1718第十七十八讲
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14
D8120数 据位
D0
功能
数据长度
状态设置定义 0 :7位数据长度 1:8位数据长度 D2～D1 00 无校验 01 奇校验 10 偶校验
D 1～D2 D3
检验位 停止位
检验类型
0:1位停止位 1:2位停止位 D7～D4
0011 300 0100 600 0101 1200 0110 2400 0111 4800 1000 9600 1001 19200
–令牌环，环形结构。
6、网络拓扑结构（计算机网络中详细介绍过）星型（HostLink）、 12 总线型（DCS）、环形
7、PLC通信的实现 PLC厂家为PLC配备了专用的通信接口和通信模块，以方便与 上位机进行通信，以及PLC相互之间进行通信。 1）数据链接方式 A、并行连接：两台PLC链接，一台为主，一台为从。Fx1s最多使 用50个辅助继电器和10个数据寄存器，其他型号可使用100辅助继 电器和10个数据寄存器；正常模式70ms，快速20ms通信时间。 B、N：N链接网络：最多8台PLC，一台为主，其他为从。3种模 式， 模式1：共享每台PLC的4个数据寄存器，Fx1s必须用该模式，时 间为18（2台）~65ms（8台）； 模式2：32个辅助继电器和4个数据寄存器，22ms~82ms； 模式3：共享64个辅助继电器8个数据寄存器，时间34~131ms。 C、I/O链接：本地IO/远程IO，远程IO增设通信接口模块。 D、计算机链接：专用协议，与ascii相似。 E、无协议链接：RS指令实现通信。
B、同步方式：以字节为单位，每次传输1~2个同 步字符，若干数据和校验字符，同步自符起联络 作用。为达到完全同步，常采用同步时钟（调制 方式或专线）。传输速度快，适于高速通信。 另外，根据通信线路的工作方式，又分为单 工、半双工和全双工三类。 全双工：可以同时进行数据的发送和接收； 半双工：在同一时刻，要么只能发送数据，要么 只能接收数据，两者不能同时进行。
15
D 15～D13
注意：双方参数设置要一致，否则会导致通信失败。用到RS指令。 数据传输的基本格式： 控制代码PLC站号PLC标识号命令报文等待时间数据字 符校验和代码控制代码cr/lf 说明： a、b15可以选择两种协议：格式一和格式四。 b、格式4时才有cr/lf，只有D8120的b13为1时，才会在报文上 加校验和代码。 c、数据由ASCII码构成。控制代码也是ascii码。控制码主要有 文本开始、文本结束、发送结束、请求、确认、换行、清楚、回车、 不能确认。 例如：要将数据字符“0”发送给接收方，数据交换方式定义为10位 数据长度，其中，1位起始位，7位数据位，1为奇校验位，和1位停 止位，传送字符“0”的格式如图所示。从图中可以知道，先传送起 始位，然后是字符“0”的7位ASCII码，并且先传ASCII码的低位。 因为字符“0”ASCII码 (0110000),传送码流为:0000110。跟在字符 “0”后面的是奇校验位，最后是停止位。 d、工作站号，不要求连续数字。 e、链接命令，可查阅手册。 16 f、报文等待时间、数据字符、校验和代码、控制代码cr/lf。
–具有冲突检测的多点数据通信方法（CSMA/CD）
争抢使用总线，当需要传送数据前，先检测总线是否空闲，若 空闲则发送，期间若有冲突，则人为发送干扰信号，并等待重发， 具有随机性，适合网络负荷不重的情况，但PLC中少用。
–令牌方法
令牌：二进制代码，作为指令，某个站只有获得令牌，才能传输数 据，并将令牌传送下去。网络负载轻时不合适，但重时比上种方法 好，PLC网络中常用该方法。
3
4
4）模拟量输入输出模块的使用
A、模块的连接与编号：自靠近模块基本单元开始0、 1、2、。。。7，最多共八个模块。 B、缓冲寄存器BFM编号：#0~#31，共32个16位寄存 器。 C、增益调整 D、实例+增益调整程序
5
使用注意：
–模拟输入通过双绞屏蔽电缆接收，并远离电源等干扰； –如果输入电压有波动，接入平滑电容0.1~0.47uF –电流输入V+和I+短接（端子含有V+、I+、V-、FG） –有必要进行FG的外壳接地 –程序使用FROM,TO指令
11
4、 通信协议 为了保证收发各方通信的准确和畅通，类似于同交通规则用来 规范交通行为一样，在通信系统中用通信协议来规范收发各方通信 行为。国际标准化组织和其它专业团体制定了许多已被人们普遍接 受和广泛使用的通信协议。也可制定自己的通信协议，用比较简单 且合理有效的方式来管理参与通信的各方。采用OSI模型的一部分， 很少全部使用，而且不统一，日趋统一化。 5、通信访问协议
13
2）PLC与计算机之间的通信 系统参数由PLC发送给上位机，然后上位机对数据经过分析、加 工处理后，回显给操作者，操作者再将需要执行的命令输入到上位 机，由上位机回传给PLC。上位机通常都是通用计算机，主要完成 数据传输、处理、显示和打印，监视工作状态，网络通信和编制 PLC程序。而PLC仍然是面向现场和设备，进行实时控制。 A、通信接口与模块 小型PLC上都有RS-422A或RS-232C的通信接口，下载程序需 要RS232~RS422转换器，PLC与上位机的连接可以直接使用SC09编程电缆通信接口。 另外加装功能扩展板Fx2n-485-BD和使用RS232C与RS485转换 接口Fx2n-485PC-IF，可以实现计算机与PLC的多点连接。 B、通信协议 FX系列PLC与计算机之间的通信采用的多是RS-232C标准，数 据交换方式是字符串的ASCII码。每笔数据的长度可在通信前设定。 一般一台计算机可与1~16台PLC通信。 参数设置：在D8120内设置相关信息
复习 FEND WDT FOR—NEXT CMP ZCP BMOV FMOV BCD NEG WAND ADD影响的继电器
1
第十七 讲
特殊功能模块的应用
本节课的知识点： 1.了解PLC的特殊功能模块及通信网络 2.掌握特殊模块的使用方法和通信网络的连接与编程
2
PLC的特殊功能模块
1、模拟量的输入、输出模块、 1）模拟量输入 FX2N-2AD是2通道12位AD转换模块 FX2N-4AD是4通道12位AD转换模块 FX2N-8AD是8通道12~16位AD转换模块 FX2N-4AD-PT是4通道12位AD转换模块， 内嵌温度传感器前置放大器。 可选择电压输入或者电流输入，可改变模拟量输入的范围。 具体技术参数见说明书 2）模拟量输出 FX2N-4DA是4通道12位DA转换模块 3）模拟量处理流程
22
所使用的标志寄存器和数据寄存器
模式 标准模式 M8162=OFF 快速模式 M8162=ON 通信设备 FX2N，FX1N FX1S，FX0S 通信时间/ms
主从 从主 主从 从主
操作
M800~M899（100点） M400~M449（50点） D490~D499(10点) D230~D239(10点) 70ms+主站扫描时 间+从站扫描时间 M900~M999（100点） M450~M499（50点） D500~D509(10点) D240~D249(10点)
复习
1、模拟量输入输出模块的连接与编号。 2、缓冲寄存器BFM编号。 3、所使用的命令格式。 4、PLC通信的链接方式。
17
名称 控制 代码
wk.baidu.com
站号
标识号 命令
等待 起始元件 时间
元件 个数
校验和
字符 ENQ 00
ASCII 05H
FF
BR
3
X0024
58H30H30H32H34H
04
35
30H30H 46H46H
10
3、PLC使用的通信介质和接口标准
PLC通信多采用有线介质：双绞线、同轴电缆、光纤。 介质要求：抗干扰性高,传输速度较快,性价比。 双绞线和同轴电缆符合这些要求,适合PLC通信的特点。 1）RS-232C接口标准 RS-232C接口标准：D型连接器 RS-232C规定：1电平：-3V～ -15V；0电平：+3V～+15V。由于电平相差很大, 因此抗干扰能力较强。最简单的通信,只要用到3个管脚,TXD、RXD和地,常采用 9针连接器。RS-232C缺点：传输距离不大 （15m最大）,传输速率较低,抗共模 干扰能力较差等。为此，EIA推出RS-422A接口标准。 2）RS-422A接口标准 RS-422A与RS-232C的区别：使用+5V作为工作电压，采用了差动收发的方式。 差动收发需要一对平衡差分信号线，逻辑“1”和逻辑“0”是由两根信号线之间 的电位差来表示的。因此，相比RS-232C的单端收发方式来说，RS-422A在抗 干扰性方面得到了明显的增强。传输速率可以达到10Mbps @12m ， 100kbps@1200m，可驱动10个节点。 3）RS-485A接口标准 跟RS-422A基本一样，区别：RS-485A的工作方式是半双工，而RS-422A则是 全双工。RS-422A需要有两对平衡差分信号线，而RS-485A只需要一对。RS485A与RS-422A一样，都是采用差动收发的方式，而且输出阻抗低，无接地回 路等问题，所以它的抗干扰性也相当好，传输速率可以达到10Mbps @12m ， 100kbps@1200m，可驱动32/128个站点。
DA的与AD类似，不多做介绍。
6
高速计数模块0.02s，即2相50Hz， 输入为1相或2相编码器， 6V、12V、24V均可。 脉冲发生模块：FX2N-1GP完成独立轴的简单定 位，控制伺服或步进电机。100Kbit/s。 定位控制单元：FX2N-20GM具有两个轴控制能力
7
PLC的通信网络 只要两个系统之间存在着信息的交换，那么 这种交换就是通信。 PLC与计算机， PLC与外围设备， PLC与PLC之间的通信统称为PLC通信。 1、通信系统的组成 硬件：发送设备、接收设备、控制设备和通信介 质等。 软件：通信协议和通信软件。
8
2、通信方式/数据传输方式：并行通信和串行通信。 1）并行通信：将多个数据位同时进行传输,传输的数据有 多少位,就相应地有多少根传输线（常用的8位/16位/32 位）。并行通信的速度快,但传输位数增多,电路复杂程度 也增加,成本上升,并行通信适合于短距离的数据通信。 （早期的打印机、PLC模块之间） 2）串行通信：多位数据在一根数据线上顺序进行传送,其 速度比并行通信要慢。电路简单,适合多数位、长距离通 信。采用某些手段可以提高传输距离。主要有异步通信和 同步通信两种。 A、异步通信：传输数据常以字节为单位分组,每组数据 前后分别加一位起始位和停止位（还可增加）,可在停止 位前加一位校验位。这组数据称为一帧。异步通信中收发 两端必须保证相同的速率，及每秒钟的发送位数（一位一 位发送），因此有波特率的概念bps，常用的有300、 600、900、1200、2400、4800、9600、19200、38400、 115200等。附加非有效信息较多、效率低，一般用于低 速通信，PLC多为异步通信。 9
42H52H 33H
30H34H 35H35H
18
g、计算机与PLC之间的链接数据流主要有三种形式 一为计算机读取PLC数据
19
二为计算机向PLC写数据（查阅相关表格） 三为PLC向计算机写数据。
20
C、无协议通信方式：RS指令用于PLC与上位机、条码阅读器或其 他串行通信设备的无协议通信。方式灵活，适应性强。协议自定。 但是对编程要求较高。 使用RS指令：RS [S] m [D] n S指定发送缓冲区首地址 m指定发送缓冲区长度 D指定接收缓冲区首地址 n指定接收缓冲区长度
D7～D4
波特率
波特率 （bps）
D8 D9 D10 D11 D12
起始字符选择 结束字符选择 握手信号类型 1 模式（控制线） 模式（控制线）
0:无起始字符 1 :D8124 0:无结束字符 1:D8125 0:无 1:H/W1
0:常规 1:单控
0:无 1:H/W2
可用来取代D12～D8，用于FX-485网络
21
3）PLC与PLC通信
对于多控制任务的复杂控制系统，多采用多台PLC连接通信来实 现。这些PLC有各自不同的任务分配，进行各自的控制，同时它们 之间又有相互联系，相互通信达到共同控制的目的。PLC与PLC之 间的通信，常称之为同位通信。 A、并联连接：parallel link，用来实现两台同一组的PLC之间的数 据自动传输。所使用的标志寄存器和数据寄存器
D8120数 据位
D0
功能
数据长度
状态设置定义 0 :7位数据长度 1:8位数据长度 D2～D1 00 无校验 01 奇校验 10 偶校验
D 1～D2 D3
检验位 停止位
检验类型
0:1位停止位 1:2位停止位 D7～D4
0011 300 0100 600 0101 1200 0110 2400 0111 4800 1000 9600 1001 19200
–令牌环，环形结构。
6、网络拓扑结构（计算机网络中详细介绍过）星型（HostLink）、 12 总线型（DCS）、环形
7、PLC通信的实现 PLC厂家为PLC配备了专用的通信接口和通信模块，以方便与 上位机进行通信，以及PLC相互之间进行通信。 1）数据链接方式 A、并行连接：两台PLC链接，一台为主，一台为从。Fx1s最多使 用50个辅助继电器和10个数据寄存器，其他型号可使用100辅助继 电器和10个数据寄存器；正常模式70ms，快速20ms通信时间。 B、N：N链接网络：最多8台PLC，一台为主，其他为从。3种模 式， 模式1：共享每台PLC的4个数据寄存器，Fx1s必须用该模式，时 间为18（2台）~65ms（8台）； 模式2：32个辅助继电器和4个数据寄存器，22ms~82ms； 模式3：共享64个辅助继电器8个数据寄存器，时间34~131ms。 C、I/O链接：本地IO/远程IO，远程IO增设通信接口模块。 D、计算机链接：专用协议，与ascii相似。 E、无协议链接：RS指令实现通信。
B、同步方式：以字节为单位，每次传输1~2个同 步字符，若干数据和校验字符，同步自符起联络 作用。为达到完全同步，常采用同步时钟（调制 方式或专线）。传输速度快，适于高速通信。 另外，根据通信线路的工作方式，又分为单 工、半双工和全双工三类。 全双工：可以同时进行数据的发送和接收； 半双工：在同一时刻，要么只能发送数据，要么 只能接收数据，两者不能同时进行。
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D 15～D13
注意：双方参数设置要一致，否则会导致通信失败。用到RS指令。 数据传输的基本格式： 控制代码PLC站号PLC标识号命令报文等待时间数据字 符校验和代码控制代码cr/lf 说明： a、b15可以选择两种协议：格式一和格式四。 b、格式4时才有cr/lf，只有D8120的b13为1时，才会在报文上 加校验和代码。 c、数据由ASCII码构成。控制代码也是ascii码。控制码主要有 文本开始、文本结束、发送结束、请求、确认、换行、清楚、回车、 不能确认。 例如：要将数据字符“0”发送给接收方，数据交换方式定义为10位 数据长度，其中，1位起始位，7位数据位，1为奇校验位，和1位停 止位，传送字符“0”的格式如图所示。从图中可以知道，先传送起 始位，然后是字符“0”的7位ASCII码，并且先传ASCII码的低位。 因为字符“0”ASCII码 (0110000),传送码流为:0000110。跟在字符 “0”后面的是奇校验位，最后是停止位。 d、工作站号，不要求连续数字。 e、链接命令，可查阅手册。 16 f、报文等待时间、数据字符、校验和代码、控制代码cr/lf。
–具有冲突检测的多点数据通信方法（CSMA/CD）
争抢使用总线，当需要传送数据前，先检测总线是否空闲，若 空闲则发送，期间若有冲突，则人为发送干扰信号，并等待重发， 具有随机性，适合网络负荷不重的情况，但PLC中少用。
–令牌方法
令牌：二进制代码，作为指令，某个站只有获得令牌，才能传输数 据，并将令牌传送下去。网络负载轻时不合适，但重时比上种方法 好，PLC网络中常用该方法。
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4）模拟量输入输出模块的使用
A、模块的连接与编号：自靠近模块基本单元开始0、 1、2、。。。7，最多共八个模块。 B、缓冲寄存器BFM编号：#0~#31，共32个16位寄存 器。 C、增益调整 D、实例+增益调整程序
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使用注意：
–模拟输入通过双绞屏蔽电缆接收，并远离电源等干扰； –如果输入电压有波动，接入平滑电容0.1~0.47uF –电流输入V+和I+短接（端子含有V+、I+、V-、FG） –有必要进行FG的外壳接地 –程序使用FROM,TO指令
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4、 通信协议 为了保证收发各方通信的准确和畅通，类似于同交通规则用来 规范交通行为一样，在通信系统中用通信协议来规范收发各方通信 行为。国际标准化组织和其它专业团体制定了许多已被人们普遍接 受和广泛使用的通信协议。也可制定自己的通信协议，用比较简单 且合理有效的方式来管理参与通信的各方。采用OSI模型的一部分， 很少全部使用，而且不统一，日趋统一化。 5、通信访问协议
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2）PLC与计算机之间的通信 系统参数由PLC发送给上位机，然后上位机对数据经过分析、加 工处理后，回显给操作者，操作者再将需要执行的命令输入到上位 机，由上位机回传给PLC。上位机通常都是通用计算机，主要完成 数据传输、处理、显示和打印，监视工作状态，网络通信和编制 PLC程序。而PLC仍然是面向现场和设备，进行实时控制。 A、通信接口与模块 小型PLC上都有RS-422A或RS-232C的通信接口，下载程序需 要RS232~RS422转换器，PLC与上位机的连接可以直接使用SC09编程电缆通信接口。 另外加装功能扩展板Fx2n-485-BD和使用RS232C与RS485转换 接口Fx2n-485PC-IF，可以实现计算机与PLC的多点连接。 B、通信协议 FX系列PLC与计算机之间的通信采用的多是RS-232C标准，数 据交换方式是字符串的ASCII码。每笔数据的长度可在通信前设定。 一般一台计算机可与1~16台PLC通信。 参数设置：在D8120内设置相关信息
复习 FEND WDT FOR—NEXT CMP ZCP BMOV FMOV BCD NEG WAND ADD影响的继电器
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第十七 讲
特殊功能模块的应用
本节课的知识点： 1.了解PLC的特殊功能模块及通信网络 2.掌握特殊模块的使用方法和通信网络的连接与编程
2
PLC的特殊功能模块
1、模拟量的输入、输出模块、 1）模拟量输入 FX2N-2AD是2通道12位AD转换模块 FX2N-4AD是4通道12位AD转换模块 FX2N-8AD是8通道12~16位AD转换模块 FX2N-4AD-PT是4通道12位AD转换模块， 内嵌温度传感器前置放大器。 可选择电压输入或者电流输入，可改变模拟量输入的范围。 具体技术参数见说明书 2）模拟量输出 FX2N-4DA是4通道12位DA转换模块 3）模拟量处理流程
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所使用的标志寄存器和数据寄存器
模式 标准模式 M8162=OFF 快速模式 M8162=ON 通信设备 FX2N，FX1N FX1S，FX0S 通信时间/ms
主从 从主 主从 从主
操作
M800~M899（100点） M400~M449（50点） D490~D499(10点) D230~D239(10点) 70ms+主站扫描时 间+从站扫描时间 M900~M999（100点） M450~M499（50点） D500~D509(10点) D240~D249(10点)
复习
1、模拟量输入输出模块的连接与编号。 2、缓冲寄存器BFM编号。 3、所使用的命令格式。 4、PLC通信的链接方式。
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名称 控制 代码
wk.baidu.com
站号
标识号 命令
等待 起始元件 时间
元件 个数
校验和
字符 ENQ 00
ASCII 05H
FF
BR
3
X0024
58H30H30H32H34H
04
35
30H30H 46H46H
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3、PLC使用的通信介质和接口标准
PLC通信多采用有线介质：双绞线、同轴电缆、光纤。 介质要求：抗干扰性高,传输速度较快,性价比。 双绞线和同轴电缆符合这些要求,适合PLC通信的特点。 1）RS-232C接口标准 RS-232C接口标准：D型连接器 RS-232C规定：1电平：-3V～ -15V；0电平：+3V～+15V。由于电平相差很大, 因此抗干扰能力较强。最简单的通信,只要用到3个管脚,TXD、RXD和地,常采用 9针连接器。RS-232C缺点：传输距离不大 （15m最大）,传输速率较低,抗共模 干扰能力较差等。为此，EIA推出RS-422A接口标准。 2）RS-422A接口标准 RS-422A与RS-232C的区别：使用+5V作为工作电压，采用了差动收发的方式。 差动收发需要一对平衡差分信号线，逻辑“1”和逻辑“0”是由两根信号线之间 的电位差来表示的。因此，相比RS-232C的单端收发方式来说，RS-422A在抗 干扰性方面得到了明显的增强。传输速率可以达到10Mbps @12m ， 100kbps@1200m，可驱动10个节点。 3）RS-485A接口标准 跟RS-422A基本一样，区别：RS-485A的工作方式是半双工，而RS-422A则是 全双工。RS-422A需要有两对平衡差分信号线，而RS-485A只需要一对。RS485A与RS-422A一样，都是采用差动收发的方式，而且输出阻抗低，无接地回 路等问题，所以它的抗干扰性也相当好，传输速率可以达到10Mbps @12m ， 100kbps@1200m，可驱动32/128个站点。
DA的与AD类似，不多做介绍。
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高速计数模块0.02s，即2相50Hz， 输入为1相或2相编码器， 6V、12V、24V均可。 脉冲发生模块：FX2N-1GP完成独立轴的简单定 位，控制伺服或步进电机。100Kbit/s。 定位控制单元：FX2N-20GM具有两个轴控制能力
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PLC的通信网络 只要两个系统之间存在着信息的交换，那么 这种交换就是通信。 PLC与计算机， PLC与外围设备， PLC与PLC之间的通信统称为PLC通信。 1、通信系统的组成 硬件：发送设备、接收设备、控制设备和通信介 质等。 软件：通信协议和通信软件。
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2、通信方式/数据传输方式：并行通信和串行通信。 1）并行通信：将多个数据位同时进行传输,传输的数据有 多少位,就相应地有多少根传输线（常用的8位/16位/32 位）。并行通信的速度快,但传输位数增多,电路复杂程度 也增加,成本上升,并行通信适合于短距离的数据通信。 （早期的打印机、PLC模块之间） 2）串行通信：多位数据在一根数据线上顺序进行传送,其 速度比并行通信要慢。电路简单,适合多数位、长距离通 信。采用某些手段可以提高传输距离。主要有异步通信和 同步通信两种。 A、异步通信：传输数据常以字节为单位分组,每组数据 前后分别加一位起始位和停止位（还可增加）,可在停止 位前加一位校验位。这组数据称为一帧。异步通信中收发 两端必须保证相同的速率，及每秒钟的发送位数（一位一 位发送），因此有波特率的概念bps，常用的有300、 600、900、1200、2400、4800、9600、19200、38400、 115200等。附加非有效信息较多、效率低，一般用于低 速通信，PLC多为异步通信。 9
42H52H 33H
30H34H 35H35H
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g、计算机与PLC之间的链接数据流主要有三种形式 一为计算机读取PLC数据
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二为计算机向PLC写数据（查阅相关表格） 三为PLC向计算机写数据。
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C、无协议通信方式：RS指令用于PLC与上位机、条码阅读器或其 他串行通信设备的无协议通信。方式灵活，适应性强。协议自定。 但是对编程要求较高。 使用RS指令：RS [S] m [D] n S指定发送缓冲区首地址 m指定发送缓冲区长度 D指定接收缓冲区首地址 n指定接收缓冲区长度
D7～D4
波特率
波特率 （bps）
D8 D9 D10 D11 D12
起始字符选择 结束字符选择 握手信号类型 1 模式（控制线） 模式（控制线）
0:无起始字符 1 :D8124 0:无结束字符 1:D8125 0:无 1:H/W1
0:常规 1:单控
0:无 1:H/W2
可用来取代D12～D8，用于FX-485网络
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3）PLC与PLC通信
对于多控制任务的复杂控制系统，多采用多台PLC连接通信来实 现。这些PLC有各自不同的任务分配，进行各自的控制，同时它们 之间又有相互联系，相互通信达到共同控制的目的。PLC与PLC之 间的通信，常称之为同位通信。 A、并联连接：parallel link，用来实现两台同一组的PLC之间的数 据自动传输。所使用的标志寄存器和数据寄存器