台达plc串行通讯

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1、浅析台达浅析台达 PLC 串行通讯及应用案例串行通讯及应用案例 摘 要：本文介绍串行通讯的基本概念，台达 PLC 的串行通迅功能及在项目中 实际应用案例， 主要讨论如何使用台达 PLC 完善的通讯功能完成各种实 际应用，体现了台达 PLC 强大的通讯功能及其便利性。 关键词：串行通讯、PLC、RS485、MODBUS 协议、变频器、自由口通讯、EASY LINK 一、一、 前言前言 随着计算器技术的发展， 通讯传输在工业自动化控制领域得到越来越广泛的 应用，由于串行通讯方式具有使用线路少、成本低、简单易用，特别是在远程传 输时，避免了多条线路特性的不一致而被广泛采用。 现在各 PLC 生产厂家

2、都极其 重视通讯在 PLC 推广中的应用，并且各具有优势特点， 合理利用通讯功能将极大 的降低控制成本，提高产品竞争力。 二、二、 串行通讯简介串行通讯简介 通讯即是不同的设备通过线路互相交换数据， 其主要目的在于将数据从某端 传送到另一端，实现数据的交换。通常有并行和串行两种方式，由于并行传输方 式在数据电压传送的过程中容易因线路的因素而使得电压准位发生变化（衰减、 线路互相干扰） ，而串行通讯方式则能很好的解决这些问题，因此在工业应用中 绝大多数使用串行通讯。 串行通讯的接口方式分为 RS- 232 和 RS- 485 两种，下面主要介绍两种方式 的一些特点： 1、RS- 232 (1)

3、RS-232-C 接口连接器一般使用型号为 DB-9 的 9 芯插头座,只需三条接口 线,即“发送数据”、“接收数据”和“信号地”即可传输数据，其 9 支 脚位的定义如下： Pin Contact 简写简写 意义意义 25 针针 RS232 1 N.C. CD 载波侦测载波侦测 8：CD 2 RXD RXD 接收字符接收字符 3：RXD 3 TXD TXD 传送字符传送字符 2：TXD 4 N.C. DTR 数据端备数据端备 妥妥 20：DTR 5 GND GND 地线地线 7：GND 6 N.C. DSR 数据备妥数据备妥 6：DSR 7 RTS RTS 要求传送要求传送 4：RTS 8 C

4、TS CTS 清除以传清除以传 送送 5：CTS 9 N.C. RI 响铃侦测响铃侦测 22：RI Pin1 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 (2) 在 RS232 的规范中，电压在+3V- - - +15V（一般使用+6V）之间称为“0” 或“ON” ；电压在- 3V- - - - 15V（一般使用- 6V）之间称为“1”或“OFF” ； 计算机上的 RS- 232“高电位”约 9V，而“低电位”则约- 9V。 (3) RS- 232 为全双工工作模式，其讯号准位是参考地线而得，分别作为数据 的传送和接收； 实际应用中其传输距离可以达到 15 米。 只具有单

5、站功能， 即一对一通讯。 2、RS485 （1）采用正负两根信号线作为传输线路。 （2）RS-485 的电气特性：逻辑“1”以两线间的电压差为+（26） V 表示； 逻辑“0”以两线间的电压差为-（26）V 表示。 （3）RS485 为半双工工作模式，其讯号是正负两条线路讯号准位相减而得， 是差动式输入方式，抗共模干能力增强，即抗噪声干扰性好；实际应用 中其传输距离可达 1200 米。具有多站能力，即一对多的主从通讯。 三、三、 台达台达 PLC 的串行通讯功能的串行通讯功能 台达 DVP 系列 PLC 各型主机均内建 2 个通讯口的标准配置， 即一个 RS232 和一个 RS485 通讯口，

6、其 RS232 口主要用于上下载程序或作为与上位机、触摸 屏通讯，而 RS485 口主要用于组建 485 网络，实现通讯控制。尤其值得一提的 是 EH 机型可通过通讯功能卡扩充一个 RS232 或 RS485 通讯口，使得在组建多 重通讯网络更加方便。 相对于通讯口的硬件配置，台达 PLC 在软件指令上对通讯的支持也是相当 丰富和便利，主要通过以下三种方式完成 485 通讯功能： 1、自由通讯方式 该方式通过串行数据传输指令 RS 来完成主站与从站之间的数据交换，可以 实现无协议的自由通讯。许多接口设备如变频器、仪表等若配备 RS- 485 串行 通讯， 且该设备之通讯格式也有公开即可由 PL

7、C 使用者以 RS 指令设计程序来传 输 PLC 与接口设备之间数据。 2、MODBUS 通讯方式 MODBUS 协议是目前国际上公开的标准串行通迅协议， 台达 PLC 通讯符合 MODBUS 协议，并且台达其它产品如变频器、温控仪、司服控制器等 485 通讯 均符合 MODBUS 协议，对于符合 MODBUS 之通讯格式的产品，台达 PLC 提供 了更加便利的通讯指令 MODRD 、MODWR、MODRW 来实现数据的读写，程 序编写中不需关注传送的字符，校验码的转换等等， 只需要确定通讯地址及写入 读出的数据即可，不过在多指令读写时需要考虑通讯时序问题，避免通讯冲突。 3、EASY LIN

8、K 通讯方式 基于 MODBUS 通讯协议，EP/EH 机型提供了更为方便快捷的通讯方式 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 EASYLINK，EASY LINK 通讯是台达 PLC 最有特色的通讯命令，可以提供主站 与 32 个从站通讯，每个从站读写各 100 笔数据的能力，且不需要复杂编程即可 高速快捷的完成通讯控制，节省大量的编程时间。 综合比较上述三种通讯指令，自由通讯方式的编程最为复杂， 但它可以与非 MODBUS 协议的设备通讯， 设备选择自由灵活不受限制； MODBUS 通讯方式的 编程则简单的多，且也具有一定的编程灵活性，如可优先与某个从站通讯；而

9、 EASY LINK 通讯方式是针对符合 MODBUS 协议最简单的通讯方式，几乎不需 要编程即可完成，不需要考虑半双工通讯方式中通讯时序问题， 只需要指定读出 写入数据的寄存器和笔数，启动 LINK 连接即可完成设备之间的数据通讯。因此 对于符合 MODBUS 协议的设备建议采用 LINK 通讯方式。 四、四、 使用串行通讯应注意的问题使用串行通讯应注意的问题 在工业自动化控制中，有许多数据信号需要采集、处理，特别对于远距离的 设备，一般的传感器电压讯号如果传输距离过远的话，会造成讯号的衰减，如此 一来，将得不到正确的结果，因此，采用传感器讯号就地处理，而数据传输通过 数字通讯方式能够有效的

10、解决这一问题，保证数据的正确性与准确性； 但通讯同 样也会受到外界的干扰，使得通讯品质下降，甚至根本无法建立通讯。要保证通 讯正常，在组建通讯网络时应该注意以下几点： 1、保证通讯协议一致，所有联机之从站接口设备波特率及通讯格式需与主 站相同，合理分配各从站的站地址，避免地址冲突。 2、合理布线，减少外界干扰对通讯的影响。走线走得好，可以很大程度减 少干扰的影响，提高通讯的可靠性，走线应遵循两个原则：远离电源线， 变频器等干扰源；当网线不能与电源线等干扰源避开时应与电源线垂直， 不能平行，并采用质量高的双绞线走线 3、通讯速率的选择，一般来说提高通讯波特率能够提高通讯效率，但并非 一味的提高就

11、肯定好，传输速率的提高同时加大了传输错码率，使传输 品质下降，特别是在工业控制场合外界干扰比较大的情况下，有时适当 降低传输速率会得到更好的传输效率。 4、正确编制通讯程序。PLC 通讯程序的编制在实现串行通讯中也是非常关 键的一步，一个合理的通讯程序能够提高通讯效率，而不完善的通讯程 序则会导致通讯效率下降，甚至通讯失败，使 PLC 出现运行错误。由于 RS485 通讯采用半双工的工作模式，因此通讯程序的编写主要是对通讯 指令的分时处理程序，在此用以下两个通讯程序来描述如何合理编制 PLC 通讯程序，程序主要是 PLC 通过 485 通讯方式读写三台变频器的频 率，均实际测试运行过： （1）

12、 附件中“固定时序通讯程序”是中达很多工程师处理通讯常用方 法，利用固定计时的方法来实现分时通讯，这样的写法比较容易 造成通讯时序上的问题，Modbus 通讯规格是采用主/从模式，也 就是主站发通讯命令给从站，从站收到之后再回应主站，这一收 一回才算完成一个完整的通讯资料交换，该程序有使用到 M1127 来判断，但是决定下一个通讯指令是否运行的接点开关却不是由 通讯旗标来决定， 而是由 100ms 的 timer 来决定， 这样很容易有 问题生成，因为通讯的整个时间包含通讯资料在线上传输的时间 加上通讯资料在主/从站处理的时间，若这时间超过 100ms，那就 PDF 文件使用 “pdfFact

13、ory Pro“ 试用版本创建 很容易造成从站回传， 而主站送资料出去，造成资料在线上碰撞， 因而影响传输的正确性，如果把 timer 时间延长，还是会碰到有 问题，因为这种写法，通讯旗标的动作与决定传送的旗标本身并 未同步，因而会有时间差，造成资料不正确。该程序在 EH 机型上 测试，发现通讯速度比较慢，且读回来的数据有时会发生交叉的 现象，即从站 2 的频率读到从站 4 的寄存器上，错误读写的情况 可见图一。使用这种编程方法在通讯正常时没有问题，一旦当通 讯资料错乱时，就会造成资料传送错误，严重时甚至导致 PLC 死 机。 图一 错误读写，红圈部分信道 D200 数据变为 K3000，应该

14、是 K1000 （2） 附件中“通讯旗标方式程序”是调整后的程序，可以比较一下， 其主要区别在于 Modbus Read/Write 指令在程序使用上搭配 M1127, M1129, M1140, M1141 来判断，由这几个旗标的状态来决 定下一个通讯指令的运行时间，能够很好的处理串行通讯的时序 问题，保证通讯的可靠及效率，正常通讯监控画面如图二。在用 固定时序通讯中，即使通讯正常完成，那末也要等到 100MS 以后 做下一个通讯， 比如写指令通讯完成耗时 20MS， 则需要等待 80MS， 降低了通讯效率，而采用通讯旗标会在通讯完成或出现错误的情 况下转入执行下一个通讯指令，有效利用了时间

15、。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 图二 正常通讯监控画面 五、五、 台达台达 PLC 与松下变频器通讯与松下变频器通讯 采用 ES 系列 PLC，用通讯方式来改变松下 VF0C 系列变频器的设定频率， PLC 端使用 485 口，无协议方式来模拟 VF0C 变频器的通讯协议。 1、通讯协议、通讯协议 VF0C 系列变频器留有 485 通讯口，并提供内部通讯协议如下： 写：% 站号 #WD 功能号 起始地址 结束地址 数据 BCC CR 读：% 站号 #RD 功能号 起始地址 结束地址 BCC CR 如果写正确，返回：%01$WD BCCCR 如果读正确，返回

16、：%01$RD 数据 BCCCR 分别规定了字节数，在以下表格以写数据为例做详细说明： 在松下 VF0C 系列变频器中，站号默认为 01，通讯格式为 9600、N、8、1， 通讯方式是 ASCII 方式，数据为十六进制，存储模式为 8 位模式。设定频率的 地址是 DT237，而读设定频率的地址为 DT133，而且在 DT237 和 DT133 的数据 都是以 0.01Hz 为单位的。下面以写频率为例，来做详细说明。 起始码 站号 间隔 功能 功能 号 起始 结束 数据 校验 码 结束 码 % 0131 # WD D 00000 00000 0000 BCC CR 1 2 1 2 1 5 5 4、 2 1 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 2、实例说明、实例说明 假设要写入的频率是 43.5Hz，那幺需要写入的数值应为 10FE（4350） ，变频 器的存储模式为 8 位模式，应从低位开始写入，那幺应该先写 FE 后写 10。校验 码是把从起始