三菱PLC通信贴

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三菱plc串口通信协议与串口初始化

三菱plc串口通信协议与串口初始化

1、系统硬件构成

三菱fx系列plc自带的编程口是rs-422接口，而pc机的串行通信口则是rs-232c接口，两者之间需要通过sc-09适配电缆才能通信。不同设备上相同类型的通信接口的引脚定义可能存在差异。pc机与三菱fx系列plc上的通信接口引脚定义如图1所示。


; T4 U/ c$ s0 Y$ c6 `图2 sc-09电缆内部电路

2、通信协议

pc机与plc之间有两种通信方式：一种是pc机具有优先权而plc始终被动响应pc机发来的命令；另一种则是plc具有优先权，将命令发送给pc机，并接收来自pc机的响应。本文采用的是前一种通信方式。
为实现pc机与fx系列plc编程口之间的通信，系统采用的是编程口专用通信协议。

2.1 控制字符

在pc机与fx系列plc的串行通信中，数据是以帧为单位发送和接收的。

其中，控制字符enq(05h)、ack(06h)和nak(15h)可以构成单字符帧心1，其余的字符帧在发送或接收时都必须用控制字符stx(02h)和etx(03h)分别作为该帧的起始标志和结束标志。

各控制字符的意义如表1所示。

表1 控制字符意义

' y6 X' g9 f0 m/ y. F) D
2 B/ k# Y% b/ Z9 ^" h2.2 命令代码

pc机对plc相应软元件的操作是通过"0"、"1"、"7"、"8"四个命令符来实现的，各命令符的含义如表2所示。
表2 命令字符含义


9 V2 i9 P/ ]! G; l2.3 命令帧

一个完整的命令帧由控制字符stx(02h)、命令码(cmd)、数据段、控制字符etx(03h)以及和校验码五部分组成。
其中，和校验码是从命令码到控制字符etx的所有字符的ascii码(十六进制)相加所得结果的最低两位数。

①pc机"读"命令帧
# t8 q4 h- z& ^! ?"读"命令帧由报文开始标志、命令码、软元件首地址、软元件数据长度(字节数)、报文结束标志以及和校验码组成。来自：电工技术之家
/ w- p7 Q  }1 i6 n* a当通信正确时，plc返回的应答帧由报文开始标志、数据段、报文结束标志以及和校验码组成；通信出错时，plc应答"nak"。

②pc机"强制on"命令帧
! t4 G& @' s* T: I+ opc机"强制on"命令帧由报文开始标志、命令码(37h)、软元件地址、报文结束标志以及和校验码组成。接收命令正常时，plc应答"ack"；接收出错时，plc应答"nak"。

③pc机"强制off"命令帧
pc机"强制off"命令帧由报文开始标志、命令码(38h)、软元件地址、报文结束标志以及和校验码组成。接收命令正常时，plc应答"ack"；接收出错时，plc应答"nak"。

④pc机"写"命令帧
pc机"写"命令帧由报文开始标志、命令码、软元件首地址、软元件数据长度(字节数)、待写入软元件的数据、报文结束标志以及和校验码组成，如图3所示。写入正常时，plc应答"ack"；写入出错时，plc应答"nak"。
6 t3 d' L3 Q5 n+ M$ E

图4 串行通信程序流程图

3.1 串口初始化

串口按照fx系列plc的标准通信参数进行配置：①波特率为9 600 bit／s；②数据比特为7位；③奇偶校验方式采用偶校验；④停止位为1位。

3.2 请求通信

开始通信时，pc机发送"enq"指令查询plc是否准备好，同时也检查pc机到plc的连接是否正确。(www.dgjs123.com)当接收到字符后，若plc处在run状态，则要等到本次扫描周期结束时才应答；若plc处在stop状态，则马上应答。通信正常时，plc应答"ack"；通信出错时，应答"nak"。

3.3 读取plc软元件状态

程序首先通过visa写入节点发送命令字符"0"读取plc相应软元件的状态，然后visa读取节点获得plc返回数据。写入和读取的字符串都是十六进制形式的。通过对读取的字符串的拆分可获得相应软元件每一位的状态，从而起到监视plc的作用。

3.4 数据写入plc软元件

程序首先通过visa写入节点发送命令字符"1"对相应的软元件进行写入操作，然后visa读取节点获得plc返回的应答帧，若写入正确，plc应答"ack"；若写入错误，plc应答"nak"。将写入数据传送至plc软元件所对应的地址，即可对软元件的任意位进行实时操作。数据写入plc的程序框图如图5所示。

% H6 f: F2 I% g$ {4 F图5 数据写入plc的程序框图

3.5 关闭串口

通信结束后，需使用visa关闭节点关闭串口设备，否则程序会一直占用串口资源，导致其他程序无法访问。

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一、三菱PLC编程口通讯协议
1 U( W& k  D0 V' S3 m% d
( N' m" ^- v8 v) K) p) a' y三菱PLC编程口的通讯协议比较简单，只有四个命令，即：

命令                    命令码             目标设备
; J7 E/ A/ [( L9 F8 _
DEVICE READ CMD             "0"                       X,Y,M,S,T,C,D

9 {8 E9 d( |, C  E2 tDEVICE WRITE CMD            "1"                       X,Y,M,S,T,C,D

FORCE ON CMD                  " 7"                         X,Y,M,S,T,C

FORCE OFF CMD                  "8"                        X,Y,M,S,T,C
  n- `; y' V) {5 n. b
. _8 N* ^6 y! M1 k8 w: g五个标示：

ENQ            05H             请求
  G7 p" O: M) B2 N- B! e
9 |0 I2 j5 Y& s  \ACK            06H             PLC正确响应

NAK           15H             PLC错误响应

STX             02H             报文开始
. T& S) \1 b+ F9 U
; ^7 E: z5 ]8 O& X, `ETX             03H             报文结束
+ [/ M. l  ?4 c' F/ X7 m
使用累加方式的和校验，帧格式如下：

STX CMD DATA ...... DATA ETX SUM(upper) SUM(lower)
& d5 N8 E; o& ~3 I+ L  W
' E* s8 q% P5 N3 t和校验：
. m3 ?: ]' a3 Z
0 G; R" x  E* I7 m3 R( LSUM= CMD+……+ETX。 如SUM=73H，SUM=“73”。

( o* X1 C* V; ]9 |1 c1、DEVICE READ（读出软设备状态值）
+ I2 D- ~* ^( t" `+ u8 B% \
) |* z0 H) _+ u! c+ A计算机向PLC发送：
, e$ t8 u8 ]- u& B( ?( r2 ^
始          命令             首地址                        位数             终                 和校验

6 P' A& u) f/ F8 z. [8 j: KSTX       CMD             GROUP ADDRESS       BYTES         ETX              SUM
  {" Z5 ^. [3 m" n. _0 G
' N6 n. G4 b6 s# ?9 q7 H( w2 RPLC 返回
% E$ k! Y$ F$ }6 g# Z6 ?, V
STX 1ST DATA 2ND DATA ..... LAST DATA ETX SUM
/ v3 u/ h; L3 g, u; I# z: s
9 J: U4 V8 C( r1 p. R6 o2、DEVICE WRITE（向PLC 软设备写入值）
& E$ H9 L1 B# D' S  s6 J
计算机向PLC发送：

6 f/ N9 G  E3 {" A始          命令      首地址          位数             数据             终                  和校验

PLC 返回
. h8 y5 m  |: ^- q% p
  w  B# J* z7 hACK (06H) 接受正确
( |% r4 c, A' f$ n* k
8 ?1 P" p8 X. o+ W  P9 WNAK (15H) 接受错误
; W$ j) g( o* u% G
7 e9 }3 @5 P; v: l, j8 @3、位设备强制置位/复位

FORCE ON 置位

始                 命令             地址                    终                 和校验

STX              CMD             ADDRESS            ETX              SUM
1 r7 \" w7 Z6 k/ a$ J; k2 H* h
! f+ i+ }9 @6 L: g6 t  L, w# W* _! ]- T02h               37h               address                 03h             sum

  G" E0 N0 y" ]' AFORCE OFF 复位

- E; P8 l' C/ z* e3 }- q0 d& Y* J4 c& B始                 命令             地址                    终                 和校验
6 n" _. r' ?- v5 k
6 Z, M2 B" G1 ?/ r6 ^( \5 b9 nSTX              CMD             ADDRESS            ETX              SUM

02h               38h               address                 03h               sum
' I( Q! I6 n& P; X$ g0 N
PLC 返回
5 P) T. q+ G/ [! g4 ^
* D' m3 p8 l7 |+ w0 l( iACK(06H) 接受正确

) m$ L6 y1 Z! Z& ?# yNAK(15H) 接受错误

& k* b) m2 O1 P) m, v, {' `8 B: p, Z以上可以看出，协议非常简单，但是由于没有寄存器类型信息，所以地址的计算十分关键，如D100和M100分别对应哪个地址呢？下面就是三菱Fx系列PLC地址对应表：

6 ^6 \& \1 A3 S; Z9 _2 ?7 M: e; JPublic Const PLC_D_Base_AddRess = 4096
7 f5 ^, u0 T+ K
Public Const PLC_D_Special_Base_AddRess = 3584

Public Const PLC_Y_Group_Base_AddRess = 160
( N  t' R  r% o. W  |8 F8 |
; S( b3 L( ^$ x- \: m9 C  bPublic Const PLC_PY_Group_Base_AddRess = 672

: |' v# s3 S, H- F* l. l3 ^* p8 g4 WPublic Const PLC_T_Group_Base_AddRess = 192
! Z- V) l$ A! j* v
9 o/ J# d. y; q2 aPublic Const PLC_OT_Group_Base_AddRess = 704
: S% _7 ^' Z9 s, J  W- A/ [. f* a
# O" r3 ^" y2 {; u: B/ {1 ^Public Const PLC_RT_Group_Base_AddRess = 1216
1 e: M* G: P( l; k- R
; x: \4 {, H8 O$ jPublic Const PLC_M_SINGLE_Base_AddRess = 2048(命令为7或8时)
$ w7 F' m8 g8 W
Public Const PLC_M_Group_Base_AddRess = 256

Public Const PLC_PM_Group_Base_AddRess = 768
. }# a* P9 z4 E; x. y! y
; p" M( C3 P& f  gPublic Const PLC_S_Group_Base_AddRess = 0

  V  f: a2 U* fPublic Const PLC_X_Group_Base_AddRess = 128
0 `9 }( T' P- h# S' N  P7 W9 S& v
Public Const PLC_C_Group_Base_AddRess = 448

Public Const PLC_OC_Group_Base_AddRess = 960
) @9 |! N: H) Z. [$ z7 X8 {  M: P- j$ ^& K
Public Const PLC_RC_Group_Base_AddRess = 1472

Public Const PLC_TV_Group_Base_AddRess = 2048
( {. X7 _8 R( j
Public Const PLC_CV16_Group_Base_AddRess = 2560
1 ]1 k/ ^- N6 Q% L1 T/ L5 [9 p
9 o) z$ u- b: W3 f: r  x2 [) UPublic Const PLC_CV32_Group_Base_AddRess = 3072

. k5 X: I: G2 k' K6 z) V$ F! p当我们用DEVICE READ命令时，D100地址=100*2+4096；M100地址=100+256；不同的是D类型寄存器存放的是字，M寄存器存放的是位，同样是读两个字节，D100返回的就是PLC中D100地址的值，M类型寄存器返回的是M100到M116的值。所以当我们用FORCE ON 命令时，M100寄存器地址=100+2048；
% z: c1 S: l1 S( I& e
$ f; i. g  V( y' |' p0 T4 s0 C这也没有什么复杂的，不是吗？可是三菱公司好像不甘于如此，FORCE ON/Off命令中地址排列与DEVICE READ/WRITE不同，是低位在前高位在后。如Y20，地址是0510H，代码中4个字节地址表示为：1005。（注意：Y寄存器为八进制，如Y20地址=16+1280=0510H）
* q7 y# X; m2 X1 _