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
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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。


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
4 t. a' {7 x8 \& J% G! v5 Z# R# I

" r7 f) o; o# F) Y) T& M3 I2.2 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。
% H4 ]: v3 B1 d( u, J表2 命令字符含义
) U; E# s$ E% _6 P

4 `1 ~0 }5 F6 N: G. O0 e2.3 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。
" n4 U0 r0 b- c1 M- O* F* v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
( Q0 I/ G! H& F6 ^$ q9 O"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
; k! v- V) p) [2 l" G% R' s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
pc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
0 G! T. U  E& b2 V; L' Xpc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"。

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。

) ]9 I5 H& `" I3 Y2 ?& R8 V, 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。

) x/ a/ {$ ~3 [8 H. M

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一、三菱PLC编程口通讯协议

) Y0 O) y& `. d! v. ^& z1 Q三菱PLC编程口的通讯协议比较简单，只有四个命令，即：
* H. e, ~  U% A% k
9 Y6 p, f3 I% G. {命令                    命令码             目标设备

DEVICE READ CMD             "0"                       X,Y,M,S,T,C,D
1 L' P. z" @' Q4 H. G- v
DEVICE WRITE CMD            "1"                       X,Y,M,S,T,C,D

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

* O; }9 J* G' e: T8 ?FORCE OFF CMD                  "8"                        X,Y,M,S,T,C
# l& n* q* ]6 w' t0 `
五个标示：
. t, c  W1 k. m# g2 T( t# O+ H/ d
* X4 r8 |" U7 m( \9 c. Q0 {ENQ            05H             请求
2 q1 ?5 ^+ o8 S0 ^+ z. n
ACK            06H             PLC正确响应
7 }- P2 l5 @6 I2 H3 X1 u; v: u
) W' e: X1 y! b6 zNAK           15H             PLC错误响应

STX             02H             报文开始

0 g6 {2 Y: v% Q8 Y: U1 FETX             03H             报文结束
6 e/ y8 ]& D. C1 Y2 F1 ]
% s+ I. _  \8 N* H使用累加方式的和校验，帧格式如下：
, k, h  V& `5 {* e' w% n/ A0 y
STX CMD DATA ...... DATA ETX SUM(upper) SUM(lower)

. r! T2 t0 o4 X: R和校验：
, A8 p& y; J) Z' a1 `% s( _
SUM= CMD+……+ETX。 如SUM=73H，SUM=“73”。
6 B* P2 T" E; j/ Q! y" M7 a- U
4 K4 R  _4 E1 N  p8 I1、DEVICE READ（读出软设备状态值）
5 a( M" {$ z9 V5 Y- P$ _( E" v- M
; v. B# o  h* J5 V9 g- H: I. R( N计算机向PLC发送：
( N2 K5 J! k* n
4 [( X! v; P& X* O始          命令             首地址                        位数             终                 和校验

STX       CMD             GROUP ADDRESS       BYTES         ETX              SUM

! v$ E8 `1 i/ vPLC 返回

STX 1ST DATA 2ND DATA ..... LAST DATA ETX SUM
# E3 n  w) Y( j# A- `, ]
" u- D6 o, r% C( h; @4 X2、DEVICE WRITE（向PLC 软设备写入值）
+ t9 B! V5 Y) v8 x  V) `, n
4 N+ v- C- e4 T$ C( @8 Z  E0 e! R% i计算机向PLC发送：
1 |  c/ q7 U- A- W5 ?) y" h  m
始          命令      首地址          位数             数据             终                  和校验

PLC 返回
" Z2 _) C: S& n$ o: z- I
ACK (06H) 接受正确

NAK (15H) 接受错误
9 J% N$ j! x) ~- j
3、位设备强制置位/复位

FORCE ON 置位

& f! @6 U/ ^# r% Q; J' o始                 命令             地址                    终                 和校验

STX              CMD             ADDRESS            ETX              SUM

02h               37h               address                 03h             sum
2 s, E0 k( V* ?& A
0 J* b+ t% z3 XFORCE OFF 复位
# \+ q4 Y) x; T* s7 B9 J  T
始                 命令             地址                    终                 和校验
" h& {9 \5 g! c6 G
STX              CMD             ADDRESS            ETX              SUM

02h               38h               address                 03h               sum
* \: {3 I9 p2 V: O
$ R; c- n1 a& P9 l! c5 P2 Z% }PLC 返回
" Y3 q9 H! b' O2 B' }* p' C) v+ ]
ACK(06H) 接受正确

& O5 u3 I$ C6 k; Y# X6 xNAK(15H) 接受错误
' e" O3 Q) h2 f: _: X9 }
3 ^. [& g9 I" |0 G( k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：
. a, G5 h- c$ g+ U6 |2 {
Public Const PLC_D_Base_AddRess = 4096
3 @; I! b) C! l" |
! Y$ s: d: R$ h+ N4 nPublic Const PLC_D_Special_Base_AddRess = 3584

Public Const PLC_Y_Group_Base_AddRess = 160
" _3 x. }# X) b* S9 q' l  P# W
+ H! E  |3 g) k4 _- F- c4 i) z5 `, QPublic Const PLC_PY_Group_Base_AddRess = 672
, `* ?# @, A  K- R1 N1 G# E
Public Const PLC_T_Group_Base_AddRess = 192
' Z5 E, d" l7 A' f# @+ u' i
% V) K* ^) b4 ]( APublic Const PLC_OT_Group_Base_AddRess = 704

Public Const PLC_RT_Group_Base_AddRess = 1216

0 V  P- C! k( E# ?- O* l: y9 C$ WPublic Const PLC_M_SINGLE_Base_AddRess = 2048(命令为7或8时)

Public Const PLC_M_Group_Base_AddRess = 256

% o8 o4 ?: c% o1 x' C9 w) PPublic Const PLC_PM_Group_Base_AddRess = 768
- \6 t+ y% G' i
Public Const PLC_S_Group_Base_AddRess = 0
9 b; R) K! a$ y: r; t! u4 ?
9 U0 p% t- b; p. uPublic Const PLC_X_Group_Base_AddRess = 128

# ^  W3 `) {: O" E* l  cPublic Const PLC_C_Group_Base_AddRess = 448

Public Const PLC_OC_Group_Base_AddRess = 960
- Y5 B6 @, D; ^- U( _
. y, {: {% I0 ]. \  J8 wPublic Const PLC_RC_Group_Base_AddRess = 1472
1 x, I; S8 O9 x4 P& c  d
Public Const PLC_TV_Group_Base_AddRess = 2048
! ^$ K) X/ k2 M( w
. c0 H4 h' w! l5 W/ jPublic Const PLC_CV16_Group_Base_AddRess = 2560
# x! C; u; {9 C  m$ N" h
0 N3 s: a$ ?# o8 I. N; @Public Const PLC_CV32_Group_Base_AddRess = 3072

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；
' P$ B) {  G/ O" |5 [- |
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）
' H! k# s5 b' c0 L