永宏FBs-PLC的自由通訊應(yīng)用

1、永宏FBs-PLC的自由通訊協(xié)議及應(yīng)用FATEK FBs-PLCs Intelligent communication interface and Applications永宏P(guān)LC中國大陸總代理：孫恒孝Sunhengxiao摘要：本文章講述永宏FBs系列PLC的自由口通訊協(xié)議，以及相關(guān)的應(yīng)用范例介紹 關(guān)鍵詞：永宏 FBs-PLC PLC通訊 自由通訊協(xié)議Abstract:：This Paper introduce the intelligent communication interface of FATEK PLC, and application with some examples.K

2、ey Words：FATEK FBs-PLC PLC Communications Intelligent communication interface. 0. 引言電子技術(shù)的日益發(fā)展，通訊接口給工業(yè)控制的自動(dòng)化集中控制帶來巨大的變化，系統(tǒng)的分布控制，網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程監(jiān)控等都是通過通訊來實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。各個(gè)智能設(shè)備之間要進(jìn)行正常通訊，首先要保證以下3個(gè)條件一致：通訊硬件界面相同；通訊參數(shù)設(shè)置一致；以及通訊協(xié)議一致。在串口的通訊中，界面都已經(jīng)是標(biāo)準(zhǔn)化，參數(shù)設(shè)定亦可透過設(shè)定來保持一致。但在智能自動(dòng)化設(shè)備中，由于品牌和產(chǎn)品都存在差異，對(duì)于同一種產(chǎn)品，不同的品牌就可能存在不同的通訊協(xié)議！所以，智能設(shè)備的通訊，設(shè)

3、備的選擇是關(guān)鍵！但針對(duì)同種協(xié)議的產(chǎn)品，就有可能縮小設(shè)備選型范圍，勢(shì)必會(huì)對(duì)系統(tǒng)的組成存在影響。如造成成本的提升，系統(tǒng)得不到優(yōu)化等問題?，F(xiàn)就針對(duì)通訊協(xié)議，介紹永宏P(guān)LC的自由口通訊協(xié)議做介紹。即通過自由協(xié)議，可以跟任何一個(gè)智能設(shè)備進(jìn)行連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。大大方便了技術(shù)人員的選型，更有利控制系統(tǒng)的優(yōu)化，性價(jià)比的提升！1. 系統(tǒng)硬件要求1.1 永宏FBs-PLC通訊功能永宏FBs-PLC提供相當(dāng)強(qiáng)大的通訊功能，SoC單晶片中集合5個(gè)高速通訊端口。主機(jī)自帶一個(gè)通訊端口。多樣的擴(kuò)展方式，可以選擇通訊模塊或者通訊板實(shí)現(xiàn)通訊端口的擴(kuò)展，單一主機(jī)可以最多擴(kuò)展至5個(gè)通訊端口；數(shù)據(jù)傳輸可以選擇ASCII碼或者速度

4、快一倍的二進(jìn)制碼來傳輸；每個(gè)通訊端口通訊速率高達(dá)921.6Kbps；支持RS-232,RS-485,USB和Ethernet等界面；通訊協(xié)議提供永宏標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議，工業(yè)界通用的ModBus標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，以及自由口協(xié)議。這里我們就永宏P(guān)LC的自由通訊協(xié)議做進(jìn)一步探討。1.2 永宏P(guān)LC自由通訊協(xié)議簡(jiǎn)介所謂自由通訊協(xié)議，永宏P(guān)LC作為主站，根據(jù)通訊的從站設(shè)備通訊格式來編寫通訊傳輸數(shù)據(jù)格式，以保證通訊格式的一致性。在符合從站設(shè)備的數(shù)據(jù)格式時(shí)設(shè)備才能識(shí)別主站發(fā)送出來的命令要求，再根據(jù)命令來進(jìn)行處理數(shù)據(jù)、做響應(yīng)回復(fù)等工作。這樣將大大提高PLC控制對(duì)象的通訊接口兼容。圖1.1 RS-485單主多從通訊示意圖如圖

5、1.1所示，一個(gè)永宏P(guān)LC可以跟多個(gè)智能從站進(jìn)行通訊；智能從站可以同為一種設(shè)備不同品牌，或者不同設(shè)備不同品牌，例如其他品牌的PLC、變頻器、智能儀表等，只要符合RS-485通訊要求即可組網(wǎng)。2. 軟件系統(tǒng)要求與設(shè)計(jì)2.1 串行口通訊協(xié)議格式在串行通訊中，數(shù)據(jù)的格式一般如下圖所示：圖1.2 串行口一般通訊數(shù)據(jù)格式在協(xié)議中，一些通訊協(xié)議要求命令請(qǐng)求碼，一些則不需要；從起始符到結(jié)束符，格式都相似。起始符：表示通訊命令的開始， 常用02H表示。地址：從站設(shè)備的地址， 范圍在“00H7FH”。功能碼：從站設(shè)備所規(guī)定的功能碼，以響應(yīng)主站的作動(dòng)要求。數(shù)據(jù)：根據(jù)命令碼執(zhí)行的數(shù)據(jù)區(qū)。校驗(yàn)：為保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠的

6、通訊，協(xié)議中都設(shè)定校驗(yàn)碼。常見的校驗(yàn)有CRC,CHECKSUM。 結(jié)束符：表示一筆通訊命令的完成。通常使用03H表示。在所使用的設(shè)備中會(huì)，做相關(guān)的協(xié)議規(guī)定和參數(shù)說明，所以我們只要依照設(shè)備的通訊格式編寫通訊命令，請(qǐng)求從站執(zhí)行命令，并根據(jù)主站是否要求做相關(guān)的回應(yīng)，來完成響應(yīng)。下面，我們會(huì)以與士林變頻器通訊為實(shí)例，做相關(guān)的介紹。2.2 永宏P(guān)LC端軟件設(shè)計(jì)永宏P(guān)LC在通訊編程方便提供相當(dāng)便利的指令和編程方法。在指令方式，使用一個(gè)功能指令配合通訊表格，即可完成通訊命令。下面就對(duì)指令與表格編輯做相關(guān)介紹。永宏P(guān)LC提供兩個(gè)通訊指令FUN150和FUN151，其中FUN150用于ModBus協(xié)議通訊用，這

7、里就不做介紹，詳細(xì)請(qǐng)參考永宏P(guān)LC使用手冊(cè)介紹。FBs-PLC可由Por t 1、2、3 或4 等四個(gè)通訊端口來作永宏多臺(tái)CPU LINK聯(lián)機(jī)或與具有RS-232/RS-485通訊接口的智能型外圍通過通訊方式作聯(lián)機(jī)整合應(yīng)用。FUN151(CLINK)通訊聯(lián)機(jī)便利指令可指定那個(gè)通訊端口以何種工作模式運(yùn)作共有Mode 0 3 四種工作模式， 其中的Mode 3 模式為高速LINK 網(wǎng)絡(luò)模式只允許Port 2使用，其余都為“一般LINK 網(wǎng)絡(luò)”，下表是高速LINK 與一般LINK 指令模式的差別說明。2.3 FUN151(CLINK)通訊聯(lián)機(jī)便利指令FUN151通訊指令梯形圖符號(hào)如下：Pt ：指定通

8、訊端口，14。MD：0，永宏CPU LINK 的主站（使用永宏通訊協(xié)議）。 SR ：存放通訊程序的起始緩存器。WR：指令運(yùn)作起始緩存器，共占用8 個(gè)緩存器，其它程序不可以重復(fù)使用。圖2.1 FUN151指令符號(hào)說明：EN：執(zhí)行控制輸入 PAU：執(zhí)行暫停輸入 BAT：通訊放棄輸入ACT：通訊正執(zhí)行中輸出ERR：通訊出錯(cuò)指示輸出，可以在監(jiān)視中查找對(duì)應(yīng)的錯(cuò)誤碼。 DN：通訊正常完成指示輸出。另外還有通訊端口的特殊繼電器和特殊寄存器，簡(jiǎn)單介紹如下。我們針對(duì)文章內(nèi)容，介紹一下MD1模式的工作。對(duì)于MD2模式，主要是當(dāng)要求永宏P(guān)LC被動(dòng)接收其他設(shè)備后再做響應(yīng)時(shí)使用，若只做接收不回應(yīng)，則就不需要該模式，所以

9、我們重點(diǎn)講一下MD1的工作原理。2.4 FUN151（CLINK）：MD1 通訊聯(lián)機(jī)便利指令(自由協(xié)議主動(dòng)模式)FUN151（CLINK）：MD1 模式提供永宏P(guān)LC 主動(dòng)與具有RS-232/RS-485 通訊端口的智能 型外圍設(shè)備聯(lián)機(jī)；通訊格式由WinProladder 程序編寫，必須與所要聯(lián)機(jī)的通訊設(shè)備一致，才能成功聯(lián)機(jī)。2.4.1 MD1操作數(shù)SR 的說明SR：數(shù)據(jù)傳送表格的起始寄存器。即與FUN151指令中的SR對(duì)應(yīng)，例如SR填寫“R5000”時(shí)，則RS+0就為R5000，而RS+1即是R5001，以此類推。高字節(jié) 低字節(jié)SR+0SR+1SR+2SR+3SR+4SR+5. . . 低字

10、節(jié)有效,0：僅傳；1：傳后接收回應(yīng) 低字節(jié):接收信息的起始符；高字節(jié)：接收信息的結(jié)束符 傳輸數(shù)據(jù)總長(zhǎng)度，MAX=511個(gè)WORD 低字節(jié)有效 低字節(jié)有效低字節(jié)有效低字節(jié)有效 . . . SR+N 說明：1.在選擇“只傳送”模式時(shí)，接收信息的起始符+結(jié)束符無意義；2.在使用“傳送后接收”時(shí)，要設(shè)定好起始符和結(jié)束符，以保證通訊接收無誤，通訊程序也簡(jiǎn)單有效；3.當(dāng)接收回應(yīng)信息時(shí)，接收完畢后CPU將計(jì)算總接收數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度，填到WR+8寄存器。2.4.2 MD1操作數(shù)WR 的說明WR：通訊指令運(yùn)作占用寄存器，具體寄存器作用如下所示。高字節(jié) 低字節(jié)WR+0WR+1WR+2WR+3WR+4WR+5WR+6WR

11、+7WR+8WR+9. . . . . . 通訊結(jié)果碼，=0時(shí)，通訊正常； =2時(shí)，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度有誤(長(zhǎng)度為0或大于511); =A時(shí)，從站無反應(yīng)； =B時(shí)，通訊異常(接收到錯(cuò)誤數(shù)據(jù)) WR+4:B0=1, 端口被占用；本指令等待交易權(quán)；B12=1,“ACT”輸出指示 B13=1,“ERR”輸出指示 B14=1,“DN ”輸出指示 總共接收到幾個(gè)Byte數(shù)據(jù) 接收到的第一byte數(shù)據(jù)(有起始符時(shí)為起始符) 接收到的第二byte數(shù)據(jù)接收到的第N byte數(shù)據(jù)(有結(jié)束符時(shí)為結(jié)束符) WR+N 42.4.3泛用通訊表格的編輯在SR的寄存器空間，對(duì)應(yīng)的建立一個(gè)通訊表格，在表格中依照從站設(shè)備的通訊協(xié)議，編寫

12、通訊數(shù)據(jù)；這樣很直觀，很有效率就能完成從站設(shè)備通訊數(shù)據(jù)的編寫。當(dāng)然，用戶可以對(duì)寄存器做好各項(xiàng)運(yùn)算后，對(duì)應(yīng)的填寫正確數(shù)值，也能完成通訊命令的編寫。例如SR+1為R5001寄存器，假設(shè)設(shè)備的起始符為02H，結(jié)束符為03H，可以直接將數(shù)據(jù)“0203H”往5001里面送.但當(dāng)中運(yùn)算、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等的計(jì)算較表格，比較復(fù)雜，建議還是采用表格編寫。在WinProLadderc程序的專案管理窗口中的“泛用通訊表格”標(biāo)簽上，點(diǎn)擊右鍵來建立一個(gè)表格；或者可以選擇FUN151指令，然后按“Z”建來建立。通過這樣的操作后，會(huì)彈出“自由通訊表格”的編輯框，如下圖所示。圖2.2自由通訊表格此時(shí)的表格類別固定為“泛用通訊表格”

13、；在表格名稱中給表格起名稱“自由口通訊”；不能重復(fù)。起始地址輸入與UN151的SR起始地址一致(若是使用“Z”時(shí)，則自動(dòng)為SR的起始值”)。 表格容量設(shè)定一般為動(dòng)態(tài)分配，這樣在添加命令時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)分配空間；使用空間也不能與程序其他地方重復(fù)使用。另外在連接PLC后，“資料由PLC加載”和“資料由ROR加載”才能生效；即表示表格資料將從PLC中提取上來。在完成上面的設(shè)定以后，表格即完成建立。圖2.3自由通訊表格在通訊模式中，選擇“只傳送”或者“傳送后接收回應(yīng)”；即與SR中的SR+0相對(duì)應(yīng)。 起始碼和結(jié)束碼：設(shè)定接收信息的起始符和結(jié)束符；與SR中的SR+1對(duì)應(yīng)。在“通訊命令表格編輯”中，即要依從站設(shè)

14、備通訊協(xié)議規(guī)定的數(shù)據(jù)格式來輸入命令。通訊傳送的是ACSII碼，命令可以使用十進(jìn)制、十六進(jìn)制和字符來表示；在要用字符表示時(shí)，要使用“”單引號(hào)引起來，表示字符的ACII碼。接下內(nèi)容，我們以實(shí)例應(yīng)用來介紹自由通訊口的MD1主動(dòng)模式的應(yīng)用。3. 自由通訊協(xié)議的應(yīng)用3.1 永宏P(guān)LC與士林(SS系列)變頻器通訊3.1.1硬件配置士林變頻器提供的是RS-422/485的通訊界面，在這里永宏P(guān)LC端增加一塊FBs-CB25來擴(kuò)充一個(gè)RS-485的通訊界面。硬件上配線如下圖所示。圖3.1永宏P(guān)LC與士林變頻器通訊配線圖另外在FBs-CB25端，請(qǐng)?jiān)O(shè)定終端電阻的撥動(dòng)開關(guān)到”O(jiān)”狀態(tài)，表示使用終端電阻。 變頻器端

15、的通訊參數(shù)設(shè)定控制方式來源:1(Pr31)為通訊控制波特率：;9600(Pr32);站號(hào)：1(Pr36);數(shù)據(jù)位： 8BIT(Pr48);停止位：1停止位(Pr49);校驗(yàn)：無校驗(yàn)(Pr50);CR校驗(yàn)(Pr51)將波特率、停止位、數(shù)據(jù)位、校驗(yàn)設(shè)定與PLC端的Por2口一致，其他參數(shù)根據(jù)需要做調(diào)整。3.1.2士林變頻器通訊協(xié)議1上位機(jī)通訊請(qǐng)求； 2等待時(shí)間 3變頻器回應(yīng)數(shù)據(jù) 4上位機(jī)處理時(shí)間 5上位機(jī)回復(fù)數(shù)據(jù) 3.1.3變頻器通訊數(shù)據(jù)格式1)。2， 資料寫入時(shí)，變頻器回應(yīng)數(shù)據(jù)格式資料無誤格式 資料有誤格式1 2 3 4 1 2 3 4 5其中句柄說明(ASCII CODE)STX-H02 ET

16、X-H03 ENQ-H05 ACK-H06CR-H0D NAK-H15 LF- H0A另外，SUM-CHECK計(jì)算范圍為：從站號(hào)開始到資料的的低字節(jié)結(jié)束數(shù)據(jù)的ASCII碼總和；取低字節(jié)部分。計(jì)算范例如下：其他通訊格式請(qǐng)參考士林變頻器使用手冊(cè)。依據(jù)以上通訊協(xié)議規(guī)定，可以得到控制變頻的運(yùn)行和停止控制命令如下。 3.1.5 PLC程序輸入正轉(zhuǎn)命令 ：當(dāng)FAH的資料為“2”時(shí)變頻器正轉(zhuǎn)。數(shù)據(jù)格式如下：根據(jù)以上的命令 在軟件中編寫程序如下。程序部分：圖3.2永宏P(guān)LC通訊程序示意圖表格部分：圖3.3永宏P(guān)LC通訊表格示意圖從R5003開始到R5015，共有13個(gè)寄存器，則系統(tǒng)將自動(dòng)將數(shù)據(jù)長(zhǎng)度13填寫到R

17、5002中：“0DH”(ASCII碼)。另外通訊數(shù)據(jù)的校驗(yàn)碼，可以通過拖選“資料預(yù)覽”中的數(shù)據(jù)范圍來計(jì)算。如該正轉(zhuǎn)命令的數(shù)據(jù)校驗(yàn)總和值為R5004R5012，在拖選中該范圍后，表格底下的“總和值(字節(jié))=”將計(jì)算得到“D9”。3.1.6 PLC程序執(zhí)行到這，控制變頻器正轉(zhuǎn)命令編輯完畢。這樣，我們運(yùn)行PLC。將M1接點(diǎn)至ON后，PLC將通訊數(shù)據(jù)送達(dá)變頻器。此時(shí)，變頻器將正轉(zhuǎn)運(yùn)行！同時(shí)變頻器將向PLC回應(yīng)數(shù)據(jù)到WR中?；貞?yīng)數(shù)據(jù)如下：WR+0WR+4WR+8WR+9 通訊結(jié)果碼，=0時(shí)，通訊正常； B14=1,“DN ”輸出指示 總共接收到4個(gè)Byte數(shù)據(jù) 第一byte數(shù)據(jù)：CAK碼WR+10WR+11WR+12 第二byte數(shù)據(jù)：30H 第三byte數(shù)據(jù)：30H 這兩筆為站號(hào)：0 第四byte數(shù)據(jù)：CR碼4. 結(jié)束語綜上，我們就自由通訊的主動(dòng)模式做了介紹，由于篇幅問題，請(qǐng)讀者自行測(cè)試控制變頻器停止命令，以及自由通訊的MD2被動(dòng)模式，