现如今随着工业生产规模的不断扩大，对于生产及其管理的自动化水平提出了越来越高的要求，。PLC作为工业自动化生产系统中的一种重要的自动控制装置，其组网与通信工呢鞥的发展是近年来自动化领域颇受重视的新兴技术，本章将以FXN系列的PLC与计算机以及PLC与PLC之间的通信为例，对PLC系统及应用技术希望这篇文章可以给予大家一些帮助。
一、PLC通信的基本知识：
PLC通信是指PLC与计算机，PLC与PLC、PLC与现场设备或远程I/O之间的信息交换。PLC与计算机及各扩展模块之间交换信息都是以“0”和“1”所表达的数字信号，因此，PLC通信属于数字通信。
1、数据通信系统构成：
数据通信系统的基本构成（如图）它由传送设备、发送器、接收器、传送控制设备（通信软件、通信协议）及通信介质等部分组成。
其中，传送设备不少于两台，包括发送及接受设备。对于多台设备之间的数据传送，旺旺有主次之分，主设备处于控制、发送和处理信息的主导地位，从设备主要用于接受见识和知识主设备的信息指令。主从关系有实际通信的数据传送结构确定。在PLC通信系统中，传送设备可以是PLC、计算机或各种外围设备。
传送控制设备主要用于控制发送与接受之间的同步协调，保证信息发送与接受的一致性。这种一致性是通过各种通信协议和通信软件来实现的，通信协议是指通信过程中必须严格遵守的数据传送规则。
通信软件用于对通信的软件、硬件进行统一调度、控制和管理。介质总线是通信系统内部进行数据或信息交换的物理通道。
2、数据通信放射式及传输速率
数据及基本通信方式有并行通信和串行通信两种。
（1）并行通信
并行数据通信是指以字节为单位的数据传输方式。这种数据传输方式，除了有满足传输数据最大位数的数据线（数据线的根数与数据的位数相等）和一根公共线外，还需要数据通信双方联络的控制线。
并行数据通信的工作过程：
1) 发送方在发送数据之前，首先判别接受方发出应答信号的线状态，以决定是否可以发送数据。
2) 发送方在确定可以发送数据后，在数据线上发送数据，并在选通线上输入一个状态信号给接收方，表示数据上的数据有效。
3) 接受方在接收数据之前，首先判别发送方发出通信号的线状态，已决定是否可以接受数据。
4) 接收方在确定可以接受数据后，在数据线上接受数据，并在应答信号线上输出一个状态信号给发送方，表示可以再发送数据。
并行传送时，一个数据的所有位同时传送，因此每个数据位都需要一条单独的传输线，一个数据有多少二进制就需要多少条传输线，一次即可传送完成。并行同行传输速率快，但硬件成本高，不易远距离通信，常用于近距离、高速度的数据传输场合，例如在PLC的呢诶不各元器件之间、主机与扩展模块或近距离只能模块的处理器之间。
（2）串行通信
串行通信是以二进制的位为单位的数据传输方式。除了公共线外，数据传输在一个传输方向上只用了一根通信线。这根即作为数据线有事 通信联络控制线。数据和联络信号在这根线上按位进行传输。
串行通信在传输数据时，数据的个个不同位分时使用同一跟传输线，从低位开始以为接一位地依次传送，数据有多少位就需要传送多少次，因袭，只需要几条传输线就可以再两设备间实现交换位数信息（下图位双工通信方式）。图中，由设备1向设备2传送一个8位数据10110011，传送时由低位到高位逐次传送。
串行通信传送速度慢，但需要的信号线少，最少两根线即可实现通信，因此可以大大节省成本，特别适合元距离传输。目前串行通信的传输速率可达兆字节的数量级。串行通信多用于计算机与计算机之间，计算机与PLC之间，多台PLC之间的数据传输。
1）串行通信数据传送的工作方式
串行通信按信息在设备间的传送方式可分为三种：单攻通信、半双工通信、全双工通信（如图）
单工通信只需一条传输线，但可以实现固定的单方向传递。
半双工通信同样也只需要一条传输线，但可以实现数据的双向传递，知识不能同时传输，只能交替进行。在任一时刻，数据只能沿一个方向传递，所以为了控制线路换向，应两端设备诶进行知识，以确定数据流向。不过半双工通信的双向传送效率较低。
全双工通信有两条传输线，两台通信设备之间可同时接受和发送数据，数据传输速度快。全双工通信中两个传输方向上的资料完全独立。
2）串行通信数据的收发方式
为了保证发送与接受数据的一致，串行通信采用两种通信技术——同步通信和异步通信。
对于异步通信数据传送，通信的设备之间必须有两项约定，即相同的传送字符数据格式和一致的传送速率。
而同步通信与异步通信的不同之处在于同步传送数据不需要增加标志位，有利于提高传送速度，但要求有统一的时钟信号来实现发送端和接收端之间的严格同步，而且额对同步时钟信号的香味一致性要求非常严格。因袭这种方式硬件设备复杂，价格交规。通常只在传送速率超过bit/s的系统中才使用这种方法。
3）传输速率
单位时间内传输的信息量成为传输速率。它是衡量数据传输的主要指标，对于通信之间的发送与接受设备必须以相同的数据传送速率工作。数据传输中常用的有码元素速率和比特速率两种。
二、串行通信接口标准
FX系列的PLC串行异步通信接口主要有RS-232C、RS-422和RS-485等。
1、RS-232C串行通信接口
该种通信接口标准，目前已被许多计算机、PLC等制造商广泛采用。由于RS-232C的传输速率低切传输距离有限，因此它主要应用在外部设备之间的通信，如编程器、调制解调器、数据终端等。当近距离通信时，两台数据终端设备利用发送先、接受县、底线3根线可直接实现全双工异步通信。
2、RS-422串行通信接口
由于232C接口传输速率及传输距离的局限，之后又推出了422，其通信速率、传输距离、抗共模干扰等方面有了较大提高。例如在1200m距离内传输可达100Kbit/s。
3、RS-485串行通信接口
484余422接口用于多占点的互连非常方便，在一条总线上可以连接32个站点。目前，新的接口器件已允许连接128个站点，并且功能和安全性能均满足要求。因此，该接口已被广泛应用于工业控制系统之中，实现分布式控制。
对于PLC通信中的基本概念以及串口的相关知识已经讲解完毕，相信大家看完文章后都有了一个基本的了解，那么接下来我会从PLC与PLC之间的通信给大家结合实例讲述一下：N：N连接通信，双机并行连接通信以及串行同行协议格式等，让大家对于PLC的通信有一个更深刻的认识。
上章说到PLC通信中的基本概念以及串口的相关知识，那么本篇文章就给大家结合实例讲述一下：N：N连接通信，双机并行连接通信以及串行同行协议格式等问题我们如何去理解和记忆。
一、N：N连接通信
随着工业生产规模的不断扩大及对自动化水平的要求越来越高，作为工业自动化生产系统中的一种重要的自动控制装置——PLC，其自身的控制能力得到了极大的提高；目前，大型机的控制点数均已超过2048点。尽管如此，单靠不断增加PLC的输入与输出点数已难以满足现代工业控制系统日益复杂的控制功能。因此，PLC控制系统也逐步从单机分散型控制向着多机协同的网络化控制系统发展。PLC与PLC之间的通信称为同位通信，又称为N：N网络。如图7-7 所示为三菱FX2N 系列PLC与PLC之间的系统连接框图，该系统由RS—485通信所用的 FX2N—485—BD功能扩展模块或特殊适配器连接，可以通过程序数据连接2～8台PLC。各站间，位软元件（4~64点）和字软元件（4～8点）被自动连接，通过分配到本站上的软元件，可知道其他站的ON/OFF 状态和寄存器数值。（该系统中的特殊辅助电器不能作为他用）。
图中0号为主站点，其余为从站点。各站点之间的通信通过FX2N-485-BD的通信接口连接。与N:N网络通信中有关的辅助继电器和数据寄存器（如下所示）。
N：N网络的个数据寄存器设置如下：
(1) 工作站号的设置（D8176）。D8176的取值范围在0~7，主站设置为0，从站设置为1~7。
(2) 从站个数的设置（D8177）。该设置只适用于主站，D8177的设定范围为1~7之间的值，默认值为7.
(3) 刷新范围的设置（D8178）。刷新范围是指主站与从站共享的辅助继电器和数据寄存器的范围。刷新范围由主站的D8178设置，可以设定为0、1或2（默认值为0）。当为0时，即为模式0；当为1时，即模式1，当为2时，模式2。
(4) 重试次数的设置（D8179）。D8179的设定范围为0~10（默认值为3），该设置仅用于主站。当通信出错时，主站就会根据设置次数自动重试通信。
(5) 通信超市时间设置（D80180）。通信超时时主站点与从站点之间的通信驻留时间。D8180的设定范围为5~55，默认值为5，该值乘以10ms就是通信超时时间。该设置仅用于主站。
注：以上设置只有在程序运行或PLC启动时才有效。
【实例说明：通过本实例来说明FX2N PLC通过N:N通信网络配置及通信，为3台FX2N系列的PLC通过N：N网络交换数据结构简图】。其硬件接线如下所示：
该系统刷新范围设置为模式1，重试次数为3次，通信超时时间为50ms。系统所进行的操作如下：
- 通过M1000~M1003，用主站的X0~X3来控制1号从站的Y10~Y13。
- 通过M1064~M1067，用1号从站的X0~X3来控制2号从站的Y14~Y17。
- 通过M1128~M1131，用2号从站的X0~X3来控制主站的Y20~Y23。
- 主站的数据寄存器D1为1号从站的计数器C1提供设定值。C1的触点状态由M1070映射到主站的Y5输出点。
【实例分析】N：N通信网络设置只有在程序运行或PLC启动时有效。各工作站号由D8176设置，主站为0号，从站为1~7，从站个数最多为7，由D8177设置。本例中为实现由3台FX2N系列的PLC所构建的N：N网络的数据交换所进行的设置。
一、双机并行连接通信
并行连接，用来实现两台一组的FX系列PLC之间的数据自动传送，分组情况如下：
并行连接的工作模式分为两种，即标准模式和告诉模式，由特殊辅助继电器M8162来设置。朱涵与从站之间通过周期性的自动通信相应的辅助继电器和数据寄存器实现数据共享，与并行连接有关的标志寄存器如下：
一般模式的通信示意图以及高速模式通信示意图如下：
一、计算机连接与无协议数据传输
在计算机与PLC的通信中，多台PLC通过RS—485接口配适器或接口功能扩展板及数据连接线来实现与一台计算机之间的信息、数据的交换。我们把这种通信网络称为1：N网络。一台计算机可连接的PLC台数可达16台之多。在通信过程中，计算机发出读写PLC数据命令，PLC收到后返回相应。
1、串行通信协议的格式
计算机与PLC之间互联通信的实现，在计算机中必须依据互连的PLC的通信协议来编
写通信程序。FX 系列 PLC 采用异步格式，由|位起始位、7位数据位、1位偶校验位及1位停止位组成，波特率为9600bps，字符为ASCII码，格式如图7-17所示。
起始位：标志着一个新字节的开始。当发送设备要发送数据时，首先发送一个低电平信号，起始位通过通信线传向接收设备，接收设备检测到这个逻辑低电平后就开始准备接收数据位信号。数据位：起始位之后就是5、6、7或8位数据位，IBMPC中经常采用7位或8位数据
传送。当数据位为0时，收发线为低电平，反之为高电平。奇偶校验位：用于检查在传送过程中是否发生错误。若选择偶校验，则各位数据位加上校验位使字符数据中为“1”的位为偶数；若选择奇校验，其和将是奇数。奇偶校验位可有可无，可奇可偶。
停止位：停止位是低电平，表示一个字符数据传送的结束。停止位可以是一位、一位半C 或两位。在两个串行通信设备进行任意通信前，必须对上述参数如传送数据的信息格式，包括起始位、数据位、奇偶校验位、停止位和波特率等，在通信双方中设置一致，才可进行可靠的通信，该设置是由 PLC中的特殊数据寄存器D8120设定的。
D8120的通信格式设定如下所示：
其中，60为最低位，b15为最高位。D8120上述参数设定后关闭PLC电源，而后重新接通电源后，则计算机与PLC的通信格式就确定了。
通信格式要求：数据长度为8位，偶校验，1个停止位，传输速率19200bit/s，无起始位
和结束位，无校验和，计算机连接协议，RS—232C接口，控制协议格式1。
基于表7-7可知，D8120设置对应的二进制值为0100 1000 1001 0111；对应的十六进制数为4897H。
2、计算机连接通信协议
在计算机连接通信中，计算机和PLC之间有三种数据传递形式：计算机从PLC中读数据、计算机向PLC写数据、PLC向计算机写数据。
（1）数据传输的基本格式
数据传输的基本格式如图7-18 所示。通过特殊寄存器D8120的b15位，可以选择计算机连接协议的两种格式（格式1和格式4），报文末尾上控制代码CR/LF（回车、换行符）只有在控制协议格式4时才有，只有当数据寄存器D8120的b13位置为1时，PLC才在报文中
加上校验和代码。
（2）计算机读取PLC数据的数据传输格式。
这里以协议1为例，介绍计算机读取PLC数据传输格式。
（3）计算机向PLC写数据的数据传输格式
计算机首先向PLC发送写数据命令报文，（图中A区），PLC收到计算机的命令后，执行相应操作，然后向计算机发送确认报文（图中B区以STX开头的报文），表示写操作已执行。若计算机发送的写命令有错误或者在通信过程中出现了错误，PLC将向计算机发送图中B部分的以NAK 开头的报文，通过错误代码告诉计算机产生通信错误的可能原因。
2、对控制协议各部分说明
（1）控制代码，计算机连接的控制代码如下所示：
（1）站号
用来确定计算机所访问的PLC。
（2）PC号
FX系列PLC的PC号是由十六进制数FF代表的。
（3）消息等待
一些计算机在发送和接收状态转换时需要一定的延迟时间。
（4）命令
用来指定要求的操作，如读、写等。命令用量为ASCII字符定义。
（5）效验代码
用来效验接收到的信息中数据正确与否。
来源：技成电工课堂
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