GE Fanuc PLC 通訊介紹

1、 GE PLC通訊介紹 2 /GE Title or job number /3/6/2022GE PLC通訊介紹課程內容第一天：工業(yè)以太網 第二天：現場總線第三天：串行通信3 /GE Title or job number /3/6/2022典型的PLC控制方案VersaMaxVersaPointFieldbusSeries 90-30GeniusSeries 90-70VersaMax IPPACPLC通過各種現場總線現場總線控制分散I/O（傳感器/執(zhí)行機構）PLC之間通過以太網以太網或其他數據吞吐率高的網絡互聯PLC聯網編程和實現數據采集PLC現場總線I/ORF TagVFDEthern

2、et典型的典型的PLC控制控制4 /GE Title or job number /3/6/2022通信的目的是什么？每種通信需掌握的要點：通信介質，模塊，速率，距離，應用場合，GE的相關硬件產品做實驗，掌握GE PLC的通信應用5 /GE Title or job number /3/6/2022GE Fanuc PLC工業(yè)以太網通訊以太網通訊的三種類型 （PLC之間高速交換數據之間高速交換數據）：EGD (Ethernet Global Data)SRTP TCP/IP (GE 專有，Service Request Transport Protocol)Modbus TCP/IP (非專有

3、協議，與設備廠商無關)6 /GE Title or job number /3/6/2022GE Fanuc PLC總線通訊總線通訊的三種類型（用于設備級控制系統和分散用于設備級控制系統和分散I/O）：GenuisProfibusDeviceNet7 /GE Title or job number /3/6/2022GE Fanuc PLC串口通訊串口通訊的類型(點對點，連接其他設備上的串口，點對點，連接其他設備上的串口，如掃碼器等如掃碼器等)：Serial I/O8 /GE Title or job number /3/6/2022OSI模型七層簡介9 /GE Title or job nu

4、mber /3/6/2022GE Fanuc PLC工業(yè)以太網通訊 以太以太網模塊網模塊IC695ETM001 10/100Mbits Half/Full duplex Supports SRTP, EGD (Producer and Consumer)， Modbus TCP 2個個網口，內置交換機，節(jié)省硬件成本網口，內置交換機，節(jié)省硬件成本 以太網以太網口凹陷，保護網線端子口凹陷，保護網線端子10 /GE Title or job number /3/6/2022GE Fanuc PLC工業(yè)以太網通訊以太網通訊的三種類型 （PLC之間高速交換數據之間高速交換數據）：EGD SRTP Mod

5、bus TCP/IP11 /GE Title or job number /3/6/2022設備間高速高速，簡便簡便的數據通訊協議EDG協議基于UDP/IP協議用戶無需編程，只要組態(tài)producer,consumer的參數幾個重要的概念幾個重要的概念Producer 在設定的時間周期將數據單播或多播到設定的單個consumer或consumer group中，由唯一的producer ID指代Consumer 按照設定的時間周期讀取收到的數據，由IP地址（單播時）或組號（多播時）指代Exchange 數據交換包，最多255個，每個數據包最長1400字節(jié)，由 Exchange ID和Produc

6、er ID組合起來指代設備間簡單，高速，定周期的數據通信，不能用在突發(fā)事件的設備間簡單，高速，定周期的數據通信，不能用在突發(fā)事件的 通信報告。通信報告。12 /GE Title or job number /3/6/2022以太網通訊模型網絡介質訪問層網絡介質訪問層802.3 / 802.11x網際層網際層(IP)TCP / UDPModbus/SRTP/EGDTCP/IP應用層協議應用層協議以太網以太網IP地址：32-bit，在IP層之上，如應用層軟件中使用MAC地址：48-bit，全球唯一ARP協議：IPMAC轉換協議多目(Class D)IP：224.0.0.0 239.255.255.

7、255，由應用層軟件動態(tài)設定，一個設備可同時擁有多個Class D IP以太網模塊以太網模塊協議棧模型協議棧模型13 /GE Title or job number /3/6/2022EGD典型應用PLC APLC BPLC C指定接收方指定接收方IP地址的地址的EGD數據，一臺數據，一臺PLC發(fā)送，另一臺接收發(fā)送，另一臺接收使用單播技術使用單播技術-Unicast指定接收方組號的指定接收方組號的EGD數據，一個數據，一個PLC發(fā)送，多臺發(fā)送，多臺PLC同時接收同時接收使用多目廣播技術使用多目廣播技術-Multicast14 /GE Title or job number /3/6/2022E

8、GD 配置Local Producer ID右擊Target，選擇Add Component Ethernet Global Data添加EGD配置內容右擊“Ethernet Global Data”，在屬性窗口中設置“Local Producer ID”Producer ID型如IP，但并不是IP，它是網絡上一個PLC的身份代表(相當于網絡上的身份證)，因為一個PLC可以有多塊以太網卡，每個以太網卡有唯一的IP 地址。擁有多塊以太網的控制器只具有一個Producer ID，使用Producer ID能更好地支持冗余系統IP地址是對于每塊以太網而言的，Producer ID 是對于網絡上的每個

9、PLC而言的。15 /GE Title or job number /3/6/2022EGD 配置Produced Exchange右擊Produced Exchanges，選擇New，配置發(fā)送數據Exchange ID：一個控制器內被發(fā)送的每組數據的編號，取值“1-255”，每個exchange數據最長1400 bytesAdapter Name：用于發(fā)送這組數據的以太網模塊的機架號/槽號Destination Type：定義發(fā)送數據是使用單播、多播或廣播Destination：如單播，則為接收方IP；如多播，則為Multicast IP (1 224.0.7.1)Produced Peri

10、od：數據重復發(fā)送的間隔16 /GE Title or job number /3/6/2022EGD 配置Produced Exchange雙擊雙擊ProdExch1，打開配置發(fā)送數據的窗口，點擊“Add”添加被發(fā)送的數據每個Produced Exchange包含一個狀態(tài)字(Status)，用來表明該Exchange是否被成功發(fā)送。當Status字為“1”時，發(fā)送成功，1時發(fā)送不成功Status字只是表明發(fā)送是否成功，該字并不被以太網模塊發(fā)送給接收方共發(fā)送11個字17 /GE Title or job number /3/6/2022EGD 配置Consumed ExchangeProduc

11、er ID：發(fā)送方的Local Producer IDGroup ID：如果發(fā)送方是多播，則填寫多目IP(1224.0.7.1)；如單播，則填寫0Exchange ID：發(fā)送方的被發(fā)送數據組的編號Adapter Name：用于接收數據的以太網模塊的機架號/槽號Update Timeout：數據接收超時(ms)每個Consumed Exchange還包含Status字：表明接收EGD數據是否正常TimeStamp：接收到的數據的時間戳(距離 1970-1-1 00:00:00的時間)接收11個字18 /GE Title or job number /3/6/2022EGD 多播的分組概念19 /

12、GE Title or job number /3/6/2022EGD Exchange狀態(tài)字的含義20 /GE Title or job number /3/6/2022GE Fanuc PLC工業(yè)以太網通訊以太網通訊的三種類型 （PLC之間高速交換數據之間高速交換數據）：EGD SRTP Modbus TCP/IP21 /GE Title or job number /3/6/2022SRTP通訊協議概述SRTP是基于OSI模型的第七層的一種通訊協議,底層基于TCP/IP協議。SRTP 快速、高效的主/從通訊 功能，可實現與PLC的數據交換和編程網絡介質訪問網絡介質訪問(IEEE 802.

13、3)網際層網際層(IP)主機到主機主機到主機 傳輸層傳輸層(TCP)應用層應用層(SRTP)22 /GE Title or job number /3/6/2022SRTP的通訊方式 SRTP是通過在Client端的邏輯控制中編輯COMMREQ指令來實現Server與Client之間的通訊的。 SRTP中不同的通訊目的是通過不同的指令代碼來實現的。23 /GE Title or job number /3/6/2022COMMREQ指令PLC執(zhí)行到此條指令，作用是CPU把命令塊的參數寫入以太網卡Enable：使能端一定是脈沖信號脈沖信號，否則死機IN：命令塊的起始地址 （總長23個字，有2兩部

14、分組成，通用部分包括狀態(tài)字的地址，數據參數是關于信道命令） (%R, %AI, %AQ, %P, %L, or %W)SYS ID：客戶端以太網模塊的機架號，槽號TASK：任務號, 對以太網通訊，寫024 /GE Title or job number /3/6/2022SRTP的通訊方式 寫操作命令 (2004,十進制) 讀操作命令 (2003,十進制) 取消通道命令 (2001,十進制)25 /GE Title or job number /3/6/2022診斷排錯工具以太網80比特的狀態(tài)字（地址在硬件組態(tài)中定義）程序中Comm REQ功能塊的fault輸出查看COMM REQ的狀態(tài)字（地

15、址在程序中COMM REQ的數據參數word3,4中定義）26 /GE Title or job number /3/6/2022診斷排錯工具以太網狀態(tài)字80bit,在硬件組態(tài)以太網模塊時設定的地址Bit13:局域網通信正常Bit16:以太網卡和CPU 通信正常27 /GE Title or job number /3/6/2022診斷排錯工具FT輸出置1，表示COMM REQ的語法有錯，例如以太網模塊機架槽號與實際不符，數據塊長度不對，任務號寫錯。對以太網，任務號都寫028 /GE Title or job number /3/6/2022診斷排錯工具狀態(tài)字為1表示通信成功，不為1時，低字節(jié)

16、表示大錯誤，高字節(jié)表示小錯誤，錯誤代碼查表診斷。29 /GE Title or job number /3/6/2022GE Fanuc PLC工業(yè)以太網通訊以太網通訊的三種類型 （PLC之間高速交換數據之間高速交換數據）：EGD SRTP Modbus TCP/IP30 /GE Title or job number /3/6/2022ModbusTCP通訊協議概述ModbusTCP是一種底層基于TCP/IP的應用層的通信協議，使網絡上的設備以服務器或客戶端的形式來進行通訊，。ModbusTCP協議在所有的網絡架構中都能實現簡單便捷的通訊。非專有協議，協議文本公開，與設備廠商無關31 /GE

17、 Title or job number /3/6/2022ModbusTCP在設備之間的通訊32 /GE Title or job number /3/6/2022ModbusTCP通訊試驗1.對硬件進行配置，為以太網模塊分配IP地址。CPU組態(tài)中要把Modbus address mapping 設成standard,地址映射33 /GE Title or job number /3/6/2022ModbusTCP通訊試驗2.在Client端編輯打開端口的指令。34 /GE Title or job number /3/6/2022ModbusTCP通訊試驗Word 1: 8 (通訊參數塊的

18、長度)Word 2: 0 (無等待程序執(zhí)行方式)Word 3: 8 (通訊狀態(tài)字CRS的內存類型，8代表%R)Word 4: 20 (通訊狀態(tài)字CRS的內存偏移地址，20代表%R21)Word 5: 0 (預留位，必須填 0)Word 6: 0 (預留位，必須填 0)Word 7: 3000 (打開Modbus連接命令)Word 8: 5 (通道號，取值范圍1-32)Word 9: 1 (遠方PLC地址類型)Word 10: 4 (遠方PLC地址長度)Word 11: 10 (遠方PLC的IP地址的第一位)Word 12: 0 (遠方PLC的IP地址的第二位)Word 13: 0 (遠方PLC

19、的IP地址的第三位)Word 14: 7 (遠方PLC的IP地址的第四位)綜合 Word 10-13，遠方PLC（服務器）的IP地址是：10.0.0.735 /GE Title or job number /3/6/202236 /GE Title or job number /3/6/2022工業(yè)以太網通訊復習以太網通訊的三種類型 （PLC之間高速交換數據之間高速交換數據）：EGD （只有硬件組態(tài)，不需編程，簡單，定周期）SRTP （GE專有協議，要寫COMM REQ程序）Modbus TCP/IP（公開協議，要寫COMM REQ程序，CPU中使能modbus和GE PLC的地址映射）37

20、/GE Title or job number /3/6/2022GE Fanuc PLC通訊介紹課程內容第一天：工業(yè)以太網 第二天：現場總線第三天：串行通信38 /GE Title or job number /3/6/2022現場總線（Fieldbus）概述全世界目前大概有40多種現場總線現場總線簡單、可靠、經濟實用，已成為當今自動化領域發(fā)展的熱點之。39 /GE Title or job number /3/6/2022GE Fanuc PLC現場總線通訊總線通訊的三種類型（用于設備級控制系統和分散用于設備級控制系統和分散I/O）：ProfibusDeviceNetGenuis40 /G

21、E Title or job number /3/6/2022Profibus 與 傳統集中型I/O傳統的集中型I/O控制方案如左圖所示以 Profibus DP 為代表的分散型I/O控制方案如右圖所示接線端子排接線端子排去現場設備去現場設備GBC集中I/O分散I/O41 /GE Title or job number /3/6/2022 Profibus 的網絡結構42 /GE Title or job number /3/6/2022Profibus的三個子集 Profibus 的三個子集：FMS, DP 和 PA 在物理層的定義有所不同, DP與FMS均采用RS485技術， PA采用IE

22、C 1158-2技術 均采用符合 IEEE802.4 標準的邏 輯令牌環(huán)協議43 /GE Title or job number /3/6/2022三個子集的不同任務FMS主要用于PLC與PLC之間的通訊DP主要用于遠程I/O之間的通訊PA主要用于主控制器對傳感器供電并讀取反饋信息44 /GE Title or job number /3/6/2022Profibus的網絡構成 Profibus DP/FMS按分段方式構成網絡 每段可有32臺設備，整個網絡可有 127臺設備 每段的電纜長度與總線的波特率有一定的關系，見下表 段與段之間可通過中繼器相連，網上中繼器最大個數在 3 和 10 之間4

23、5 /GE Title or job number /3/6/2022主站從站從站+ - / + -TX RX從站雙絞線Profibus在網絡物理層采用RS-485或者星型光纖傳輸技術Profibus在網絡傳輸層采用令牌+主從協議Profibus的三個協議子集：DP / FMS / PA的MAC幀兼容Profibus 的物理層.46 /GE Title or job number /3/6/2022Profibus 的物理層.DP與FMS均采用RS485傳輸技術每個網站應提供9針D型連接器作為總線接口，實際有用的只有4根針每個網站9針D型連接器中3號針串連在一起，8號針也串連在一起總線電纜的兩

24、端須安裝有源終端電阻來保證總線通訊的可靠47 /GE Title or job number /3/6/2022Profibus 的物理層.電纜的測量網絡的檢測48 /GE Title or job number /3/6/2022分散分散I/O - VersaMax I/O電源模塊電源模塊I/O I/O 模塊模塊網絡接口單元網絡接口單元NIUNIUI/OI/O底座底座DINDIN導軌導軌每個每個NIUNIU最多可帶最多可帶8 8個模塊個模塊49 /GE Title or job number /3/6/2022分散分散I/O - VersaMax I/O VersaMax的的Profibus

25、 NIU的的LED指示燈：指示燈：PWR - 電源OK - 自檢通過FAULT - 分散I/O單元有故障NETWORK - 總線通訊正常FORCE - 分散I/O單元有強制(將來) VersaMax的的Profibus NIU的的DIP:Mode Address / X100 - U：Firmware升級，X100：站號的百位數X10 - 站號的十位數X1 - 站號的個位數50 /GE Title or job number /3/6/2022VersaMax I/O典型配置清單典型配置清單序號序號模塊型號模塊型號說明說明數量數量1IC200PBI001Profibus接口單元12IC200P

26、WR00224V電源模塊13IC200MDL65032點輸入模塊34IC200MDL75032點輸出模塊25IC200PWB001附加電源底座16IC200PWR00224V電源模塊17IC200MDL94016點繼電器輸出38IC200CHS022I/O模塊底座83塊32點輸入、2塊32點輸出、3塊繼電器輸出，須計算電源容量51 /GE Title or job number /3/6/2022分散分散I/O - VersaMax I/OVersaMax送往送往PLC的數據格式的數據格式PLC送往送往VersaMax的數據格式的數據格式52 /GE Title or job number /

27、3/6/2022Profibus Master - PBM300PSSCANNER系統和通訊指示燈Profibus 9針總線接口 Pin 8-A, Pin 3-BPin 6 5V, Pin 5 0V總線在兩端必須以如下方式接入終端電阻：1253 /GE Title or job number /3/6/2022PBM300 技術規(guī)范 支持所有Profibus總線的波特率 (9.6K, 19.2K, 93.75K, 187.5K, 500K, 1M, 3M, 6M 和 12M) 支持 Profibus DP -V1通訊協議 最多支持 125 個DP從站 支持每個從站最多接收 244 個字節(jié)的輸出

28、數據和每個從站發(fā)送 244 個字節(jié)的輸入數據 支持 Sync 和 Freeze 模式 每個PLC最多支持4塊 PBM20054 /GE Title or job number /3/6/2022在硬件配置中添加PBM200模塊121用鼠標右擊空槽，選擇 “Add Module”2在 “Bus Controller”中，選擇 “IC693PBM200”55 /GE Title or job number /3/6/2022配置 PBM200 的基本參數11234Slave status bits address/length: 總線上每個從站的通訊狀態(tài)位，第一位代表從站站號為0的設備的通訊狀態(tài)位

29、，第二位代表從站站號為1的設備2Slave diagnostics/Firmware ver: 第一個字包含了需要上傳故障信息的從站的站號，如果為零，代表當前沒有從站含有故障信息。第二個字包含了模塊的Firmware版本。該參數的長度可設置為1，則模塊Firmware版本就不匯報給CPU了3Sync / Freeze Control Bits: 定義用于Sync/Freeze命令的數據地址4 Network settings: 雙擊此處設置總線的網絡參數，見下頁56 /GE Title or job number /3/6/2022配置網絡參數General Tab:Network Tab:P

30、arameters Tab:11主站 (PBM200) 的站號: 0-125, 站號126被保留為測試設備232總線的波特率: 9.6K 12M3定義總線上是否安裝有中繼器57 /GE Title or job number /3/6/2022在硬件配置內容中添加從站1231用鼠標右擊 PBM200 模塊并選擇 “Add slave”2從列表中選擇從站設備的類型3或者單擊 “Have Disk” 來搜尋一個新的 GSD (設備數據)文件58 /GE Title or job number /3/6/2022GSD_Revision = 1Vendor_Name = GE FanucModel_

31、Name = Field Control BIURevision = 3.20Ident_Number = 0 x0534Modular_Station = 1Max_Module = 17 ; Max Number of I/O modules connected to the slaveMax_Input_Len = 130 ; Max length = max length of Input Buffers transmitted to modulesMax_Output_Len = 130 ; Max length = max length of Output Buffers tran

32、smitted to modulesMax_Data_Len = 260 ; The sum of Input and Output bufferMax_Diag_Data_Len = 9Slave_Family = 3User_Prm_Data_Len = 2User_Prm_Data = 0 x00,0 x01 ;Motorola Mode , to switch to Intel change last entry 0 x01 to 0 x00Module = IC670PBI001 Profibus BIU Slot0 0 x31EndModuleModule = IC670MDL64

33、3,5/12VDC,In,16pt 0 x50EndModuleModule = IC670MDL640,24VDC,In,16pt 0 x50EndModule從站的識別碼(ID)從站設備制造商定義的參數Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0Byte/word01: input10: output11: input/output00 - 16, 數據長度模塊I/O類型編碼典型典型GSD文件分文件分析析59 /GE Title or job number /3/6/2022添加從站 1231選擇從站站號 (0-125)2從列表中選擇該從站

34、的模塊配置3定義該模塊加入哪個組、參與Sync/Freeze操作，總線上共有8個組，每個從站可加入其中的多個組60 /GE Title or job number /3/6/2022為每個從站的I/O模塊分配地址從站設備每個從站設備的I/O模塊為從站設備的每個I/O模塊分配地址61 /GE Title or job number /3/6/2022分配從站的 I/O 地址121定義每個從站設備的I/O模塊的數據長度和地址2定義I/O模塊的數據是否進行高低字節(jié)交換， 如果模塊類型是Digital且模塊的字節(jié)數是奇數，則該功能被禁止62 /GE Title or job number /3/6/2

35、022從站的 Sync/Freeze 操作 Sync 命令被用來控制一個從站的輸出與另一個從站的輸出保持同步。當一個從站收到一個Sync命令后，它暫時保留(不向模塊輸出)最后收到的輸出數據，直到收到第二個Sync命令后，輸出數據才被用于刷新模塊 Freeze 命令被用來控制一個從站的輸入與另一個從站的輸入保持同步。當一個從站收到Freeze命令后，該從站不接收新的輸入信號，直到收到第二個Freeze命令后，輸入信號才被輸入模塊接受并匯報給主站1定義從站加入哪個Sync/Freeze組，見Page 82使用 Sync/Freeze 數據命令 （參見Page 5）bit16bit15bit14bi

36、t13bit12bit11bit10bit9bit5bit6bit7bit8bit1bit2bit3bit4組號0 x04: Unfreeze0 x08: Freeze0 x10: Unsync0 x20: Sync翻轉該位(0-1或1-0)以觸發(fā) Sync/Freeze 命令被發(fā)送給從站63 /GE Title or job number /3/6/2022PBM200 的LED指燈 在PBM200及其從站被組態(tài)之前的LED狀態(tài)LED指示燈狀態(tài)指示燈狀態(tài)含義含義SYS暗，COM綠閃PBM200模塊沒有在PLC硬件配置中被添加SYS紅，COM綠PBM200模塊及其從站都被配置完成SYS及COM

37、按如下順序閃爍:(1). SYS暗，COM綠閃(2). SYS暗，COM紅閃(3). SYS紅，COM暗PBM200模塊在PLC硬件配置中被添加，但沒有從站被添加 在PBM200及其從站被組態(tài)之后的LED狀態(tài)LED指示燈狀態(tài)指示燈狀態(tài)含義含義SYS綠，COM綠正常工作，無故障SYS和COM交替閃爍下載Firmware的模式SYS紅至少有一個從站通訊故障SYS淡黃CPU處于Stop狀態(tài)SYS綠閃PLC系統處于啟動過程中COM紅閃，頻率為1Hz網絡通訊錯誤發(fā)生64 /GE Title or job number /3/6/2022GE Fanuc PLC現場總線通訊總線通訊的三種類型（用于設備級控

38、制系統和分散用于設備級控制系統和分散I/O）：ProfibusDeviceNetGenuis65 /GE Title or job number /3/6/2022DeviceNet現場總線現場總線四芯傳輸電纜所有站的收發(fā)電路由總線電纜統一供電主從模式和對等模式采用沖突檢測、總線仲裁技術實現介質訪問控制每個數據幀的起始位之后是一個11位的仲裁數據仲裁數據由數據幀類型、站號等組成DeviceNet協議內容協議內容建立I/O數據交換的連接(connection)主站輪循從站 - Polling主站觸發(fā)訪問從站-Strobe從站逢變則報 Change of StateDataRateTrunk Di

39、stance(thick cable)Drop Length125K250K500K500m (1640 ft)250m (820 ft)100m (328 ft)6m (20 ft)6m (20 ft)6m (20 ft)156m (512 ft) 78m (256 ft) 39m (128 ft)CumulativeMax drop66 /GE Title or job number /3/6/2022DeviceNet通訊概述DeviceNet是由Allen-Bradley公司(Rockwell自動化)開發(fā)的一種基于CAN (Controller Area Network)的開放的現場總

40、線標準。 DeviceNet具有低成本、高性能的通訊特點，目前已成為底層現場總線標準之一。 在DeviceNet現場總線體系中屬于設備級的總線協議，在協議的分層結構中，它只包括ISO開放系統七層模型結構中三層，即物理層、數據鏈路層和應用層。 67 /GE Title or job number /3/6/2022DeviceNet的Master模塊DeviceNet Master模塊通過DeviceNet網絡最多可以連接63個Slave模塊。通過9針的串口來對模塊進行硬件升級68 /GE Title or job number /3/6/2022GE Fanuc PLC現場總線通訊總線通訊的三種類型（用于設備級控制系統和分散用于設備級控制系統和分散I/O）：ProfibusDeviceNetGenuis69 /GE Title or job number /3/6/2022Genius網絡基本組成網絡基本組成最多32個站PSSCANNER分散I/OG