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。


) e+ l. d( k# G. B; m# n2 k4 U$ o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。
8 `. K: `6 y5 \* [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
+ B  g; D# P6 k3 v0 X

2 Z9 n  l$ K1 V/ W3 K6 j2.2 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

. F- V; }0 P2 c9 k/ [. M0 i, C
2.3 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。
# w* \5 G- I+ h* j  ~  Y9 o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
( U4 A* Y% M, Y% |8 H+ H2 d"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
7 X. m! b6 V1 J2 y3 ]* _& \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
% j8 ?& O( c3 j* Ypc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
! `& B+ I! {9 K( H2 W4 k  @3 R8 Ipc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。

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。

: \. J- @5 }; P/ Y4 w7 |& |3 q3 j

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一、三菱PLC编程口通讯协议

  d  {' r8 r4 y" c6 T* x5 ?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
# B  p. P0 ^; B# `, V# }& }
8 i, R0 A( l7 }5 t% v8 G# @- \9 tDEVICE READ CMD             "0"                       X,Y,M,S,T,C,D
, _0 A; Y: s+ ^) m6 g$ H
, o7 [  t; f3 g! LDEVICE WRITE CMD            "1"                       X,Y,M,S,T,C,D

$ O/ }$ D' \( FFORCE ON CMD                  " 7"                         X,Y,M,S,T,C

FORCE OFF CMD                  "8"                        X,Y,M,S,T,C
+ t2 G" D8 t% n7 Z& c0 J6 c
五个标示：
8 ^# n2 v7 N) x( P& {
! {) X  {6 ]/ |; }ENQ            05H             请求

ACK            06H             PLC正确响应

NAK           15H             PLC错误响应

STX             02H             报文开始

4 h+ e  p9 D  sETX             03H             报文结束
# w( n) D) d2 w$ ]9 ~0 _! g
7 ~2 K) {+ ?: K2 Z! C: Y1 n8 `使用累加方式的和校验，帧格式如下：
. x" `$ N2 @5 f; B; y% F7 b
STX CMD DATA ...... DATA ETX SUM(upper) SUM(lower)

和校验：

SUM= CMD+……+ETX。 如SUM=73H，SUM=“73”。

1、DEVICE READ（读出软设备状态值）

计算机向PLC发送：
1 }4 {; [7 `8 ^# v& ]
始          命令             首地址                        位数             终                 和校验
% Q. T! i7 c4 T# m/ H
- b+ x" [# |% D7 mSTX       CMD             GROUP ADDRESS       BYTES         ETX              SUM
$ T" ]( b* d' a) q
3 t; R( d8 |* f: ZPLC 返回
0 L5 ]* @. Y3 }- _9 l& Y: w
STX 1ST DATA 2ND DATA ..... LAST DATA ETX SUM

2、DEVICE WRITE（向PLC 软设备写入值）

计算机向PLC发送：

始          命令      首地址          位数             数据             终                  和校验

- j2 H& x( e; |1 h8 `. o/ b/ p9 L; z* qPLC 返回
* {0 T5 C/ m: f: `% @* v3 J' z
" i0 U+ I4 L' h* y/ OACK (06H) 接受正确
0 ]: _' m* R: J3 G: u; b5 I
- }  |6 d$ O4 W, v3 VNAK (15H) 接受错误
) N8 _; T4 c  ^* M" G( n. M
3、位设备强制置位/复位
9 I( [$ R0 R: ?, Z
- G" b- x5 |3 ~: b" l- ?& TFORCE ON 置位

始                 命令             地址                    终                 和校验
/ L! T5 \' Z5 s% q4 ^
STX              CMD             ADDRESS            ETX              SUM
9 o, t  }4 z4 G0 F& Z. P4 u
  M2 B0 {* D2 ~2 F  c3 ]02h               37h               address                 03h             sum

FORCE OFF 复位

/ `7 u% c) d' q1 M% ?+ Q* J5 T/ g- s始                 命令             地址                    终                 和校验

2 y. G. R  b" Q$ l* M8 ?) `+ ESTX              CMD             ADDRESS            ETX              SUM
* I& h9 d4 I1 M8 u, e, k$ C: c& G
7 ]( Q, f+ U6 I3 B, X02h               38h               address                 03h               sum
, F! o! d. b: h% V3 O; ~9 f
PLC 返回

0 e6 c2 \4 c8 ~1 k% |) m! LACK(06H) 接受正确

NAK(15H) 接受错误

! |4 }% \5 B7 D5 O- F6 c7 [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：

- F3 h" u. `9 }6 T+ C. _/ }Public Const PLC_D_Base_AddRess = 4096

Public Const PLC_D_Special_Base_AddRess = 3584
& K5 s1 x9 y; j
- R' @$ Z( C$ R- N9 c1 d: v; HPublic Const PLC_Y_Group_Base_AddRess = 160

6 o" N- C$ ^- b0 ~: h: ~Public Const PLC_PY_Group_Base_AddRess = 672

Public Const PLC_T_Group_Base_AddRess = 192
" j+ B9 H/ U. h2 S! }2 b/ B* N
) Q( q9 z9 L! P7 n1 jPublic Const PLC_OT_Group_Base_AddRess = 704

5 ?* w, Y' S) s/ R+ X3 APublic Const PLC_RT_Group_Base_AddRess = 1216
0 K# I. O9 }$ K
9 u5 C( d) L& z  O0 KPublic Const PLC_M_SINGLE_Base_AddRess = 2048(命令为7或8时)
' W9 _+ a4 u) ]3 s; D6 T
Public Const PLC_M_Group_Base_AddRess = 256
! D/ ?- Y5 O7 Y+ y
Public Const PLC_PM_Group_Base_AddRess = 768
. b) k7 g" _9 V2 @
% K- B* M+ i+ h2 o, u; {, E: ?( yPublic Const PLC_S_Group_Base_AddRess = 0
  S' W: m4 ], n0 o
Public Const PLC_X_Group_Base_AddRess = 128

. a, @  u9 c$ B/ {Public Const PLC_C_Group_Base_AddRess = 448

Public Const PLC_OC_Group_Base_AddRess = 960

$ P& k2 d8 i' |Public Const PLC_RC_Group_Base_AddRess = 1472

Public Const PLC_TV_Group_Base_AddRess = 2048

1 {4 v7 u9 ~- y9 IPublic Const PLC_CV16_Group_Base_AddRess = 2560
+ K: x# D2 j# Q* N/ }
Public Const PLC_CV32_Group_Base_AddRess = 3072
+ {' z' Z  d8 l& ]% G
0 k+ a: H4 m8 F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；

. q' h) r! x5 z6 _1 H4 Q0 O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）
/ ~: T! W5 H0 E# F1 [$ ?
  f4 }% I( n$ v4 S9 N% C: Z. Y( G