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臺達PLC串行通訊功能

 臺達DVP系列PLC各型主機均內建2個通訊口的標準配置,即一個RS232和一個RS485通訊口,其RS232口主要用于上下載程序或作為與上位機、觸摸屏通訊,而RS485口主要用于組建485網(wǎng)絡,實現(xiàn)通訊控制。尤其值得一提的是EH機型可通過通訊功能卡擴充一個RS232RS485通訊口,使得在組建多重通訊網(wǎng)絡更加方便。

  相對于通訊口的硬件配置,臺達PLC在軟件指令上對通訊的支持也是相當豐富和便利,主要通過以下三種方式完成485通訊功能:

  1.自由通訊方式

  該方式通過串行數(shù)據(jù)傳輸指令RS來完成主站與從站之間的數(shù)據(jù)交換,可以實現(xiàn)無協(xié)議的自由通訊。許多接口設備如變頻器、儀表等…若配備RS-485串行通訊,且該設備之通訊格式也有公開即可由PLC使用者以RS指令設計程序來傳輸PLC與接口設備之間數(shù)據(jù)。

  2.MODBUS通訊方式(GB/Z 19582

  MODBUS協(xié)議是目前國際上公開的標準串行通迅協(xié)議,也是中華人民共和國國家標準化指導性技術文件GB/Z 19582:基于Modbus協(xié)議的工業(yè)自動化網(wǎng)絡規(guī)范。臺達PLC通訊符合MODBUS協(xié)議,并且臺達其它產(chǎn)品如變頻器、溫控儀、司服控制器等485通訊均符合MODBUS協(xié)議,對于符合MODBUS之通訊格式的產(chǎn)品,臺達PLC提供了更加便利的通訊指令MODRD MODWRMODRW來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀寫,程序編寫中不需關注傳送的字符,校驗碼的轉換等等,只需要確定通訊地址及寫入讀出的數(shù)據(jù)即可,不過在多指令讀寫時需要考慮通訊時序問題,避免通訊沖突。

  3.臺達PLC最有特色的通訊命令EASY bbbb

  基于MODBUS通訊協(xié)議,臺達EP/EH系列PLC機型提供了更為方便快捷的通訊方式——EASYbbbbEASY bbbb通訊是臺達PLC最有特色的通訊命令,可以提供主站與32個從站通訊,每個從站讀寫各100項數(shù)據(jù)的能力,且不需要復雜編程即可高速快捷的完成通訊控制,節(jié)省大量的編程時間。

  綜合比較上述三種通訊方式,自由通訊方式的編程最為復雜,但它可以與非MODBUS協(xié)議的設備通訊,設備選擇自由靈活不受限制;MODBUS通訊方式的編程則簡單的多,且也具有一定的編程靈活性,如可優(yōu)先與某個從站通訊;而EASY bbbb通訊方式是針對符合MODBUS協(xié)議互連設備最簡單的通訊方式,幾乎不需要編程即可完成,不需要考慮半雙工通訊方式中通訊時序問題,只需要指定讀出寫入數(shù)據(jù)的寄存器和數(shù)據(jù)項數(shù),啟動bbbb連接即可完成設備之間的數(shù)據(jù)通訊。因此對于符合MODBUS協(xié)議的設備建議采用bbbb通訊方式。

  4.串行通訊工程要點問題

  在工業(yè)自動化控制中,有許多數(shù)據(jù)信號需要采集、處理,特別對于遠距離的設備,一般的傳感器電壓訊號如果傳輸距離過遠的話,會造成訊號的衰減,如此一來,將得不到正確的結果,因此,采用傳感器訊號就地處理,而數(shù)據(jù)傳輸通過數(shù)字通訊方式能夠有效的解決這一問題,保證數(shù)據(jù)的正確性與準確性;但通訊同樣也會受到外界的干擾,使得通訊質量下降,甚至根本無法建立通訊。要保證通訊正常,在組建通訊網(wǎng)絡時應該注意以下幾點:

  (1)保證通訊協(xié)議一致,所有聯(lián)機之從站接口設備波特率及通訊格式需與主站相同,合理分配各從站的站地址,避免地址沖突。

  (2)合理布線,減少外界干擾對通訊的影響。走線走得好,可以很大程度減少干擾的影響,提高通訊的可靠性,走線應遵循兩個原則:遠離電源線,變頻器等干擾源;當網(wǎng)線不能與電源線等干擾源避開時應與電源線垂直,不能平行,并采用質量高的雙絞線走線

  (3)通訊速率的選擇,一般來說提高通訊波特率能夠提高通訊效率,但并非一味的提高就肯定好,傳輸速率的提高同時加大了傳輸錯碼率,使傳輸質量下降,特別是在工業(yè)控制場合外界干擾比較大的情況下,有時適當降低傳輸速率會得到更好的傳輸效率。

 (4)正確編制通訊程序。PLC通訊程序的編制在實現(xiàn)串行通訊中也是非常關鍵的一步,一個合理的通訊程序能夠提高通訊效率,而不完善的通訊程序則會導致通訊效率下降,甚至通訊失敗,使PLC出現(xiàn)運行錯誤。由于RS485通訊采用半雙工的工作模式,因此通訊程序的編寫主要是對通訊指令的分時處理程序,在此用以下兩個通訊程序來描述如何合理編制PLC通訊程序,程序主要是PLC通過485通訊方式讀寫三臺變頻器的頻率,均實際測試運行過:

  5.臺達PLC通訊程序要點

  (1)“固定時序通訊程序”是臺達PLC通訊技術工程處理通訊常用方法,利用固定計時的方法來實現(xiàn)分時通訊,這樣的寫法比較容易造成通訊時序上的問題。Modbus 通訊規(guī)格是采用主/從模式,也就是主站發(fā)通訊命令給從站,從站收到之后再回應主站,這一收一回才算完成一個完整的通訊資料交換,該程序有使用到M1127來判斷,但是決定下一個通訊指令是否運行的接點開關卻不是由通訊旗標來決定,而是由100ms 的 timer來決定,這樣很容易有問題生成,因為通訊的整個時間包含通訊資料在線上傳輸?shù)臅r間加上通訊資料在主/從站處理的時間,若這時間超過100ms,那就很容易造成從站回傳,而主站送資料出去,造成資料在線上碰撞,因而影響傳輸?shù)恼_性,如果把timer時間延長,還是會碰到有問題,因為這種寫法,通訊旗標的動作與決定傳送的旗標本身并未同步,因而會有時間差,造成資料不正確。該程序在EH機型上測試,發(fā)現(xiàn)通訊速度比較慢,且讀回來的數(shù)據(jù)有時會發(fā)生交叉的現(xiàn)象,即從站2的頻率讀到從站4的寄存器上,錯誤讀寫的情況可見圖一。使用這種編程方法在通訊正常時沒有問題,一旦當通訊數(shù)據(jù)錯亂時,就會造成數(shù)據(jù)傳送錯誤,嚴重時甚至導致PLC死機,

 (2)“通訊旗標方式程序”是調整后的程序,可以比較一下,其主要區(qū)別在于Modbus Read/Write 指令在程序使用上搭配M1127, M1129, M1140, M1141 來判斷,由這幾個旗標的狀態(tài)來決定下一個通訊指令的運行時間,能夠很好的處理串行通訊的時序問題,保證通訊的可靠及效率,正常通訊監(jiān)控畫面如圖二。在用固定時序通訊中,即使通訊正常完成,那末也要等到100MS以后做下一個通訊,比如寫指令通訊完成耗時20MS,則需要等待80MS,降低了通訊效率,而采用通訊旗標會在通訊完成或出現(xiàn)錯誤的情況下轉入執(zhí)行下一個通訊指令,有效利用了時間。

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本文標簽:臺達PLC串行通訊功能
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