PLC之間進行485通信常見的包括N：N和1：1（并聯通信），N：N通信支持8臺FX系列PLC之間的RS485鏈接通信，實現聯網并進行數據交換和遠程分散控制，極大地節省了布線的成本，提高了自動化控制的效率。

1：1通信顧名思義，是兩臺設備之間的數據交換，相對N：N通信比較簡單。它是并行通信，并行傳輸的傳輸速度較高，抗干擾能力也越強。并行連接就是兩臺同一系列的FX 可編程控制器，共享一批內部軟元件M繼電器和D寄存器，比如要在主站的PLC 知道從站PLC 的某個數據時，就可以把從站的數據發送到一個共享D寄存器，然后在主站中讀取這個寄存器的數據就可以了。

兩臺FX3U系列PLC之間的1：1 RS485通信的實現步驟：

1）將兩臺設備的通信模塊用屏蔽雙絞線連接，每個通信模塊的RDA和SDA、RDB和SDB分別短接作為485的正負極，雙絞線的屏蔽層D類接地，通信模塊內置終端電阻，需通過切換開關設定。

2）在專用的編程軟件Works 2中分別編好主站和從站的程序，寫入到兩臺設備當中，程說明如下：特殊繼電器M8070將當前PLC作為主站驅動，X0-X7的狀態傳送到M800- M807，因為這些輔助繼電器兩臺PLC數據共享，即相當于把數據狀態傳送到從站的M800-M807，并從從站的Y0-Y7輸出;特殊繼電器M8071將當前PLC作為從站驅動，從站的輔助繼電器M0-M7的狀態通過共享繼電器M900-M907傳送到主站，通過主站的Y0-Y7輸出。

2 Q系列與FX3U系列PLC 之間的1：1 CC-LINK通信

CC-link是Control&Communication Link（控制與通信鏈路系統）的簡稱，它是三菱電機開發的開放式現場總線，相比485通信，不僅通信速度快，而且通信距離長，通過建立成本低廉的分散系統，減少了大量的接線工作，它的功能強大，特別是RAS 功能，通過它的網絡監視功能可以在上位機上監控每一個從站的工作狀況，及時發現異常;它的自動恢復功能使得一旦現場網絡中的模塊出現故障，會自動斷線，而不影響其他站的工作，當該站修復后，會自動上線，無須復位整個系統，非常方便，因此在現場控制領域非常受歡迎。

CC-link通信需要CC-link通信模塊，Q系列PLC的通信模塊是QJ61BT11N，作為主站，FX3U系列PLC 的CC-link通信模塊是FX3U-64CCL，作為從站，網絡參數只要在主站的CPU中設定，從站只需設定好站號和通信速率即可。

FX3U系列PLC 1：1 CC-LINK 通信功能的實現步驟

1）硬件的設置

（1）主站設置

主站通信模塊QJ61BT11N的設置就是對主站站號和通信速率的設置，站號通過站號設置開關實現，主站站號必須設置為“0”，所以兩個旋轉開關上的箭頭都指向0，通信速率通過傳送速率/模式設置開關實現，CC-link速度有5級可選擇，這里選擇“0”，即156kbs。

（2）從站的設置

從站就是對通信模塊FX3U-64CCL相關的設置，首先設置從站站號為“1”號站，然后左下方的旋轉開關進行傳送速度設置、硬件測試的設置，這里和主站保持一致，傳送速率/模式設置開關選擇“0”，即156kbs，最后對右下方的旋轉開關進行占用站數設置和擴展循環設置，站數選擇“2”，即從站和主站數據交換的緩沖區有64個點，擴展循環設置為1倍。

（3）單元連接

CC-LINK 通信主站和從站的連接需要用專用的三芯屏蔽雙絞線，主站和從站上的DA、DB、DG端子分別連接，SLD端子連接到端子的屏蔽層上，最后從站上的DA和DB之間連接終端電阻，這樣硬件設置和連線就完成了。

2）軟件的設置

（1）打開GX-works2編程軟件，選擇創建工程，選擇PLC的型號為Q00U。

（2）點擊“參數”→“網絡參數”，雙擊“CC-link”，進入網絡參數設置窗口?！捌鹗糏/O號”填“0020”地址，“類型”填“主站”，網絡設置為“遠程網絡（Ver.1模式）”，“遠程輸入”和“遠程輸出”分別填“X100”和“Y100”，遠程寄存器Rwr和Rww分別填“D1000”和“D2000”，“特殊繼電器”“特殊寄存器”分別填“SB0”和“SW0”，最后雙擊“站信息”，設置從站的類型為“智能設備站”，占用站數2站，64個點，至此，網絡參數設置完成了，然后點擊下載到Q00U中。

（3）程序的編寫和通信的調試

分別編寫主站和從站的程序，寫入到對應的PLC中，程序說明如下：主站PLC輸入點X0-X2的數據狀態存入自動刷新軟元件Y100-Y102中，并自動刷新到主站的遠程輸出RY緩沖存儲器，接著通過模塊之間CC-Link鏈接掃描存入從站的遠程輸出RY緩沖存儲器，最后通過讀取指令FROM K0 K0 K4M600 K1，將數據狀態存入PLC的輔助繼電器M600-M602中，并通過輸出點Y0-Y2輸出;從站PLC輸入點X0-X2的數據狀態存入中間繼電器M620-M622中，通過寫入指令TO K0 K0 K4M620 K1將它們的狀態自動刷新到通信模塊的遠程輸入RX緩沖存儲器，接著通過模塊之間CC-Link鏈接掃描存入主站的遠程輸入RX緩沖存儲器，最后數據狀態自動刷新到主站PLC的軟元件X100-X102中，并從Y10-Y12輸出。

通信的調試，先接通從站的電源，再接通主站的電源，CC- Link通信模塊上通信狀態指示燈正常，這樣數據鏈接自動開啟，然后通過循環自動刷新不停地進行主站和從站之間的數據交換，主站PLC和從站PLC的輸入點X0-X2接上啟動按鈕開關連成回路，主站PLC和從站PLC的輸出點Y10-Y12和Y0-Y2接上小燈并連成回路，按下主站PLC的X0-X2的按鈕開關，從站PLC輸出點Y0-Y2上的小燈對應亮;按下從站PLC的X0-X2的按鈕開關，主站PLC輸出點Y10-Y12上的小燈對應亮，以上的動作就是通過CC-Link來實現的，說明通信是成功的。

3 結束語

本文介紹了工業網絡控制課程教學中基于三菱PLC的兩種常見的通信RS485 1：1通信和CC-Link 1：1通信，以及兩種通信實現的簡單的例子，教學中在這兩種通信模式的基礎上可以不斷擴展，加入各種產品，像觸摸屏，變頻器，伺服驅動器等，實現更豐富的網絡通信控制。

參考文獻

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