第 6章 三菱 FX2系列 PLC的通信本章要求
– 本章主要介绍了 PLC通信的基础知识和基本实现方法 。 同时以三菱 FX2系列 PLC为例,分别介绍了在 DOS 和 Windows 平台下,三菱
MELSEC MEDOC和 SWOPC-FXGP/WIN-C上位编程与通信软件的使用 。
6.1 PLC通信概述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。
6.1.1 通信系统图 6.1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发送设备在发送数据的同时，也可接收来自其它设备的信息。同样的，接收设备在接收数据的同时，也可发送反馈信息。控制设备按照通信协议和通信软件的要求，对发送和接收之间进行同步的协调，确保信息发送和接收的正确性和一致性。通信介质是数据传输的信道。通信协议的作用主要是规定各种数据的传输规则，更有效率地利用通信资源，保持通信的顺畅。
收发双方都必须严格遵守通信协议的各项规定。通信软件则是人与通信系统之间的一个接口，使用者可以通过通信软件了解整个通信系统的运作情况，进而对通信系统进行各种控制和管理。
6.1.1 通信系统 2
6.1.2 通信方式 3
数据传输方式：并行通信和串行通信。
并行通信特点：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。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。在图
6.2中 一个 8位数据，只要一个时钟周期就可从发送设备传送到接收设备。
6.1.2 通信方式 4
串行通信特点：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。图 6.3中 8位数据，先做并 /串转换，后用 8个时钟周期（ T1～ T8）将其全部发送至接收设备；
接收设备每个时钟周期接收到 1位数据,8个时钟周期才接收完，经串 /并转换，完成了 8位数据的传输。
6.1.2 通信方式 5
串行通信中发送设备与接收设备间要同步，否则会导致通信失败。它可分为同步和异步两种。异步串行通信：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。
6.1.2 通信方式 6
串行通信按传输方向，可分为单工、半双工和全双工三种。
异步串行通信传输效率低，同步串行通信不再以字节为单位，
而是以数据块（多个字节构成）为单位，在每个块前后加上起始位和停止位，减少了额外数据，提高了传输效率。同步通信方式的软硬件的复杂程度也随之上升，价格比较昂贵，只用在传输速率要求较高的系统中。 PLC通信通常采用异步串行通信的方式。
6.1.3 PLC使用的通信介质和接口标准 1
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：标准的 25针 D型连接器。其管脚定义如表 6.1所示。
RS-232C由美国电子工业协会 EIA于 62年公布,规定了通信系统间数据交换方式，电气传输标准，收发双方通信协议的标准。 RS-232C规定，
1电平,-5V～ -15V；
0电平,+5V～ +15V。
由于电平相差很大，因此抗干扰能力较强。
2
6.1.3 PLC使用的通信介质和接口标准 2
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。
2
6.1.3 PLC使用的通信介质和接口标准 3
波特率的定义：每秒传输的位数，单位是 bps（ bit per
second）。波特率有 300,600,19200bps等几种。
RS-232C缺点：传输距离不大，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接口标准在 RS-232C的 25个引脚基础上，增加到了 37个引脚，从而在功能上比 RS-232C多了 10种新功能。
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。
6.1.3 PLC使用的通信介质和接口标准 4
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。
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。
RS-422A需要有两对平衡差分信号线，而 RS-485A只需要一对。 RS-485A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。
6.1.4 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
6.1.4 通信协议 2
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。
6.2 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。
6.2.1 PLC与计算机之间的通信 1
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
6.2.1 PLC与计算机之间的通信 1
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。
1．通信接口与模块小型 PLC上都有 RS-422A或 RS-232C的通信接口，而在中大型的 PLC上都有专用的通信模块。 PLC与上位机的连接可以直接使用适配电缆，如图 6.8所示。
6.2.1 PLC与计算机之间的通信 2
当 PCL上的通信接口是 RS-422A时，必须在 PLC与计算机之间加一个 RS-232C与 RS-422A的接口转换器，以实现通信。 RS-232C采用的接口转换模块 FX-232ADP
是一种以无规约方式与各种 RS-232C设备进行数据交换的适配器。 FX-232ADP转换模块与 PLC连接好后，
根据特殊寄存器 D8120的设置来交换数据。 PLC的 RS
指令可以设置交换数据的点数和地址。
2．通信协议
FX2系列 PLC与计算机之间的通信采用的是 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。
例如,要将数据字符,0”发送给接收方，数据交换方式
13
6.2.1 PLC与计算机之间的通信 3
定义为 10位数据长度，其中,1位起始位,7位数据位
，
1位奇校验位，和 1位停止位，传送字符,0”的格式如图 6.9所示。
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”的 ASCII码是,011
0000”，所以传送的码流是,0000 110”。跟在字符
,0”后面的是奇校验位，最后是停止位。
6.2.1 PLC与计算机之间的通信 4
上面介绍了单个命令字符的收发协议，接下来再对 PLC
与计算机之间的帧传送格式做个简单的介绍。
PLC与计算机之间大量数据的传输是以帧为单位，每帧包含了多个字符数据以及若干个命令字符。图 6.10给出了一个多字符帧的组成示意图。
此多字符帧以 STX开头,ETX结尾，多个字符数据被包含在两者之间。 STX后面紧跟的是一个命令字符，它的十六进制码是 30H，表示这是一个读命令（ CMD0）。
图 6.10 计算机从 Y0读取 2个字节的多字符帧
6.2.1 PLC与计算机之间的通信 5
读命令后面的四个字符,00A0”代表了 PLC输出线圈 Y0
的首地址，首地址后面的两个字符,02”表示所要读取字节的个数。在这个例子中是要读取两个字节的数据（
Y0到 Y7以及 Y10到 Y17）。在 ETX后面的是两个字节长度的校验和，校验和的计算是从读命令（ CMD0）到
ETX之间的所有字符和的最低八位，包括读命令和 ETX
字符。在这个例子中，校验和的计算应该如下所示：
30H + 30H + 30H + 41H + 30H + 30H + 32H + 03H =
166H，最低八位是 66H。所以最后两个字节的校验和应该是,66”，用 ASCII码表示就是,36H 36H”。
3．通信操作除了数据格式的设定之外，还有其它一些通信参数需要
1 0 0 0 0 0 1 0
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
奇校验
7 位长度
1 位停止位
9600bps
6.2.1 PLC与计算机之间的通信 6
通信之前进行设置。双方必须对通信参数进行约定，包括波特率、起始位、停止位和奇偶检验位，都可以在数据寄存器 D8120中进行设置。设置方法如表 6.3。由上表可知，如果要传送的数据长度是 7位，有 1位起始位和 1位停止位，为奇校验，波特率为 9600bps，则
D8120的低八位可设置为,82H=1000 0010B。
注意：双方参数设置要一致，否则会导致通信失败。
6.2.2 PLC与 PLC之间的通信 1
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 。
1,通信系统的连接
PLC与 PLC间通信,只能通过专用的通信模块来实现,
如光纤并行通讯适配器 FX2-40AP和双绞线并行通讯适配器 FX2-40AW。 它们可方便地实现两台 PLC间的通信
。
单级系统,一台 PLC只连接一个通信模块,并且通过连接适配器将两台 PLC或两台以上的 PLC进行连接,以实现相互间进行通信的系统 。 图 6.11是两台 PLC通过通讯适配器进行互联并行运行的示意图 。
2
6.2.2 PLC与 PLC之间的通信 2
如果一台 PLC连接了多个通信模块,然后通过多个通信模块与多台 PLC进行互联,由此所组成的通信系统被称之为 多级系统 。 多级系统中的各级之间相互独立,不受限制,也不存在上,下级的关系,最多可以有四级通信系统组成 。
23
6.2.2 PLC与 PLC之间的通信 3
多级 PLC连接组成多级系统的示意图如图 6.12所示 。
6.2.2 PLC与 PLC之间的通信 4
大规模控制中常采用单级或多级通信系统,它们在通信中不占用 I/O点数,只要在辅助继电器,数据寄存器中专门开辟一块地址区域,按特定编号分配给各 PLC。 对某些地址区域来说,有些 PLC对其是只写的,而另一些对其是只读 。 各组件间状态信息就可以进行互换,通过不同的状态就可以相应地控制本身软组件的状态,从而达到了通信的目的 。
由此可见,对于任何一台互联中的 PLC的操作,相当于独立操作一台普通的 PLC,没有增加互联后的操作复杂度 。 由于存在这种状态信息的交换,使得任何一台 PLC
都可以对其它 PLC上的组件进行控制,从而拓展了单台
PLC的控制范围和能力 。
2,通信系统的操作主站和从站间的通讯可以是 100/100点的 ON/OFF信号和
10字 /10字的 16位数据 。 用于通信的辅助继电器是 M800
～ M999,数据寄存器是 D490～ D509。
在图 6.11中,如果主站想要将某些输入的 ON/OFF状态让从站知道,可以将这些 ON/OFF状态存放到辅助继电器 M800～ M899中 。 同样的,从站可以将传送给主站的
ON/OFF状态存放到辅助继电器 M900～ M999中 。
看如图 6.13例子 。 主站输入线圈 X000～ X007状态相应传送到辅助继电器 M800～ M807,从站在 M800～ M807
中读这些状态,然后将其输出到 Y000～ Y007。 主站中
D0和 D2的和被存放在数据寄存器 D490中,从站读后,
6.2.2 PLC与 PLC之间的通信 5
20
6.2.2 PLC与 PLC之间的通信 6
将其与 100比较,当比较结果小于或等于时,从站 Y010
就被打开 。 同样,从站中 M0～ M7状态被主站读到后,
就被相应地输出到 Y000 ～ Y007。 从站中 D10的值通过
D500传到了主站,成为定时器 T0的定时值 。
图 6.13 通信编程实例程序梯形图
6.3 三菱 MEDOC通信软件的使用 1
MEDOC软件是三菱公司为三菱 PLC开发的通信软件,
其 V2.30版本适用于 F,F1,F2,FX,A等多种机型 。
6.3.1 编程与通信实例例 6.1 用 MEDOC编程软件对例 3.1中电机启 ― 保－停电路编程与控制,要求：
（ 1） 用 MEDOC画出 PLC控制梯形图,并将其转换成指令表；
（ 2） 程序步的传输和校验,MEDOC＞ PLC；
（ 3） 画出控制系统的接线图,并按此校验是否达到控制要求；
（ 4） 指出计算机和 FX0S－ 10MR间通信的硬件连接方法 。
解,电机启 ― 保－停 PLC控制的要求,输入 /输出点的分配可参看例 3.1,PLC控制梯形图见图 3.2。
1,MEDOC软件的启动与退出
（ 1） MEDOC的启动启动 Windows时按 F8,在出现的菜单中选,命令行,,进入 DOS
环境后,输入如下的命令：
C:|> cd medoc <回车 >
C:\> medoc <回车 >
接着可以在屏幕上看到如图 6.14所示的界面 。
6.3 三菱 MEDOC通信软件的使用 2
图 6.14 出现的版本界面
（ 2） MEDOC的退出多次按 ESC键,直到出现主菜单,然后将光标移至,Quit”菜单选项并且按回车,再选,Yes”并按回车即可 。
2,MEDOC画梯形图用 MEDOC画图 3.2中的梯形图的具体步骤如下：
（ 1） 选 Start＿选 New_Proj,出现如图 6.15所示窗口＿ 选实际所
6.3 三菱 MEDOC通信软件的使用 3
图 6.15 创建新的项目文件界面用的 PLC类型,并按回车键 。 如果没有正确选择 PLC型号,则会在通信时发生麻烦＿出现提示：,Enter name of project：,＿输入工程文件名,ex61,并按回车键＿按 ESC键,返回主菜单 。
（ 2） 选主菜单中 Edit,出现下一级子菜单＿选 Ladder,出现如图 6.16的编辑梯形图界面 。 编辑梯形图要用到 2个功能键 F2和 F7
都是乒乓开关,其功能如图 6.17窗口中的说明：
6.3 三菱 MEDOC通信软件的使用 4
图 6.16 编辑梯形图界面
① F2进入 /退出工作区 。
② F7开始 /结束梯形图编辑 。
在梯形图编辑窗口中,按 F2键进入工作区,再按 F7键就可以对梯形图进行编辑了 。 编辑梯形图所要用到的一些组件都可以在图
6.16所示界面的最下面找到,只要按下该组件所对应的功能键号就可以在工作区上画出该组件 。
6.3 三菱 MEDOC通信软件的使用 5
图 6.17 功能键帮助窗口对应图 3.2电路的梯形图如图 6.18所示,具体画法如下 。
① 光标定位在第 1行的左母线处,按,1”键,将出现一个常开符号,在符号的上方输入组件的名称,X0”并按回车,光标自动向右移动一个符号位,这样常开 X0就画好了 。
6.3 三菱 MEDOC通信软件的使用 6
图 6.18 电机启 ― 保－停梯形图
② 按,2”键,将会出现一个常闭符号,在符号的上方输入组件的名称,X1”并按回车,光标自动向右移动一个符号位,这样常闭 X1就画好了 。 同样的方法画好常闭 X2。
③ 按,7”键,将会出现一个线圈符号,在符号的上方输入组件的名称,Y0”并按回车,软件自动连线将 Y0画在右母线处 。
④ 光标定位在第 2行的左母线处,按,3”键,将会出现一个向上连接的常开符号,在符号的上方输入组件的名称,Y0”并按回车
,这样自保接点 Y0就画好了 。
⑤ 光标定位在第 3行的左母线处,按,8”键,直接输入,END”
并按回车,END命令就画好了 。
3,保存梯形图先按 F7,后按 F2,退出梯形图编辑状态和工作区,然后在
,Ladder”的下一级子菜单中,选择,Saved”选项,并按回车,
即可保存编辑好的梯形图文件 。 如图 6.19所示,在子菜单下面的信息框中会显示,Program saved（ 程序文件已被保存 ） 。
6.3 三菱 MEDOC通信软件的使用 7
4,程序传输将程序文件从计算机传输到 PLC,进行实验调试 。 按下 ESC键,
将 PLC的界面退回到主菜单,然后,将 PLC的 RUN开关打向标有
STOP的位置,注意,这时 RUN指示灯应该不亮 。 接着选择主菜
6.3 三菱 MEDOC通信软件的使用 8
图 6.19 保存后的梯形图 ex61
单中的,Transfer”项并按回车,将会出现如图 6.20所示的界面 。
从图 6.20中,可以看到在界面的中央会出现一个 PLC的传输菜单
,里面有,Program”和,Comment”两个选项 。 选择,Program”
,然后按下回车键 。 在图 6.20的菜单中选择,PLC”项并按回车
。 由于这
6.3 三菱 MEDOC通信软件的使用 9
图 6.20 程序传输模式选择界面此后就要等待程序步的传输和校验,如图 6.22所示 。
5,接线图当程序传输成功之后,按照图 6.23 接线图,以实际 PLC的工作情况来验证前面设计的正确性 。 观察 PLC面板上的输出发光二极管
6.3 三菱 MEDOC通信软件的使用 11
图 6.22 程序正在传输界面的状态,也能验证运行的正确性 。 按下 SB1,Y000的发光二极管亮,按下 SB2或 FR,Y000的发光二极管熄灭 。
6,指令表梯形图画好后,通过,Edit”菜单下的,instr”命令,能将其转换为对应的指令表,如图 6.24所示 。 反过来,若先编好的是指令表
，
6.3 三菱 MEDOC通信软件的使用 12
也可通过 Edit菜单下的 Ladder命令,将其转换为对应的梯形图 。
7,硬件连接与通信设置以一台个人计算机和一台 FX0S－ 10MR连接为例来说明硬件连接,个人计算机和 PLC的连接电缆型号是,SC－ 09”（ 电缆的长度三
6.3 三菱 MEDOC通信软件的使用 13
图 6.24 指令表窗口菱经销商可以按照实际需要而定做 ）,电缆的一端是 9芯的 D型插头 （ 图 6.25所示 ）,应插入计算机的串行口 COM1或 COM2；
电缆的另一端有两个插头,一个是 25芯的 D型插头,可空着不用
,一个是园柱型的 8芯插头,有点象大口键盘插头,直接插入
FX0S－ 10MR面板上内置的编程设备或 GOT用插口中 （ 如图
6.26所示 )。
6.3 三菱 MEDOC通信软件的使用 14
SC－ 09电缆线可以支持 DOS下的 MEDOC编程软件,也支持
Windows下的 FXGP编程软件 。 为了使 PLC与个人计算机间进行正常通信,除了正确的硬件连接之外,还得在 MEDOC中进行正确的通信设置 。 设置的方法是,通过,transfer”菜单下的
,setup”命
6.3 三菱 MEDOC通信软件的使用 15
图 6.24 指令表窗口令,回车后将出现如图 6.27的 setup窗口 。 将光标移到要设置的项上,按,回车,键或,Space”键可以选择不同的参数 。 若要保存改变后的设置,可以按,ESC”键,在出现是否存储对话时,选择 Yes就行了 。
6.3 三菱 MEDOC通信软件的使用 16
图 6.27 setup窗口
6.4 三菱 FXGP通信软件的使用 1
以 Windows系统为平台的 FXGP软件,同 MEDOC相比,
界面更友好,使用更方便,功能更强大 。
6.4.4 创建梯形图程序有关 FXGP软件界面和基本菜单使用见 4.2.3节,下面仍以例 6.1为例介绍在 FXGP软件中如何创建或编辑梯形图程序 。
1,创建梯形图文件
（ 1） FXGP的启动在桌面上点击 FXGP软件的图标：,即可动 FXGP。
（ 2） 建立新文件单击 文件 菜单,如图 6.48 ＿选 新文件 命令,并回车＿出现如图 6,50“PLC类型设置,对话框＿选所用 PLC的类型
6.4 三菱 FXGP通信软件的使用 2
_单击 确认 _出现梯形图的编辑界面,如图 6.51所示 。
图 6.48 利用菜单命令建立新文件图 6.50 选择 PLC类型
6.4 三菱 FXGP通信软件的使用 3
图 6.51 梯形图编辑界面
_单击 确认 _出现梯形图的编辑界面,如图 6.51所示 。
（ 3） 编辑梯形图在梯形图编辑界面底部是一些常用组件按钮,如图 6.52
所示 。 直接点击某个组件按钮或按下对应的功能键,可
6.4 三菱 FXGP通信软件的使用 4
选取该组件 。
图 6.52中给出的只是部分组件,如果要用到其它的组件
,可以按住 SHIFT键不放,此时将会显示出其余的组件工具条,如图 6.53所示 。
找到了所需要的组件之后,就可以画图 3.2梯形图了,
画法步骤如下：
① 光标定位在第 1行的左母线旁＿单击工具条中常开符图 6.51 梯形图编辑界面图 6.53 按下 SHIFT键后的组件工具条
6.4 三菱 FXGP通信软件的使用 5
号 （ 或按 F5键 ） ＿出现如图 6.54对话框：输入组件的名称 X000并按回车,在原先用鼠标定位的地方将出现一个常开符号,同时光标自动向右移动一个符号位 。
② 按 F6键＿同样会出现图 6.54的对话框：输入组件的名称 X001并按回车,常闭 X001就出现在光标位上,同时光标自动向右移动一个符号位 。 用同样的方法画好常闭 X002。
③ 按 F7键＿出现对话框：输入组件名称 Y000并按回车图 6.54 输入组件对话框
6.4 三菱 FXGP通信软件的使用 6
＿软件会自动连线将 Y000画在右母线处,同时光标会自动定位在第 2行的左母线处 。
④ 按 SHIFT+F5键＿出现一向上连接的常开符号＿输入组件名称 Y000并按回车,自保接点 Y000就画好了 。
⑤ 光标定位在第 3行的左母线处＿按 F8键＿直接输入
END并按回车,END命令就画好了 。
⑥ 画好的梯形图还是灰的,如图 6.55所示 。 按转换按钮图 6.55 未转换的梯形图
6.4 三菱 FXGP通信软件的使用 7
,。 如梯形图正确,转换后背景就变白,如图 6.56
。
⑥ 指令表图 6.56 转换好的梯形图图 6.57 转换好的指令表
6.4 三菱 FXGP通信软件的使用 8
单击指令表按钮 ＿得到对应的指令表，如图 6.57 。
（ 4）保存梯形图单击 文件 菜单中的 保存 命令，或者单击图 6.49中的 保存钮（图中的第三个）＿出现如图 6.58所示的对话框：在
,文件名,一栏输入梯形图文件的文件名,ex62.pwm
＿单击 确定 钮图 6.58 保存梯形图文件的对话框
6.4 三菱 FXGP通信软件的使用 9
＿出现如图 6.59对话框：输入文件题头名＿单击 确认 按钮，梯形图文件保存完毕。
（ 5）程序传送将 PLC的 RUN开关打下,使其不亮，选图 6.60所示程序传送菜单命令,PLC _传送 _写出 ＿出现如图 6.61 对话框
＿单击 确认 按钮＿等待程序传输至 PLC＿再将 RUN开关打上,使 RUN灯亮,就可以按接线图做硬件实验了。
图 6.59 另存为对话框
6.4 三菱 FXGP通信软件的使用 10
图 6.60 程序传送菜单命令图 6.61 PC程序写入对话框本章小结可编程控制器的组网与通信是近年来自动化领域颇受重视的新兴技术 。 本章主要介绍了通信的基础知识,
PLC与计算机以及 PLC与 PLC之间的通信,包括系统配置,通信连接,通信指令 。 最后,还介绍了三菱 Medoc
软件和 FXGP软件中有关通信部分的使用方法 。
– 本章主要介绍了 PLC通信的基础知识和基本实现方法 。 同时以三菱 FX2系列 PLC为例,分别介绍了在 DOS 和 Windows 平台下,三菱
MELSEC MEDOC和 SWOPC-FXGP/WIN-C上位编程与通信软件的使用 。
6.1 PLC通信概述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。
6.1.1 通信系统图 6.1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发送设备在发送数据的同时，也可接收来自其它设备的信息。同样的，接收设备在接收数据的同时，也可发送反馈信息。控制设备按照通信协议和通信软件的要求，对发送和接收之间进行同步的协调，确保信息发送和接收的正确性和一致性。通信介质是数据传输的信道。通信协议的作用主要是规定各种数据的传输规则，更有效率地利用通信资源，保持通信的顺畅。
收发双方都必须严格遵守通信协议的各项规定。通信软件则是人与通信系统之间的一个接口，使用者可以通过通信软件了解整个通信系统的运作情况，进而对通信系统进行各种控制和管理。
6.1.1 通信系统 2
6.1.2 通信方式 3
数据传输方式：并行通信和串行通信。
并行通信特点：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。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。在图
6.2中 一个 8位数据，只要一个时钟周期就可从发送设备传送到接收设备。
6.1.2 通信方式 4
串行通信特点：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。图 6.3中 8位数据，先做并 /串转换，后用 8个时钟周期（ T1～ T8）将其全部发送至接收设备；
接收设备每个时钟周期接收到 1位数据,8个时钟周期才接收完，经串 /并转换，完成了 8位数据的传输。
6.1.2 通信方式 5
串行通信中发送设备与接收设备间要同步，否则会导致通信失败。它可分为同步和异步两种。异步串行通信：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。
6.1.2 通信方式 6
串行通信按传输方向，可分为单工、半双工和全双工三种。
异步串行通信传输效率低，同步串行通信不再以字节为单位，
而是以数据块（多个字节构成）为单位，在每个块前后加上起始位和停止位，减少了额外数据，提高了传输效率。同步通信方式的软硬件的复杂程度也随之上升，价格比较昂贵，只用在传输速率要求较高的系统中。 PLC通信通常采用异步串行通信的方式。
6.1.3 PLC使用的通信介质和接口标准 1
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：标准的 25针 D型连接器。其管脚定义如表 6.1所示。
RS-232C由美国电子工业协会 EIA于 62年公布,规定了通信系统间数据交换方式，电气传输标准，收发双方通信协议的标准。 RS-232C规定，
1电平,-5V～ -15V；
0电平,+5V～ +15V。
由于电平相差很大，因此抗干扰能力较强。
2
6.1.3 PLC使用的通信介质和接口标准 2
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。
2
6.1.3 PLC使用的通信介质和接口标准 3
波特率的定义：每秒传输的位数，单位是 bps（ bit per
second）。波特率有 300,600,19200bps等几种。
RS-232C缺点：传输距离不大，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接口标准在 RS-232C的 25个引脚基础上，增加到了 37个引脚，从而在功能上比 RS-232C多了 10种新功能。
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。
6.1.3 PLC使用的通信介质和接口标准 4
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。
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。
RS-422A需要有两对平衡差分信号线，而 RS-485A只需要一对。 RS-485A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。
6.1.4 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
6.1.4 通信协议 2
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。
6.2 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。
6.2.1 PLC与计算机之间的通信 1
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
6.2.1 PLC与计算机之间的通信 1
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。
1．通信接口与模块小型 PLC上都有 RS-422A或 RS-232C的通信接口，而在中大型的 PLC上都有专用的通信模块。 PLC与上位机的连接可以直接使用适配电缆，如图 6.8所示。
6.2.1 PLC与计算机之间的通信 2
当 PCL上的通信接口是 RS-422A时，必须在 PLC与计算机之间加一个 RS-232C与 RS-422A的接口转换器，以实现通信。 RS-232C采用的接口转换模块 FX-232ADP
是一种以无规约方式与各种 RS-232C设备进行数据交换的适配器。 FX-232ADP转换模块与 PLC连接好后，
根据特殊寄存器 D8120的设置来交换数据。 PLC的 RS
指令可以设置交换数据的点数和地址。
2．通信协议
FX2系列 PLC与计算机之间的通信采用的是 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。
例如,要将数据字符,0”发送给接收方，数据交换方式
13
6.2.1 PLC与计算机之间的通信 3
定义为 10位数据长度，其中,1位起始位,7位数据位
，
1位奇校验位，和 1位停止位，传送字符,0”的格式如图 6.9所示。
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”的 ASCII码是,011
0000”，所以传送的码流是,0000 110”。跟在字符
,0”后面的是奇校验位，最后是停止位。
6.2.1 PLC与计算机之间的通信 4
上面介绍了单个命令字符的收发协议，接下来再对 PLC
与计算机之间的帧传送格式做个简单的介绍。
PLC与计算机之间大量数据的传输是以帧为单位，每帧包含了多个字符数据以及若干个命令字符。图 6.10给出了一个多字符帧的组成示意图。
此多字符帧以 STX开头,ETX结尾，多个字符数据被包含在两者之间。 STX后面紧跟的是一个命令字符，它的十六进制码是 30H，表示这是一个读命令（ CMD0）。
图 6.10 计算机从 Y0读取 2个字节的多字符帧
6.2.1 PLC与计算机之间的通信 5
读命令后面的四个字符,00A0”代表了 PLC输出线圈 Y0
的首地址，首地址后面的两个字符,02”表示所要读取字节的个数。在这个例子中是要读取两个字节的数据（
Y0到 Y7以及 Y10到 Y17）。在 ETX后面的是两个字节长度的校验和，校验和的计算是从读命令（ CMD0）到
ETX之间的所有字符和的最低八位，包括读命令和 ETX
字符。在这个例子中，校验和的计算应该如下所示：
30H + 30H + 30H + 41H + 30H + 30H + 32H + 03H =
166H，最低八位是 66H。所以最后两个字节的校验和应该是,66”，用 ASCII码表示就是,36H 36H”。
3．通信操作除了数据格式的设定之外，还有其它一些通信参数需要
1 0 0 0 0 0 1 0
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
奇校验
7 位长度
1 位停止位
9600bps
6.2.1 PLC与计算机之间的通信 6
通信之前进行设置。双方必须对通信参数进行约定，包括波特率、起始位、停止位和奇偶检验位，都可以在数据寄存器 D8120中进行设置。设置方法如表 6.3。由上表可知，如果要传送的数据长度是 7位，有 1位起始位和 1位停止位，为奇校验，波特率为 9600bps，则
D8120的低八位可设置为,82H=1000 0010B。
注意：双方参数设置要一致，否则会导致通信失败。
6.2.2 PLC与 PLC之间的通信 1
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 。
1,通信系统的连接
PLC与 PLC间通信,只能通过专用的通信模块来实现,
如光纤并行通讯适配器 FX2-40AP和双绞线并行通讯适配器 FX2-40AW。 它们可方便地实现两台 PLC间的通信
。
单级系统,一台 PLC只连接一个通信模块,并且通过连接适配器将两台 PLC或两台以上的 PLC进行连接,以实现相互间进行通信的系统 。 图 6.11是两台 PLC通过通讯适配器进行互联并行运行的示意图 。
2
6.2.2 PLC与 PLC之间的通信 2
如果一台 PLC连接了多个通信模块,然后通过多个通信模块与多台 PLC进行互联,由此所组成的通信系统被称之为 多级系统 。 多级系统中的各级之间相互独立,不受限制,也不存在上,下级的关系,最多可以有四级通信系统组成 。
23
6.2.2 PLC与 PLC之间的通信 3
多级 PLC连接组成多级系统的示意图如图 6.12所示 。
6.2.2 PLC与 PLC之间的通信 4
大规模控制中常采用单级或多级通信系统,它们在通信中不占用 I/O点数,只要在辅助继电器,数据寄存器中专门开辟一块地址区域,按特定编号分配给各 PLC。 对某些地址区域来说,有些 PLC对其是只写的,而另一些对其是只读 。 各组件间状态信息就可以进行互换,通过不同的状态就可以相应地控制本身软组件的状态,从而达到了通信的目的 。
由此可见,对于任何一台互联中的 PLC的操作,相当于独立操作一台普通的 PLC,没有增加互联后的操作复杂度 。 由于存在这种状态信息的交换,使得任何一台 PLC
都可以对其它 PLC上的组件进行控制,从而拓展了单台
PLC的控制范围和能力 。
2,通信系统的操作主站和从站间的通讯可以是 100/100点的 ON/OFF信号和
10字 /10字的 16位数据 。 用于通信的辅助继电器是 M800
～ M999,数据寄存器是 D490～ D509。
在图 6.11中,如果主站想要将某些输入的 ON/OFF状态让从站知道,可以将这些 ON/OFF状态存放到辅助继电器 M800～ M899中 。 同样的,从站可以将传送给主站的
ON/OFF状态存放到辅助继电器 M900～ M999中 。
看如图 6.13例子 。 主站输入线圈 X000～ X007状态相应传送到辅助继电器 M800～ M807,从站在 M800～ M807
中读这些状态,然后将其输出到 Y000～ Y007。 主站中
D0和 D2的和被存放在数据寄存器 D490中,从站读后,
6.2.2 PLC与 PLC之间的通信 5
20
6.2.2 PLC与 PLC之间的通信 6
将其与 100比较,当比较结果小于或等于时,从站 Y010
就被打开 。 同样,从站中 M0～ M7状态被主站读到后,
就被相应地输出到 Y000 ～ Y007。 从站中 D10的值通过
D500传到了主站,成为定时器 T0的定时值 。
图 6.13 通信编程实例程序梯形图
6.3 三菱 MEDOC通信软件的使用 1
MEDOC软件是三菱公司为三菱 PLC开发的通信软件,
其 V2.30版本适用于 F,F1,F2,FX,A等多种机型 。
6.3.1 编程与通信实例例 6.1 用 MEDOC编程软件对例 3.1中电机启 ― 保－停电路编程与控制,要求：
（ 1） 用 MEDOC画出 PLC控制梯形图,并将其转换成指令表；
（ 2） 程序步的传输和校验,MEDOC＞ PLC；
（ 3） 画出控制系统的接线图,并按此校验是否达到控制要求；
（ 4） 指出计算机和 FX0S－ 10MR间通信的硬件连接方法 。
解,电机启 ― 保－停 PLC控制的要求,输入 /输出点的分配可参看例 3.1,PLC控制梯形图见图 3.2。
1,MEDOC软件的启动与退出
（ 1） MEDOC的启动启动 Windows时按 F8,在出现的菜单中选,命令行,,进入 DOS
环境后,输入如下的命令：
C:|> cd medoc <回车 >
C:\> medoc <回车 >
接着可以在屏幕上看到如图 6.14所示的界面 。
6.3 三菱 MEDOC通信软件的使用 2
图 6.14 出现的版本界面
（ 2） MEDOC的退出多次按 ESC键,直到出现主菜单,然后将光标移至,Quit”菜单选项并且按回车,再选,Yes”并按回车即可 。
2,MEDOC画梯形图用 MEDOC画图 3.2中的梯形图的具体步骤如下：
（ 1） 选 Start＿选 New_Proj,出现如图 6.15所示窗口＿ 选实际所
6.3 三菱 MEDOC通信软件的使用 3
图 6.15 创建新的项目文件界面用的 PLC类型,并按回车键 。 如果没有正确选择 PLC型号,则会在通信时发生麻烦＿出现提示：,Enter name of project：,＿输入工程文件名,ex61,并按回车键＿按 ESC键,返回主菜单 。
（ 2） 选主菜单中 Edit,出现下一级子菜单＿选 Ladder,出现如图 6.16的编辑梯形图界面 。 编辑梯形图要用到 2个功能键 F2和 F7
都是乒乓开关,其功能如图 6.17窗口中的说明：
6.3 三菱 MEDOC通信软件的使用 4
图 6.16 编辑梯形图界面
① F2进入 /退出工作区 。
② F7开始 /结束梯形图编辑 。
在梯形图编辑窗口中,按 F2键进入工作区,再按 F7键就可以对梯形图进行编辑了 。 编辑梯形图所要用到的一些组件都可以在图
6.16所示界面的最下面找到,只要按下该组件所对应的功能键号就可以在工作区上画出该组件 。
6.3 三菱 MEDOC通信软件的使用 5
图 6.17 功能键帮助窗口对应图 3.2电路的梯形图如图 6.18所示,具体画法如下 。
① 光标定位在第 1行的左母线处,按,1”键,将出现一个常开符号,在符号的上方输入组件的名称,X0”并按回车,光标自动向右移动一个符号位,这样常开 X0就画好了 。
6.3 三菱 MEDOC通信软件的使用 6
图 6.18 电机启 ― 保－停梯形图
② 按,2”键,将会出现一个常闭符号,在符号的上方输入组件的名称,X1”并按回车,光标自动向右移动一个符号位,这样常闭 X1就画好了 。 同样的方法画好常闭 X2。
③ 按,7”键,将会出现一个线圈符号,在符号的上方输入组件的名称,Y0”并按回车,软件自动连线将 Y0画在右母线处 。
④ 光标定位在第 2行的左母线处,按,3”键,将会出现一个向上连接的常开符号,在符号的上方输入组件的名称,Y0”并按回车
,这样自保接点 Y0就画好了 。
⑤ 光标定位在第 3行的左母线处,按,8”键,直接输入,END”
并按回车,END命令就画好了 。
3,保存梯形图先按 F7,后按 F2,退出梯形图编辑状态和工作区,然后在
,Ladder”的下一级子菜单中,选择,Saved”选项,并按回车,
即可保存编辑好的梯形图文件 。 如图 6.19所示,在子菜单下面的信息框中会显示,Program saved（ 程序文件已被保存 ） 。
6.3 三菱 MEDOC通信软件的使用 7
4,程序传输将程序文件从计算机传输到 PLC,进行实验调试 。 按下 ESC键,
将 PLC的界面退回到主菜单,然后,将 PLC的 RUN开关打向标有
STOP的位置,注意,这时 RUN指示灯应该不亮 。 接着选择主菜
6.3 三菱 MEDOC通信软件的使用 8
图 6.19 保存后的梯形图 ex61
单中的,Transfer”项并按回车,将会出现如图 6.20所示的界面 。
从图 6.20中,可以看到在界面的中央会出现一个 PLC的传输菜单
,里面有,Program”和,Comment”两个选项 。 选择,Program”
,然后按下回车键 。 在图 6.20的菜单中选择,PLC”项并按回车
。 由于这
6.3 三菱 MEDOC通信软件的使用 9
图 6.20 程序传输模式选择界面此后就要等待程序步的传输和校验,如图 6.22所示 。
5,接线图当程序传输成功之后,按照图 6.23 接线图,以实际 PLC的工作情况来验证前面设计的正确性 。 观察 PLC面板上的输出发光二极管
6.3 三菱 MEDOC通信软件的使用 11
图 6.22 程序正在传输界面的状态,也能验证运行的正确性 。 按下 SB1,Y000的发光二极管亮,按下 SB2或 FR,Y000的发光二极管熄灭 。
6,指令表梯形图画好后,通过,Edit”菜单下的,instr”命令,能将其转换为对应的指令表,如图 6.24所示 。 反过来,若先编好的是指令表
，
6.3 三菱 MEDOC通信软件的使用 12
也可通过 Edit菜单下的 Ladder命令,将其转换为对应的梯形图 。
7,硬件连接与通信设置以一台个人计算机和一台 FX0S－ 10MR连接为例来说明硬件连接,个人计算机和 PLC的连接电缆型号是,SC－ 09”（ 电缆的长度三
6.3 三菱 MEDOC通信软件的使用 13
图 6.24 指令表窗口菱经销商可以按照实际需要而定做 ）,电缆的一端是 9芯的 D型插头 （ 图 6.25所示 ）,应插入计算机的串行口 COM1或 COM2；
电缆的另一端有两个插头,一个是 25芯的 D型插头,可空着不用
,一个是园柱型的 8芯插头,有点象大口键盘插头,直接插入
FX0S－ 10MR面板上内置的编程设备或 GOT用插口中 （ 如图
6.26所示 )。
6.3 三菱 MEDOC通信软件的使用 14
SC－ 09电缆线可以支持 DOS下的 MEDOC编程软件,也支持
Windows下的 FXGP编程软件 。 为了使 PLC与个人计算机间进行正常通信,除了正确的硬件连接之外,还得在 MEDOC中进行正确的通信设置 。 设置的方法是,通过,transfer”菜单下的
,setup”命
6.3 三菱 MEDOC通信软件的使用 15
图 6.24 指令表窗口令,回车后将出现如图 6.27的 setup窗口 。 将光标移到要设置的项上,按,回车,键或,Space”键可以选择不同的参数 。 若要保存改变后的设置,可以按,ESC”键,在出现是否存储对话时,选择 Yes就行了 。
6.3 三菱 MEDOC通信软件的使用 16
图 6.27 setup窗口
6.4 三菱 FXGP通信软件的使用 1
以 Windows系统为平台的 FXGP软件,同 MEDOC相比,
界面更友好,使用更方便,功能更强大 。
6.4.4 创建梯形图程序有关 FXGP软件界面和基本菜单使用见 4.2.3节,下面仍以例 6.1为例介绍在 FXGP软件中如何创建或编辑梯形图程序 。
1,创建梯形图文件
（ 1） FXGP的启动在桌面上点击 FXGP软件的图标：,即可动 FXGP。
（ 2） 建立新文件单击 文件 菜单,如图 6.48 ＿选 新文件 命令,并回车＿出现如图 6,50“PLC类型设置,对话框＿选所用 PLC的类型
6.4 三菱 FXGP通信软件的使用 2
_单击 确认 _出现梯形图的编辑界面,如图 6.51所示 。
图 6.48 利用菜单命令建立新文件图 6.50 选择 PLC类型
6.4 三菱 FXGP通信软件的使用 3
图 6.51 梯形图编辑界面
_单击 确认 _出现梯形图的编辑界面,如图 6.51所示 。
（ 3） 编辑梯形图在梯形图编辑界面底部是一些常用组件按钮,如图 6.52
所示 。 直接点击某个组件按钮或按下对应的功能键,可
6.4 三菱 FXGP通信软件的使用 4
选取该组件 。
图 6.52中给出的只是部分组件,如果要用到其它的组件
,可以按住 SHIFT键不放,此时将会显示出其余的组件工具条,如图 6.53所示 。
找到了所需要的组件之后,就可以画图 3.2梯形图了,
画法步骤如下：
① 光标定位在第 1行的左母线旁＿单击工具条中常开符图 6.51 梯形图编辑界面图 6.53 按下 SHIFT键后的组件工具条
6.4 三菱 FXGP通信软件的使用 5
号 （ 或按 F5键 ） ＿出现如图 6.54对话框：输入组件的名称 X000并按回车,在原先用鼠标定位的地方将出现一个常开符号,同时光标自动向右移动一个符号位 。
② 按 F6键＿同样会出现图 6.54的对话框：输入组件的名称 X001并按回车,常闭 X001就出现在光标位上,同时光标自动向右移动一个符号位 。 用同样的方法画好常闭 X002。
③ 按 F7键＿出现对话框：输入组件名称 Y000并按回车图 6.54 输入组件对话框
6.4 三菱 FXGP通信软件的使用 6
＿软件会自动连线将 Y000画在右母线处,同时光标会自动定位在第 2行的左母线处 。
④ 按 SHIFT+F5键＿出现一向上连接的常开符号＿输入组件名称 Y000并按回车,自保接点 Y000就画好了 。
⑤ 光标定位在第 3行的左母线处＿按 F8键＿直接输入
END并按回车,END命令就画好了 。
⑥ 画好的梯形图还是灰的,如图 6.55所示 。 按转换按钮图 6.55 未转换的梯形图
6.4 三菱 FXGP通信软件的使用 7
,。 如梯形图正确,转换后背景就变白,如图 6.56
。
⑥ 指令表图 6.56 转换好的梯形图图 6.57 转换好的指令表
6.4 三菱 FXGP通信软件的使用 8
单击指令表按钮 ＿得到对应的指令表，如图 6.57 。
（ 4）保存梯形图单击 文件 菜单中的 保存 命令，或者单击图 6.49中的 保存钮（图中的第三个）＿出现如图 6.58所示的对话框：在
,文件名,一栏输入梯形图文件的文件名,ex62.pwm
＿单击 确定 钮图 6.58 保存梯形图文件的对话框
6.4 三菱 FXGP通信软件的使用 9
＿出现如图 6.59对话框：输入文件题头名＿单击 确认 按钮，梯形图文件保存完毕。
（ 5）程序传送将 PLC的 RUN开关打下,使其不亮，选图 6.60所示程序传送菜单命令,PLC _传送 _写出 ＿出现如图 6.61 对话框
＿单击 确认 按钮＿等待程序传输至 PLC＿再将 RUN开关打上,使 RUN灯亮,就可以按接线图做硬件实验了。
图 6.59 另存为对话框
6.4 三菱 FXGP通信软件的使用 10
图 6.60 程序传送菜单命令图 6.61 PC程序写入对话框本章小结可编程控制器的组网与通信是近年来自动化领域颇受重视的新兴技术 。 本章主要介绍了通信的基础知识,
PLC与计算机以及 PLC与 PLC之间的通信,包括系统配置,通信连接,通信指令 。 最后,还介绍了三菱 Medoc
软件和 FXGP软件中有关通信部分的使用方法 。
