第七章 网络及网络编程.docx

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第七章网络及网络编程

第七章网络及网络编程

7.1典型嵌入式PLC产品介绍

7.1.1典型嵌入式PLC产品的功能特征

、硬件按客户要求或市场要求进行定制。

、产品专用功能可用梯形图进行二次开发。

、支持多家人机界面。

、支持CANBUS总线网络，在网络中可主可从。

、支持485串口网络，在网络中可主可从。

7.1.2典型嵌入式PLC产品的基本接口

、开关量输入输出接口（DI/DO）。

●DI：

无源输入，有源输入。

●DO：

继电器输出、晶体管输出、可控硅输出。

、模拟量输入输出接口（AI/AO）。

●AI：

标准信号输入，热电偶输入，热电阻输入。

●AO：

标准信号输出。

、设置/运行模式控制接口（SET/RUN）。

●SET/RUN=ON，设置模式。

●SET/RUN=OFF，运行模式。

、梯形图编程口（RS0）。

●RS0设置模式：

下载EasyWin生成的梯形图。

●RS0运行模式：

梯形图监控及元件监控；此口可连人机界面或计算机。

、CAN网络接口（CAN）。

●CAN设置模式：

无。

●CAN运行模式：

CAN网络接口。

、通用串口（RS1）。

●RS1设置模式：

下载CanSet生成的CAN网络配置文件。

●RS1运行模式：

485网络接口。

7.2CAN现场总线网络

7.2.1CAN网络结构

、几个概念

●有平台节点：

可用PLC梯形图编程的、符合CANBUS应用层协议标准的网络节点。

加“

”标记以示区别。

任何一个有平台节点均可设置成主节点；任何一个有平台节点均可与人机界面连接。

●无平台节点：

符合CANBUS应用层协议标准的、自身不带梯形图编程功能的网络节点。

●主节点：

主动向其它各站发送命令并取得信息的节点。

主从结构网络必须有主节点。

又称主站。

●从节点：

在网络中接受主节点命令，返回要求信息的节点，称为从节点。

又称从站。

、CAN网络特征

●CAN网络是主从结构网络。

●通过专用设置软件CanSet进行网络设置，设置内容包括：

网络设备总数、网络设备地址、网络通讯数据内容、网络数据通讯速度等。

●通过连线，构成CANBUS网络数据通路。

、注意事项

●主站节点必须是有平台节点，主站节点只有一个，地址固定为0。

●一个网络最多有63个从节点，从节点地址可设定，但不能有相同的地址。

●从节点既可以是有平台节点，也可以是无平台节点。

●主站与任一从站都能通讯，而从站与从站之间交换数据必须通过主站才能进行。

●任何有平台节点（有“

”标记）都可与人机界面连接。

可连人机界面达数十家。

如HITECH、DELTA、MITSUBISHI、EVIEW等。

、CAN网络示意图

7.2.2CAN网络编程

、CAN主站编程

有平台节点既可为主站，也可为从站。

CAN网络规划占用资源：

D6000----D6999。

嵌入式PLC上电将D6000---D7999清零

●将有平台节点设置成主站。

●将CanSet生成的网络内容下载到主站。

进行CanSet设置前，必须了解从站的网络变量特征。

按下菜单‘连接’→‘自动’后，网络设置内容自动下载到主站。

此时主站‘SET/RUN控制’应处于设置模式。

●监视CAN网络运行。

通过读取主站上的网络状态字，可监视网络上各从站点的工作状态：

正常或脱线。

此时主站‘SET/RUN控制’应处于运行模式。

状态寄存器：

D6990---D6994

D6990：

CAN网络节点个数，用N1表示。

D6991：

00#---15#设备状态。

0为正常，1为脱线。

D6992：

16#---31#设备状态。

0为正常，1为脱线。

D6993：

32#---47#设备状态。

0为正常，1为脱线。

D6994：

48#---63#设备状态。

0为正常，1为脱线。

上述00#---63#是CanSet指定的逻辑地址，而非物理地址。

二者可以统一。

状态寄存器可软件重置。

、从站说明

从站使用由厂商提供相关使用说明，在CanSet中加以应用。

此处从站指的是有平台节点，即典型嵌入式PLC产品作从站时应用说明。

●设为从站

用程序设置，因嵌入式PLC上电将D6000---D7999清零。

地址设置范围：

1----63。

●变量说明

设为从站时，网络通讯占用固定资源区（900Words）：

D6000-----D6899。

发送变量：

sDATAn_D6XXX；

s表示发送send。

n表示报文号，0-----149。

D6XXX表示该变量对应的从站资源的超始地址，与n有严格对应关系。

接收变量：

rDATAn_D6XXX；

r表示接收receive。

n表示报文号，0-----149。

D6XXX表示该变量对应的从站资源的超始地址，与n有严格对应关系。

变量列表：

从站CAN网络变量如下（共150行）

sDATA0_D6000rDATA0_D6003

sDATA1_D6006rDATA1_D6009

sDATA2_D6012rDATA1_D6015

...........................

sDATA98_D6588rDATA98_D6591

sDATA99_D6594rDATA99_D6597

sDATA100_D6600rDATA100_D6603

...........................

sDATA147_D6882rDATA147_D6885

sDATA148_D6888rDATA147_D6891

sDATA149_D6894rDATA147_D6897

发送和接收是从主站的角度定义的：

发送是主站→从站；

接收是从站→主站；

●从站状态：

D6900：

从站是否在线。

在线=0；脱线=1。

状态寄存器可软件重置。

、CAN网络要点：

●重点学习CanSet网络设置软件。

●掌握从节点网络变量的应用。

●规划主站资源与从节点网络变量对应关系。

7.2.3CAN网络从节点开发****

CANBUS是一种开放性强的现场总线，CANBUS在物理层和数据链路作了具体的规划外，在应用层上并没有严格的规定。

一方面，使其更具开放性；另一方面，应用层的标准化存在一定难度。

因为不同厂家在应用层上可作不同的规划。

我公司在应用层上作了标准规划，凡遵循该标准的CANBUS产品，可直接由CanSet软件设置连到CAN网络中来。

我公司可向第三方提供该标准。

7.3RS485串口网络

7.3.1485网络结构

、几个概念

●有平台节点：

可用PLC梯形图编程的、遵循串口协议标准的网络节点。

加“

”标记以示区别。

任何一个有平台节点均可设置成主节点；任何一个有平台节点均可与人机界面连接。

●无平台节点：

自身不带梯形图编程功能的、但遵循串口协议标准的网络节点。

●主节点：

主动向其它各节点发送命令并取得信息的站点。

主从结构网络必须有主节点。

又称主站。

●从节点：

在网络中接受主节点命令，返回要求信息的节点，称为从节点。

又称从站。

、485网络特征

●485网络是主从结构网络。

●通过梯形图进行网络设置，设置内容包括：

网络设备地址、网络通讯数据内容、网络数据通讯速度等。

●通过加进行连接，构成485网络数据通路。

RS422是全双工RS485。

、注意事项

●主站节点必须是有平台节点，主站节点只有一个，地址固定为0。

●一个网络最多有.63个从节点，从节点地址可设定，但不能有相同的地址。

●从节点既可以是有平台节点，也可以是无平台节点。

●主站与任一从站都能通讯，而从站与从站之间交换数据必须通过主站才能进行。

●任何有平台节点（有“

”标记）都可与人机界面连接。

可连人机界面达数十家。

如HITECH、DELTA、MITSUBISHI、EVIEW等。

、485网络示意图

7.3.2485网络编程

、485主站编程

有平台节点既可为主站，也可为从站。

485网络规划占用资源：

D7000----D7999。

嵌入式PLC上电将D6000---D7999清零

●将有平台节点设置成主站。

●用梯形图控制网络通讯。

先必需了解网络通讯控制字和网络设备状态字。

控制寄存器：

D7960----D7971

D7960：

0级任务读起始地址；K7000表示D7000作为起始地址。

D7961：

0级任务读报文数；不超过250。

D7962：

0级任务读报文长度，以字节为单位，双数；不超过96。

D7963：

0级任务写起始地址；K7020表示D7020作为起始地址。

D7964：

0级任务写报文数，不超过250。

D7965：

0级任务写报文长度，以字节为单位，双数；不超过96。

D7966：

1级任务读起始地址；K7500表示D7500作为起始地址。

D7967：

1级任务读报文数；不超过250。

D7968：

1级任务读报文长度，以字节为单位，双数；不超过96。

D7969：

1级任务写起始地址；K7620表示D7620作为起始地址。

D7970：

1级任务写报文数；不超过250。

D7971：

1级任务写报文长度，以字节为单位，双数；不超过96。

控制字设置结果必须保证数据交换区在D7000---D7899以内。

状态寄存器：

D7990---D7992

D7990：

00#---15#设备状态；0为正常，1为异常。

D7991：

16#---31#设备状态；0为正常，1为异常。

D7992：

32#---47#设备状态；0为正常，1为异常。

D7993：

48#---63#设备状态；0为正常，1为异常。

通过梯形图给控制字赋值，即可控制网络通讯。

状态寄存器可软件重置。

0级任务与1级任务的区别：

分配时间不一样：

0级占2/3T，1级占1/3T。

据此有以下结论：

◆在数据量相同的情况下，0级数据循环比1级数据循环快1倍。

◆如果0级数据量等于1级数据量的两倍，则在通讯循环次数上0级和1级一样，无快慢之分。

◆如果0级数据量超出1级一次数据量的两倍以上，则0级循环次数比1级循环次数还少。

●根据控制字发送和接收报文。

[例1]根据控制字接收报文（读从站数据）。

定义0级读任务中一个报文长度为10bytes（5Words），共有5个报文，5个报文分别来自1#从站、2#从站、2#从站、3#从站、4#从站。

起始地址为D7000。

则0级读控制字及报文格式如下：

读起始地址D7960=K7000；

读报文数D7961=K5，

读报文长度D7962=K10。

嵌入式PLC主站报文格式如下：

报文号

D7000（地址）

D7001

D7002

D7003

D7004

D7005

1#

0001

ReadData

ReadData

ReadData

ReadData

ReadData

D7006（地址）

D7007

D7008

D7009

D7010

D7011

2#

0002

ReadData

ReadData

ReadData

ReadData

ReadData

D7012（地址）

D7013

D7014

D7015

D7016

D7017

3#

0002

ReadData

ReadData

ReadData

ReadData

ReadData

D7018（地址）

D7019

D7020

D7021

D7022

D7023

4#

0003

ReadData

ReadData

ReadData

ReadData

ReadData

D7024（地址）

D7025

D7026

D7027

D7028

D7029

5#

0004

ReadData

ReadData

ReadData

ReadData

ReadData

由主站填写所读报文的发出站地址。

D7000：

1#报文发出站地址。

D7006：

2#报文发出站地址。

D7012：

3#报文发出站地址。

D7018：

4#报文发出站地址。

D7024：

5#报文发出站地址。

各指定从站必须按主站要求将数据填到对应位置。

D7000指定的从站填写1#报文：

D7001-----D7005（从站）。

D7006指定的从站填写2#报文：

D7007-----D7011（从站）。

D7012指定的从站填写3#报文：

D7013-----D7017（从站）。

D7018指定的从站填写4#报文：

D7019-----D7023（从站）。

D7024指定的从站填写5#报文：

D7025-----D7029（从站）。

主站从对应位置读取来自从站的报文内容。

1#报文：

D7001-----D7005（主站）。

2#报文：

D7007-----D7011（主站）。

3#报文：

D7013-----D7017（主站）。

4#报文：

D7019-----D7023（主站）。

5#报文：

D7025-----D7029（主站）。

[例2]根据控制字发送报文（向从站写数据）。

定义0级写任务共有5个报文，一个报文长度为10bytes（5Words），5个报文分别写到1#从站、1#从站、1#从站、2#从站、2#从站，起始地址为D7200。

则0级写控制字及报文内容如下：

起始地址D7963=K7200。

报文数D7964=K5。

报文长度D7965=K10。

嵌入式PLC主站报文格式如下：

报文号

D7200（地址）

D7201

D7202

D7203

D7204

D7205

1#

0001

WriteData

WriteData

WriteData

WriteData

WriteData

D7206（地址）

D7207

D7208

D7209

D7210

D7211

2#

0001

WriteData

WriteData

WriteData

WriteData

WriteData

D7212（地址）

D7213

D7214

D7215

D7216

D7217

3#

0001

WriteData

WriteData

WriteData

WriteData

WriteData

D7218（地址）

D7219

D7220

D7221

D7222

D7223

4#

0002

WriteData

WriteData

WriteData

WriteData

WriteData

D7224（地址）

D7225

D7226

D7227

D7228

D7229

5#

0002

WriteData

WriteData

WriteData

WriteData

WriteData

由主站填写要发送的内容：

1#报文：

D7201----D7205（主站）；

2#报文：

D7201----D7205（主站）；

3#报文：

D7201----D7205（主站）；

4#报文：

D7201----D7205（主站）；

5#报文：

D7201----D7205（主站）；

由主站填写目的从站地址：

D7200：

1#报文目的从站地址。

D7206：

2#报文目的从站地址。

D7212：

3#报文目的从站地址。

D7218：

4#报文目的从站地址。

D7224：

5#报文目的从站地址。

相应地，各目的从站在指定处接收主站发来的报文：

D7200指定的从站接收1#报文：

D7201-----D7205（从站）。

D7206指定的从站接收2#报文：

D7207-----D7211（从站）。

D7212指定的从站接收3#报文：

D7213-----D7217（从站）。

D7218指定的从站接收4#报文：

D7219-----D7223（从站）。

D7224指定的从站接收5#报文：

D7225-----D7229（从站）。

、485从站说明

有平台节点既可为主站，也可为从站。

485网络规划占用资源：

D7000----D7999。

嵌入式PLC上电将D6000---D7999清零

●将有平台节点设置成从站。

●在主站规定的交换区交换数据。

485网络规划占用数据区是（900Words）：

D7000----D7899。

对于从站而言（参看上述例子）：

向发送区（从站角度而言）填数据；

从接收区（从站角度而言）取数据；

●状态寄存器：

D7990：

表示从节点与网络无数据交换的时间=当前值*500ms。

也就是说，不通讯时，是每500ms加1的计数器。

状态寄存器可软件重置。

7.3.3485网络从节点开发

很多设备具有RS232接口。

RS232是标准通讯接口，通过转接均可接入485网络。

但要与网络设备进行通讯，必须遵循同一协议。

加载的通讯协议是FX2N计算机链接协议的子集，即软元件D通讯部分。

凡遵循该协议的第三方设备均可接入RS485网络。

7.4网络解决方案

7.4.1与第三方PLC互连

、按已有协议与第三方PLC连接

RS1通用口已加载FX2N计算机链接协议的子集，遵循该协议的第三方设备可直接接入RS485网络；如FX2N系列PLC与嵌入式PLC可并联运行，FX2N作从站。

加入FX2N后的网络仍为RS485网络，嵌入式PLC部分编程方法不变。

FX2N用D8121指定从站地址，同时D8120=H6081，保证RS485通讯参数。

此后按主站指定的交换区进行网络数据交换。

具体使用方法参看〈7.3.2485网络编程〉。

、重新加载第三方PLC协议，实现与第三方PLC连接。

RS1通用口可根据用户要求，加载不同的通讯协议，从而保证第三方PLC连入RS485网络中。

7.4.2与计算机互连

、当底层网络为CAN时，用RS1通用口接入计算机，计算机为主站。

计算机程序按FX2N计算机链接协议格式一，与嵌入式PLC数据寄存器D进行数据交换。

数据通讯格式参照FX2N中D8120=H6081确定。

、当底层网络为RS485时，需加一模块，用RS1通用口接入计算机。

计算机程序按FX2N计算机链接协议格式一，与嵌入式PLC数据寄存器D进行数据交换。

数据通讯格式参照FX2N中D8120=H6081确定。

也可以在计算机内插入CAN总线接口卡，从而与计算机连接。

就理论而言，因嵌入式PLC产品具有两个网络接口：

CAN网络接口和RS485网络接口，从而可以无限级联下去。

在结构上可组成各种形式的网络。