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。
- Q9 n$ M$ I: G  [  w

6 Q$ t- J, v4 T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。
4 P# R/ t; A% |! J% Y' v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

& F; O$ @  L$ F
2.2 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
8 [5 C& w' O- S/ s
! A5 p: r& E- v0 Q7 W7 `
- t6 F: ^# U* B# e) i: `8 q! b2.3 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。
3 |; K  e5 w" z$ _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
& t- w% H  S+ e0 g8 `2 b"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
( M+ v7 q, ]/ u" I$ S7 u* p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
% z9 j" d6 M7 n! z9 B& Jpc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"。
# F# l, e6 f. r

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。

7 r3 B4 r: |9 W) R9 S4 m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。

% M: b7 U) a& o' _# J8 J
4 c( x9 `" C( w8 W9 N! l

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一、三菱PLC编程口通讯协议
) y  k- ^! C" g+ D! L! O
三菱PLC编程口的通讯协议比较简单，只有四个命令，即：
0 Y/ h7 @0 z+ l: U# U) ^
" d1 B) G0 p' o( r) w7 r( T5 ~$ h命令                    命令码             目标设备
. ?; {5 w1 W. o) m/ j
: o( R4 E- X9 C5 C+ i* PDEVICE READ CMD             "0"                       X,Y,M,S,T,C,D

DEVICE WRITE CMD            "1"                       X,Y,M,S,T,C,D

/ H6 \- N6 K4 U4 c1 c1 WFORCE ON CMD                  " 7"                         X,Y,M,S,T,C
0 Y: V; s6 y3 P4 ^2 a& L
' [7 }+ c% b8 @1 P' lFORCE OFF CMD                  "8"                        X,Y,M,S,T,C
' n, W& Q" A* w6 b+ A) Q. d$ V
) W! ]( g% W# x8 }; P  g, Z! ]五个标示：
) z, a3 e# z4 ]1 w7 `
ENQ            05H             请求
+ N0 `. n1 L2 ]
! S( o0 q+ B9 w/ x  jACK            06H             PLC正确响应
, V0 J. k( J, f+ C& d+ D
NAK           15H             PLC错误响应

STX             02H             报文开始
' n5 z1 W% R6 h! a
9 O' q+ f& |0 o+ RETX             03H             报文结束

使用累加方式的和校验，帧格式如下：
  F" q5 C" S, O/ `7 {
7 e" `7 D5 X- f5 a: [7 ySTX CMD DATA ...... DATA ETX SUM(upper) SUM(lower)
3 }9 @: f2 h1 F0 d0 a5 c4 @; [+ u5 D
  k* N) ^! G9 F- }和校验：
1 p( k- M$ _1 h6 M% q3 q6 c
SUM= CMD+……+ETX。 如SUM=73H，SUM=“73”。
3 `& j& e# Q1 T3 t. @, a
1、DEVICE READ（读出软设备状态值）
/ v; z. p0 a6 \1 \! n" y
) b1 B) N4 K( I# w0 g8 }计算机向PLC发送：

始          命令             首地址                        位数             终                 和校验

* E$ t3 q5 R; F7 mSTX       CMD             GROUP ADDRESS       BYTES         ETX              SUM
* O* h3 o0 _/ c9 `: r. @
PLC 返回

STX 1ST DATA 2ND DATA ..... LAST DATA ETX SUM
8 d1 r7 r5 [: B: m( [/ C: c8 G& [. {
* D4 u6 a3 |( t" w5 U2、DEVICE WRITE（向PLC 软设备写入值）
" I8 {+ m# ~$ Y- k
计算机向PLC发送：

始          命令      首地址          位数             数据             终                  和校验
& D0 Z  V1 A& |  F9 P
PLC 返回
: C0 w. z' i. H1 _9 R
5 S' e$ a2 s  U& _0 }/ n# [& GACK (06H) 接受正确
9 X4 M5 n3 H1 z! O
NAK (15H) 接受错误
+ ~/ b/ T( V  x. Z. P; G" e* y) [
3、位设备强制置位/复位
& k5 l  c" P7 g8 r; l
5 k1 z- i2 v. V) LFORCE ON 置位

始                 命令             地址                    终                 和校验

STX              CMD             ADDRESS            ETX              SUM
; Y# ]/ I$ P. @9 q: q: Z
02h               37h               address                 03h             sum
$ {* Y/ B# O0 o1 D/ `3 y
FORCE OFF 复位
% I: m3 S% `* p$ k
始                 命令             地址                    终                 和校验
7 ?9 i! N' i' [1 v" _! B
STX              CMD             ADDRESS            ETX              SUM

02h               38h               address                 03h               sum
: ]( ^$ K9 I! V
9 T3 w: p& F- m; ^% u7 ^0 QPLC 返回

ACK(06H) 接受正确

NAK(15H) 接受错误
5 e$ H2 k' k3 _
6 s0 X& c8 `+ A* r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：
- S. `3 I5 Y7 ?& C' `; B. t
Public Const PLC_D_Base_AddRess = 4096
: k1 o4 S) r- G4 _4 l
Public Const PLC_D_Special_Base_AddRess = 3584

; X. C0 Y" Z- DPublic Const PLC_Y_Group_Base_AddRess = 160

3 [3 v% L$ @* G6 Z* p+ F  R8 KPublic Const PLC_PY_Group_Base_AddRess = 672
" X+ A6 n. X, ^" N
: D* R5 `& P, J; aPublic Const PLC_T_Group_Base_AddRess = 192

Public Const PLC_OT_Group_Base_AddRess = 704

! s; H9 e) l1 g; a  s  G5 iPublic Const PLC_RT_Group_Base_AddRess = 1216

Public Const PLC_M_SINGLE_Base_AddRess = 2048(命令为7或8时)

# f2 c' u& J0 [' r7 p4 T* VPublic Const PLC_M_Group_Base_AddRess = 256

Public Const PLC_PM_Group_Base_AddRess = 768
& `1 N- l; N3 |. _6 U2 C* n+ A
Public Const PLC_S_Group_Base_AddRess = 0

Public Const PLC_X_Group_Base_AddRess = 128
$ b& P- U7 z" p! s+ E0 P- @
Public Const PLC_C_Group_Base_AddRess = 448

7 n$ E+ K% S2 E/ A, W) l% I8 G" I8 wPublic Const PLC_OC_Group_Base_AddRess = 960

Public Const PLC_RC_Group_Base_AddRess = 1472

Public Const PLC_TV_Group_Base_AddRess = 2048

4 V7 x* U/ X' h7 Y. S0 z1 aPublic Const PLC_CV16_Group_Base_AddRess = 2560

; D: S: d# w0 ?8 @' A, cPublic Const PLC_CV32_Group_Base_AddRess = 3072

. q8 I: L3 ~7 l% F2 F5 t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；

  G4 Z. I/ }8 Q+ |( p9 y$ S* t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）

7 ?7 U& I* e3 b" N2 N& K