机床电气控制技术.ppt

情景八PLC联网通信,任务介绍,本模块简要介绍了有关PLC通信的基础知识、PLC与计算机之间的通信、PLC与PLC之间的通信，并给出了典型应用例子。,任务描述,（1）了解计算机通信的基础知识。（2）了解串行通信接口标准和计算机通信的国际标准。（3）掌握PLC与PLC之间通信的实现，包括并行通信和NN网络。（4）掌握PLC与计算机之间通信的实现。,分发任务书布置工作任务1、小组成员共同查阅资料，学习讨论PLC通信有关信息2、小组共同PLC通信系统总体的结构框架3、每名成员设计PLC通信编程与工程下载4、每名成员独立完成PLC通信编程与工程下载5、根据每人完成的情况小组互评6、任务评估填写项目考核记录单,知识链接一计算机通信简介,1、可编程控制器的网络化趋势如果把PLC与PLC、PLC与计算机或PLC与其它智能装置通过传输介质连接起来，就可以实现通信或组建网络，从而可以提高PLC的控制能力，同时，还便于计算机对控制数据的处理，提供人机界面友好的操控平台；可使自动控制从设备级发展到生产线级，从而实现智能化工厂（SmartFactory）的目标。,。,随着科技的发展，三菱电机率先较早的开发了MELSECNET网络，随着网络化控制及集散式控制不断普及，工业控制要求的不断提高，传统的PLC控制系统的网络化方向发展已成为趋势。,1、PLC网络技术在工业控制中，对于控制任务的复杂控制系统，不可能单靠增大PLC的输入、输出点数或改进机型来实现复杂的控制功能，于是便将多台PLC相互连接形成网络。但是其硬件和软件都要符合一定的要求。硬件上，一般要增加通信模块、通讯接口、终端适配器、网卡、集线器、调制解调器、缆线等设备或器件；软件上，要按特定的协议，开发具有一定功能的通讯程序和网络系统程序，对PLC的软件、硬件资源进行统一管理和调度。,（1）PLC网络系统根据PLC网络的连接方式，可将其网络机构分为总线结构、环形结构和星形结构三种基本形式，每种结构都有各自得优点和缺点，可根据具体情况选择。总线结构，以其结构简单、可靠性高、易于扩展，被广泛应用。,2三菱PLC网络,1、信息层/Ethernet（以太网）为网络系统中最高层，主要是在PLC、设备控制器以及生产管理用PC之间传输生产管理信息、质量管理信息及设备的运转情况等数据，信息层使用最普遍Ethernet。它不仅能够连接windows系统的PC、UNIX系统的工作站等，而且还能连接各种FA设备。,2、控制层/MELSECNET/10（H）是整个网络系统的中间层，在是PLC、CNC等控制设备之间方便且高速地进行处理数据互传的控制网络。作为MELSEC控制网络的MELSECNET/10，以它良好的实时性、简单的网络设定、无程序的网络数据共享概念，以及冗余回路等特点获得了很高的评价。,3、设备层/现场总线（CC-Link）是把PLC等控制设备和传感器以及驱动设备连接起来的现场网络，为整个网络系统最低层的网络。采用CC-Link现场总线连接，布线数量大大减少，提高了系统可维护性。,知识链接三三菱系列通信方式,1、三菱可编程控制器的通讯类型三菱主机FX系列支持以下五种类型的通讯NN网；并行链接；计算机链接；无协议通讯（用RS指令进行数据传输）；可选编程口。下面介绍有代表性的两种。（一）NN网络用FX2N，FX2NC，FX1N，FXON可编程控制器进行的数据传输可建立在NN的基础上，总站点数最大8个。（二）计算机链接（用专用协议进行数据传输）用RS485（422）单元进行的数据传输可用专用协议在1N（16）的基础上完成，最多可以连16台PLC机。,2、通讯方式1通过使用PLC开发商提供的系统协议和网络适配器，来实现PLC与PC机的互联通信。但是由于其通信协议是不公开的，互联通信必须使用PLC开发商提供的上位机组态软件，并采用支持相应协议的外设。因此难以满足不同用户的需求。2使用目前通用的上位机组态软件，来实现PLC与PC机的互连通信。组态软件以其功能强大、界面友好、开发简洁等优点目前在PC监控领域得到了广泛应用，但是价格比较昂贵，而且本身并不具有直接访问组态软件或其它智能仪表的能力。所以其灵活性受到了很大的限制。,3利用PLC厂商所提供的标准通信端口和由用户自定义的自由口通信方式来实现PLC与PC机的互连通信。这种方式由用户定义通信协议，不需要增加投资，灵活性好，特别适合于小规模的控制系统。,知识链接四三菱通信指令,通讯格式1、什么是通讯格式通讯格式是决定计算机链接和无协议通讯（RS指令）间的通讯设置。通讯格式可用可编程控制器中的特殊数据寄存器D8120来进行设置。根据所使用的外部设备来设置D8120。当修改了D8120的设置后，确保关掉可编程控制器的电源，然后再打开，否则无效。,2、相关标志和数据寄存器（1）特殊辅助继电器M8121数据传输延时（RS指令）M8122数据传输标志（RS指令）M8123接收结束标志（RS指令）M8124载波检测标志（RS指令）M8126全局标志（计算机链接）M8127接通要求握手标志（计算机链接）M8128接通要求错误标志（计算机链接）M8129接通要求字/字节变换（计算机链接）;超时评估标志（RS指令）M81618位/16位变换标志（RS指令）,（2）特殊数据寄存器D8120通讯格式（RS指令，计算机链接）D8121站点号设定（计算机链接）D8122剩余待传输数据数（RS指令）D8123接收数据数（RS指令）D8124数据标题〈初始值STX〉（RS指令）D8125数据结束符〈初始值ETX〉（RS指令）D8127接通要求首元件寄存器（计算机链接）D8128接通要求数据长度寄存器（计算机链接）D8129数据网络超时计时器值（RS指令，计算机链接）3通讯格式,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,二．计算机链接1.链接后的数据流下述图样为可编程控制器的读、写及状态控制的数据流图。1计算机从可编程控制器读取数据。,,,2计算机向可编程控制器发送数据,3可编程控制器向计算机发送数据,2．站号,站号即可编程控制器提供的数字，用来确定计算机在访问哪一个可编程控制器。框图如下,在以上系统中，可以用以下的指令来设定站号。如0号站设定如下LDM8002MOVK0D8121梯形图,注意事项（1在设定站号时，不要为多个站设定相同的号码，否则，传送数据将会混乱并引起通讯的不正常。2站号不必按数字顺序来设定，在指定范围内（00H到0FH）可以自由设定。例如，按随机的顺序或跳过一些数字都是可以的，但总站数不能超过16。一般情况16台设定0到15。,3用一对导线连接，接线图如下,技能实训软件的介绍及使用,（一）什么是MCGSMCGS通用监控系统是一套用于快速构造和生成计算机监控系统的组态软件，它能够通过对现场数据的采集处理，向用户提供解决实际工程问题的方案，在工业控制领域有着广泛的应用。,一、MCGS系统介绍,MCGS的主要特性和功能如下1．1操作界面简单灵活1．2实时性强、良好的并行处理性能。1．3丰富、生动的多媒体画面。1．4结构开放，数据处理和获取能力强。1．5完善的安全机制。1．6强大的网络功能。1．7多样化的报警功能。1．8实时数据库为用户分部组态提供极大方便。1．9支持多种硬件设备，实现“设备无关”。1．10方便控制复杂的运行流程。1．11良好的可维护性和可扩充性。1．12用数据库来管理数据存储，系统可靠性高。1．13设立对象元件库，组态工作简单方便。1．14实现对工控系统的分布式控制和管理。,总之，MCGS组态软件功能强大，操作简单，普通工程人员也能迅速掌握多数工程项目的设计和运行操作。同时使用MCGS组态软件能根据工程作业的需要和特点去解决工程问题本身，组态配置出高性能、高可靠性和高度专业化的工业控制监控系统。,（二）MCGS的构成MCGS系统包括组态环境和运行环境两个部分。，组态环境相当于一套完整的工具软件，它帮助用户设计和构造自己的应用系统。用户组态生成的结果称为组态结果数据库。运行环境是一个独立的运行系统，它按照组态结果数据库中用户指定的方式进行各种处理，完成用户组态设计的目标和功能。,二、上位机软件（THPLC-C网络型可编程控制器实验系统V2.0）的介绍及使用,THPLC-C网络型可编程控制器实验系统V2.0是具有网络通讯和实验演示功能的一套软件。其功能如下（一）系统管理用户只能凭密码登录后才能操作软件，拒绝非法登录。用户可以修改密码，登录用户分管理员、教师和学生。管理员具有管理其它用户的权利，能使用软件的全部功能；教师能使用软件的大部分功能（除了管理用户）；学生能使用软件的部分功能，但无权使用通讯功能。,（二）站点的选择在通讯监控台上通过选择站点按钮，可以和该站点建立通讯连接（前提是站点必须被赋予合法通讯格式和站点号，且正在运行）。（三）状态显示分为站点连接显示，设备状态显示，登录用户显示，当前时间显示，累计运行时间显示等。（四）实验演示软件内部为每个实验都建立了实验模型，能逼真、客观、动态演示PLC的程序。从演示效果可以看出PLC程序的对错。（五）输入输出显示能实时显示X00-X27，Y00-Y27共48点的状态。（六）帮助菜单针对初次使用的用户有简明的使用帮助。,下面开始工作任务的实施,三、如何建立计算机与PLC的通信连接,（1）安装RS485通信用扩展模块FX2N-485PC-IF（2）双绞线（屏蔽线）连接在FX2N-485PC-IF（RS485/232转换器）中，SDA与SDB和RDA与RDB之间要接3000欧姆左右的电阻。双绞线在485BD侧的屏蔽线要接地（100欧姆或更低）。2．软件设置PLC的默认设置是只支持RS232通信，所以要使用RS485通信协议，必须事先通过编程电缆将计算机的串行口COM1与PLC的编程口连接，用编程软件更改D8120，使其设置成RS485通信方式。正确设置为Link协议，9600波特率，数据位7，偶校验，2位停止位，无命令头和命令尾，整个命令不加校验和，采用协议1。即D8120H408E,,1．硬件连接,步骤为.启动编程软件FXGP/WIN-C；.点击主菜单中的[PLC]菜单，在弹出的下拉菜单中选择[端口设置]，设置所使用的串口为COM1；.重复，在弹出的下拉菜单中选择[程序读入]，之后根据您当前使用的PLC类型选择PLC的型号（FX2N/FX2NC），按“确认”开始进行连接，并把PLC中已有的程序读入，而且窗口中会显示进度条的状态，若没有这些，表示硬件有错，可能故障见结尾的故障分析；.若连接成功，设置通信参数。.选择主菜单中的[PLC]菜单，在该下拉菜单中选择[串行口设置D8120e]；在打开的对话框窗体中进行如下设置将协议一项设置成“Link”，数据位设置可以不变“7”，奇偶校验可以为默认“Even”，停止位设置成“2”，传送速率也是默认的“9600”，页眉和终端，控制线等不设置，硬件设置为“RS-485”，控制程序可以为默认的“at1”，站点数设置为F。按“确认”。,3．编制PLC程序在编制的PLC程序中，必须加上如下的内容，才能保证系统通讯正常LDM8002MOVK0D8121MOVH408ED8120其中，第2行的K0表示站点号，有效值为从K0到K15共16个，每一实验台的站点号都不同。必须正确设置站点号，否则会引起系统通讯不正常。具体站点号见实验台。4．写入PLC程序（当采用编程软件编程时须采用该步骤）在编程软件中，点击主菜单[PLC]/[传送]/[写出]，写入PLC程序；写完程序后需要把PLC的电源切断，再上电则设置的参数才能有效。,附录[无法建立通信连接]故障分析1、检查PLC是否上电；2、485扩展模块连接是否正常，电源指示灯是否点亮，RD数据接收灯是否点亮，若电源指示灯不亮或RD数据接收也不亮，则是模块本身有问题；若电源指示灯亮且RD数据接收灯也亮，但SD灯不亮，则原因是通信格式设置不对，请按上述“软件设置”方法进行检查；3、确认PLC的实际地址是否和实验台的编号一致；4、写完程序后需要把PLC的电源切断，重新上电后设置的参数才能有效。[通讯不可靠]原因可能有1．通信距离太远，一般不超过500米，2．现场干扰太大，尽量使用屏蔽线,任务检查、考核,总评根据同学们对本组实施过程的自评和小组间的互评，指导老师对各小组完成情况进行汇总评价。最后材料整理、提升,