1、GEPLC通讯介绍2/GETitleorjobnumber/3/8/2022GEPLC通讯介绍课程内容第一天:工业以太网第二天:现场总线第三天:串行通信3/GETitleorjobnumber/3/8/2022典型的PLC控制方案VersaMaxVersaPointFieldbusSeries90-30GeniusSeries90-70VersaMaxIPPACPLC通过各种现场总线现场总线控制分散I/O(传感器/执行机构)PLC之间通过以太网以太网或其他数据吞吐率高的网络互联PLC联网编程和实现数据采集PLC现场总线I/ORFTagVFDEthern
3、设备厂商无关)Profinet(开放协议)6/GETitleorjobnumber/3/8/2022GEFanucPLC总线通讯总线通讯的两种类型(用于设备级控制系统和分散用于设备级控制系统和分散I/O):Profibus(只有1,2,7层)DeviceNet7/GETitleorjobnumber/3/8/2022ISO的OSI七层模型8/GETitleorjobnumber/3/8/2022GEFanucPLC工业以太网通讯以太以太网模块网模块IC695ETM00110/100MbitsHalf/FullduplexSupport
4、sSRTP,EGD(ProducerandConsumer),ModbusTCP2个个网口,内置交换机,节省硬件成本网口,内置交换机,节省硬件成本以太网以太网口凹陷,保护网线端子口凹陷,保护网线端子9/GETitleorjobnumber/3/8/2022GEFanucPLC工业以太网通讯以太网通讯的四种类型(PLC之间高速交换数据之间高速交换数据):EGDSRTPTCP/IPModbusTCP/IPProfinet10/GETitleorjobnumber/3/8/2022设备间高速高速,简便简便的数据通讯协议EDG协议基于UDP/IP协
6、/GETitleorjobnumber/3/8/2022以太网通讯模型网络介质访问层网络介质访问层802.3/802.11x网际层网际层(IP)TCP/UDPModbus/SRTP/EGDTCP/IP应用层协议应用层协议以太网以太网IP地址:32-bit,在IP层之上,如应用层软件中使用MAC地址:48-bit,全球唯一ARP协议:IPMAC转换协议多目(ClassD)IP:224.0.0.0239.255.255.255,由应用层软件动态设定,一个设备可同时拥有多个ClassDIP以太网模块以太网模块协议栈模型协议栈模型12/GETitleorjobnum
7、ber/3/8/2022EGD典型应用PLCAPLCBPLCC指定接收方指定接收方IP地址的地址的EGD数据,一台数据,一台PLC发送,另一台接收发送,另一台接收使用单播技术使用单播技术-Unicast指定接收方组号的指定接收方组号的EGD数据,一个数据,一个PLC发送,多台发送,多台PLC同时接收同时接收使用多目广播技术使用多目广播技术-Multicast13/GETitleorjobnumber/3/8/2022EGD配置LocalProducerID右击Target,选择AddComponentEthernetGlobalData添加EGD配置内容右击“
8、EthernetGlobalData”,在属性窗口中设置“LocalProducerID”ProducerID型如IP,但并不是IP,它是网络上一个PLC的身份代表(相当于网络上的身份证),因为一个PLC可以有多块以太网卡,每个以太网卡有唯一的IP地址。拥有多块以太网的控制器只具有一个ProducerID,使用ProducerID能更好地支持冗余系统IP地址是对于每块以太网而言的,ProducerID是对于网络上的每个PLC而言的。14/GETitleorjobnumber/3/8/2022EGD配置ProducedExchange右击ProducedEx
9、changes,选择New,配置发送数据ExchangeID:一个控制器内被发送的每组数据的编号,取值“1-255”,每个exchange数据最长1400bytesAdapterName:用于发送这组数据的以太网模块的机架号/槽号DestinationType:定义发送数据是使用单播、多播或广播Destination:如单播,则为接收方IP;如多播,则为MulticastIP(1224.0.7.1)ProducedPeriod:数据重复发送的间隔15/GETitleorjobnumber/3/8/2022EGD配置ProducedExchange双击双击Prod
10、Exch1,打开配置发送数据的窗口,点击“Add”添加被发送的数据每个ProducedExchange包含一个状态字(Status),用来表明该Exchange是否被成功发送。当Status字为“1”时,发送成功,1时发送不成功Status字只是表明发送是否成功,该字并不被以太网模块发送给接收方共发送11个字16/GETitleorjobnumber/3/8/2022EGD配置ConsumedExchangeProducerID:发送方的LocalProducerIDGroupID:如果发送方是多播,则填写多目IP(1224.0.7.1);如单播,则填写0Exchan
12、/8/2022SRTP通讯协议概述SRTP是基于OSI模型的第七层的一种通讯协议,底层基于TCP/IP协议。SRTP快速、高效的主/从通讯功能,可实现与PLC的数据交换和编程网络介质访问网络介质访问(IEEE802.3)网际层网际层(IP)主机到主机主机到主机传输层传输层(TCP)应用层应用层(SRTP)20/GETitleorjobnumber/3/8/2022SRTP的通讯方式SRTP是通过在Client端的逻辑控制中编辑COMMREQ指令来实现Server与Client之间的通讯的。SRTP中不同的通讯目的是通过不同的指令代码来实现的。21/GETitleo
13、rjobnumber/3/8/2022COMMREQ指令PLC执行到此条指令,作用是CPU把命令块的参数写入以太网卡Enable:使能端一定是脉冲信号脉冲信号,否则死机IN:命令块的起始地址(总长23个字,有2两部分组成,通用部分包括状态字的地址,数据参数是关于信道命令)(%R,%AI,%AQ,%P,%L,or%W)SYSID:客户端以太网模块的机架号,槽号TASK:任务号,对以太网通讯,写022/GETitleorjobnumber/3/8/2022SRTP的通讯方式写操作命令(2004,十进制)读操作命令(2003,十进制)取消通道命令(2
14、001,十进制)23/GETitleorjobnumber/3/8/2022诊断排错工具以太网80比特的状态字(地址在硬件组态中定义)程序中CommREQ功能块的fault输出查看COMMREQ的状态字(地址在程序中COMMREQ的数据参数word3,4中定义)24/GETitleorjobnumber/3/8/2022诊断排错工具以太网状态字80bit,在硬件组态以太网模块时设定的地址Bit13:局域网通信正常Bit16:以太网卡和CPU通信正常25/GETitleorjobnumber/3/8/2022诊断排错工具FT输出置1,表示COMMRE
15、Q的语法有错,例如以太网模块机架槽号与实际不符,数据块长度不对,任务号写错。对以太网,任务号都写026/GETitleorjobnumber/3/8/2022诊断排错工具状态字为1表示通信成功,不为1时,低字节表示大错误,高字节表示小错误,错误代码查表诊断。27/GETitleorjobnumber/3/8/2022ModbusTCP通讯协议概述ModbusTCP是一种底层基于TCP/IP的应用层的通信协议,使网络上的设备以服务器或客户端的形式来进行通讯,。ModbusTCP协议在所有的网络架构中都能实现简单便捷的通讯。非专有协议,协议文本公开,与设备厂商无关28/
16、GETitleorjobnumber/3/8/2022ModbusTCP在设备之间的通讯29/GETitleorjobnumber/3/8/2022ModbusTCP通讯试验1.对硬件进行配置,为以太网模块分配IP地址。CPU组态中要把Modbusaddressmapping设成standard,地址映射30/GETitleorjobnumber/3/8/2022ModbusTCP通讯试验2.在Client端编辑打开端口的指令。31/GETitleorjobnumber/3/8/2022ModbusTCP通讯试验Word1:8(通讯参
17、数块的长度)Word2:0(无等待程序执行方式)Word3:8(通讯状态字CRS的内存类型,8代表%R)Word4:20(通讯状态字CRS的内存偏移地址,20代表%R21)Word5:0(预留位,必须填0)Word6:0(预留位,必须填0)Word7:3000(打开Modbus连接命令)Word8:5(通道号,取值范围1-32)Word9:1(远方PLC地址类型)Word10:4(远方PLC地址长度)Word11:10(远方PLC的IP地址的第一位)Word12:0(远方PLC的IP地址的第二位)Word13:0(远方
18、PLC的IP地址的第三位)Word14:7(远方PLC的IP地址的第四位)综合Word10-13,远方PLC(服务器)的IP地址是:10.0.0.732/GETitleorjobnumber/3/8/202233/GETitleorjobnumber/3/8/2022GEFanucPLC通讯介绍课程内容第一天:工业以太网第二天:现场总线第三天:串行通信34/GETitleorjobnumber/3/8/2022现场总线(Fieldbus)概述全世界目前大概有40多种现场总线现场总线简单、可靠、经济实用,已成为当今自动化领域发展的热点之。35
19、/GETitleorjobnumber/3/8/2022GEIPPLC现场总线通讯总线通讯的两种类型(用于设备级控制系统和分散用于设备级控制系统和分散I/O):ProfibusDeviceNet36/GETitleorjobnumber/3/8/2022Profibus与传统集中型I/O传统的集中型I/O控制方案如左图所示以ProfibusDP为代表的分散型I/O控制方案如右图所示接线端子排接线端子排去现场设备去现场设备GBC集中I/O分散I/O37/GETitleorjobnumber/3/8/2022Profibus的网络结构38/GE
20、Titleorjobnumber/3/8/2022Profibus的三个子集Profibus的三个子集:FMS,DP和PA在物理层的定义有所不同,DP与FMS均采用RS485技术,PA采用IEC1158-2技术均采用符合IEEE802.4标准的逻辑令牌环协议39/GETitleorjobnumber/3/8/2022三个子集的不同任务FMS主要用于PLC与PLC之间的通讯DP主要用于远程I/O之间的通讯PA主要用于主控制器对传感器供电并读取反馈信息40/GETitleorjobnumber/3/8/2022Profibus的网络构成P
21、rofibusDP/FMS按分段方式构成网络每段可有32台设备,整个网络可有127台设备每段的电缆长度与总线的波特率有一定的关系,见下表段与段之间可通过中继器相连,网上中继器最大个数在3和10之间41/GETitleorjobnumber/3/8/2022主站从站从站+-/+-TXRX从站双绞线Profibus在网络物理层采用RS-485或者星型光纤传输技术Profibus在网络传输层采用令牌+主从协议Profibus的三个协议子集:DP/FMS/PA的MAC帧兼容Profibus的物理层.42/GETitleorjobnumber
22、/3/8/2022Profibus的物理层.DP与FMS均采用RS485传输技术每个网站应提供9针D型连接器作为总线接口,实际有用的只有4根针每个网站9针D型连接器中3号针串连在一起,8号针也串连在一起总线电缆的两端须安装有源终端电阻来保证总线通讯的可靠43/GETitleorjobnumber/3/8/2022Profibus的物理层.电缆的测量网络的检测44/GETitleorjobnumber/3/8/2022分散分散I/O-VersaMaxI/O电源模块电源模块I/OI/O模块模块网络接口单元网络接口单元NIUNIUI/OI/O底座底座DINDIN
23、导轨导轨每个每个NIUNIU最多可带最多可带88个模块个模块45/GETitleorjobnumber/3/8/2022分散分散I/O-VersaMaxI/OVersaMax的的ProfibusNIU的的LED指示灯:指示灯:PWR-电源OK-自检通过FAULT-分散I/O单元有故障NETWORK-总线通讯正常FORCE-分散I/O单元有强制(将来)VersaMax的的ProfibusNIU的的DIP:ModeAddress/X100-U:Firmware升级,X100:站号的百位数X10-站号的十位数X1-站号的个位数46/
24、GETitleorjobnumber/3/8/2022分散分散I/O-VersaMaxI/OVersaMax送往送往PLC的数据格式的数据格式PLC送往送往VersaMax的数据格式的数据格式47/GETitleorjobnumber/3/8/2022ProfibusMaster-PBM300PSSCANNER系统和通讯指示灯Profibus9针总线接口Pin8-A,Pin3-BPin65V,Pin50V总线在两端必须以如下方式接入终端电阻:1248/GETitleorjobnumber/3/8/2022PBM300技术规范
25、支持所有Profibus总线的波特率(9.6K,19.2K,93.75K,187.5K,500K,1M,3M,6M和12M)支持ProfibusDP-V1通讯协议最多支持125个DP从站支持每个从站最多接收244个字节的输出数据和每个从站发送244个字节的输入数据支持Sync和Freeze模式每个PLC最多支持4块PBM30049/GETitleorjobnumber/3/8/2022在硬件配置中添加PBM300模块121用鼠标右击空槽,选择“AddModule”2在“BusController”中,选择“IC69
26、3PBM300”50/GETitleorjobnumber/3/8/2022配置PBM300的基本参数11234Slavestatusbitsaddress/length:总线上每个从站的通讯状态位,第一位代表从站站号为0的设备的通讯状态位,第二位代表从站站号为1的设备2Slavediagnostics/Firmwarever:第一个字包含了需要上传故障信息的从站的站号,如果为零,代表当前没有从站含有故障信息。第二个字包含了模块的Firmware版本。该参数的长度可设置为1,则模块Firmware版本就不汇报给CPU了3Sync/FreezeControl
27、Bits:定义用于Sync/Freeze命令的数据地址4Networksettings:双击此处设置总线的网络参数,见下页51/GETitleorjobnumber/3/8/2022配置网络参数GeneralTab:NetworkTab:ParametersTab:11主站(PBM200)的站号:0-125,站号126被保留为测试设备232总线的波特率:9.6K12M3定义总线上是否安装有中继器52/GETitleorjobnumber/3/8/2022在硬件配置内容中添加从站1231用鼠标右击PBM200模块并选择“Addslave”
28、2从列表中选择从站设备的类型3或者单击“HaveDisk”来搜寻一个新的GSD(设备数据)文件53/GETitleorjobnumber/3/8/202253PROFIBUS的GSD文件(设备描述文件)为何需要一个这样的文件?现代化的现场总线设备和传统电气设备的最大区别就是其智能化的程度极高。为了完成高性能和高可靠性的通信要求,这些设备必须向控制器提供所必须的各种参数,从另外一个方面讲,这些参数也为现代化的设备管理提供了必要的基础和依据。GSD文件PROFIBUS中的主站和所有从站在进行系统组态时,必须知道它们的设备特征和性能,如制造商的名字、该设备支持的波特率、I/O模
29、块情况以及其他必须和可选的特性数据,而这些数据都是写在一个ASCII格式的文件中的,这个文件就是GSD文件。功能:标准的设备描述,它是用许多关键字表示的文本文件。GSD文件是一个可读的,包括该PROFIBUS设备一般的和制造商指定的通信参数的文本文件。如何使用GSD文件?已固化设备中.不能对其进行修改。组态软件必须能处理GSD文件,因为在进行系统组态时,对各个设备的认识都是通过GSD文件完成的GSD文件的名字由8个符号组成,前4个是制造商的名字,后4位符号是该设备的ID号54/GETitleorjobnumber/3/8/2022GSD_Revision=1Vendor_N
30、ame=GEFanucModel_Name=FieldControlBIURevision=3.20Ident_Number=0x0534Modular_Station=1Max_Module=17;MaxNumberofI/OmodulesconnectedtotheslaveMax_Input_Len=130;Maxlength=maxlengthofInputBufferstransmittedtomodulesMax_Output_Len=130;Maxlength=maxlengthof
31、OutputBufferstransmittedtomodulesMax_Data_Len=260;ThesumofInputandOutputbufferMax_Diag_Data_Len=9Slave_Family=3User_Prm_Data_Len=2User_Prm_Data=0x00,0x01;MotorolaMode,toswitchtoIntelchangelastentry0x01to0x00Module=IC670PBI001ProfibusBIUSlot00x31EndModul
32、eModule=IC670MDL643,5/12VDC,In,16pt0x50EndModuleModule=IC670MDL640,24VDC,In,16pt0x50EndModule从站的识别码(ID)从站设备制造商定义的参数Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0Byte/word01:input10:output11:input/output00-16,数据长度模块I/O类型编码典型典型GSD文件分析文件分析55/GETitleorjobnumber/3/8/2022添加从站1231选择从站
33、站号(0-125)2从列表中选择该从站的模块配置3定义该模块加入哪个组、参与Sync/Freeze操作,总线上共有8个组,每个从站可加入其中的多个组56/GETitleorjobnumber/3/8/2022为每个从站的I/O模块分配地址从站设备每个从站设备的I/O模块为从站设备的每个I/O模块分配地址57/GETitleorjobnumber/3/8/2022分配从站的I/O地址121定义每个从站设备的I/O模块的数据长度和地址2定义I/O模块的数据是否进行高低字节交换,如果模块类型是Digital且模块的字节数是奇数,则该功能被禁止58/GETitle
34、orjobnumber/3/8/2022从站的Sync/Freeze操作Sync命令被用来控制一个从站的输出与另一个从站的输出保持同步。当一个从站收到一个Sync命令后,它暂时保留(不向模块输出)最后收到的输出数据,直到收到第二个Sync命令后,输出数据才被用于刷新模块Freeze命令被用来控制一个从站的输入与另一个从站的输入保持同步。当一个从站收到Freeze命令后,该从站不接收新的输入信号,直到收到第二个Freeze命令后,输入信号才被输入模块接受并汇报给主站1定义从站加入哪个Sync/Freeze组,见Page82使用Sync/Freeze数据命令(参见Page
35、5)bit16bit15bit14bit13bit12bit11bit10bit9bit5bit6bit7bit8bit1bit2bit3bit4组号0x04:Unfreeze0x08:Freeze0x10:Unsync0x20:Sync翻转该位(0-1或1-0)以触发Sync/Freeze命令被发送给从站59/GETitleorjobnumber/3/8/2022PBM300的LED指灯在PBM300及其从站被组态之前的LED状态LED指示灯状态指示灯状态含义含义SYS暗,COM绿闪PBM200模块没有在PLC硬件配置中被添加SYS红,COM绿PBM20
36、0模块及其从站都被配置完成SYS及COM按如下顺序闪烁:(1).SYS暗,COM绿闪(2).SYS暗,COM红闪(3).SYS红,COM暗PBM200模块在PLC硬件配置中被添加,但没有从站被添加在PBM300及其从站被组态之后的LED状态LED指示灯状态指示灯状态含义含义SYS绿,COM绿正常工作,无故障SYS和COM交替闪烁下载Firmware的模式SYS红至少有一个从站通讯故障SYS淡黄CPU处于Stop状态SYS绿闪PLC系统处于启动过程中COM红闪,频率为1Hz网络通讯错误发生60/GETitleorjobnumber/3/8/2022GEFanucPLC现场
37、总线通讯总线通讯的两种类型(用于设备级控制系统和分散用于设备级控制系统和分散I/O):ProfibusDeviceNet61/GETitleorjobnumber/3/8/2022DeviceNet现场总线现场总线四芯传输电缆所有站的收发电路由总线电缆统一供电主从模式和对等模式采用冲突检测、总线仲裁技术实现介质访问控制每个数据帧的起始位之后是一个11位的仲裁数据仲裁数据由数据帧类型、站号等组成DeviceNet协议内容协议内容建立I/O数据交换的连接(connection)主站轮循从站-Polling主站触发访问从站-Strobe从站逢变则报ChangeofStateDataRateTrunkDistance(thickcable)DropLength125K250K500K500m(164