三菱FX以太網(wǎng)MC通訊在工業(yè)控制中的應(yīng)用
三菱FX以太網(wǎng)MC通訊在工業(yè)控制中的應(yīng)用
時(shí)間:2017-05-26 來源:未知 作者:admin 點(diǎn)擊:8130次
三菱FX以太網(wǎng)MC通訊在工業(yè)控制中的應(yīng)用（三菱PLC應(yīng)用）
隨著社會現(xiàn)代化的高速發(fā)展，信息交流越來越重要、交換數(shù)據(jù)量也越來越大、越來越快，我們熟悉的手機(jī)通信行業(yè)已經(jīng)由2G發(fā)展為速度更快的4G，以及馬上投入運(yùn)營的5G。同樣，在工控行業(yè)，對數(shù)據(jù)交換的數(shù)量和速度也提了很高的要求，原來的 RS232、RS485 通訊已經(jīng)不能滿足大數(shù)據(jù)量交換的需求。取而代之的是更快的以太網(wǎng)通訊。
由于近年人工成本的提高，電子加工行業(yè)由原來的人工制造逐漸向機(jī)械自動化和機(jī)器人制造過度，某電子廠在加工液晶屏過程中，原來的液晶屏型號規(guī)格區(qū)分是由人工完成的，這樣不僅效率太慢，而且時(shí)間成本和人工成本都很高，為了節(jié)省時(shí)間和人工成本，有效快速的將不同批次不同規(guī)格的液晶屏區(qū)分開來，并有效管理產(chǎn)品，因此需要開發(fā)了分揀機(jī)。
2、工藝介紹
由于每個(gè)液晶屏入庫之前，物料信息沒有錄入MES系統(tǒng)，所以需要把含有不同信息的液晶屏進(jìn)行分類整理，并把每個(gè)液晶屏的ID信息錄入MES系統(tǒng)。
3、項(xiàng)目使用的三菱FA產(chǎn)品信息
┌──┬────────┬───────┐
│序號│名稱 │型號 │
├──┼────────┼───────┤
│1 │電源模塊 │Q61P │
├──┼────────┼───────┤
│2 │基板 │Q38B │
├──┼────────┼───────┤
│3 │CPU模塊 │Q10UDEHCPU │
├──┼────────┼───────┤
│4 │定位模塊 │QD77MS16 │
├──┼────────┼───────┤
│5 │定位模塊 │QD77MS4 │
├──┼────────┼───────┤
│6 │CC-Link主站模塊 │QJ61BT11N │
├──┼────────┼───────┤
│7 │串行通信模塊 │QJ71C24N │
├──┼────────┼───────┤
│8 │以太網(wǎng)模塊 │QJ71E71-100 │
├──┼────────┼───────┤
│9 │觸摸屏 │GS2110 │
├──┼────────┼───────┤
│10 │FX系列PLC │FX3GE-40MT/ES │
├──┼────────┼───────┤
│11 │觸摸屏 │GS2107 │
├──┼────────┼───────┤
│12 │伺服放大器 │MR-J4-B │
├──┼────────┼───────┤
│13 │RS232 BD板 │FX3G-232-BD │
└──┴────────┴───────┘
[控制系統(tǒng)構(gòu)成及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)]
[產(chǎn)品選型]
由于該機(jī)的從站控制器比較多，如果采用CC-Link網(wǎng)絡(luò)通信，那么主站和智能設(shè)備站都需要添加CC-Link模塊，這將會加大設(shè)備成本，而選用帶有內(nèi)置以太網(wǎng)端口的Q系列CPU和帶有以太網(wǎng)端口FX3GE剛好解決了成本問題。Q系列內(nèi)置以太網(wǎng)有16個(gè)通道滿足了FX3GE和觸摸屏、視覺的鏈接數(shù)量要求，并且主體QPLC和FX3GE之間采用以太網(wǎng)通訊，通訊速度、數(shù)據(jù)量和刷新時(shí)間都能滿足要求，并且FX3GE-40MT/ES作為從站可以控制三個(gè)脈沖輸出，在伺服軸控制數(shù)量上也滿足了要求。主體選用Q系列CPU并配置QD77MS系列伺服定位模塊，不僅節(jié)省了大量的配線，而且節(jié)省了程序開發(fā)成本，并且在控制軸的數(shù)量上能滿足要求。
[調(diào)試過程及主要難點(diǎn)]
1、由于有10臺FX3GE與QCPU通訊，如果10臺通訊同時(shí)調(diào)試加大了難度，所以可以先調(diào)試一臺FX3GE與QCPU的通訊,首先設(shè)置Q和FX的通訊參數(shù)，主要參數(shù)為使用通訊通道、IP地址、通訊協(xié)議、打開方式、端口號、通訊數(shù)據(jù)代碼設(shè)置等。
FX3GE參數(shù)設(shè)置如圖
2、Q10UDEHCPU內(nèi)置以太網(wǎng)設(shè)置如圖
3、根據(jù)FX3GE 內(nèi)置以太網(wǎng)MC 協(xié)議命令編寫相應(yīng)的程序，MC協(xié)議讀寫軟元件時(shí)的主要命令和最大處理點(diǎn)數(shù)如圖。
┌─────┬───┬──────────────────────────┬───┐
│項(xiàng)目 │命令/ │處理內(nèi)容 │*點(diǎn)數(shù) │
│ │響應(yīng)類│ │ │
├─┬───┼───┼──────────────────────────┼───┤
│成│位單位│00H │以1點(diǎn)為單位讀出位軟元件(M,Y,M,S,T,C) I │256點(diǎn) │
│批├───┼───┼──────────────────────────┼───┤
│讀│字單位│01H │以16點(diǎn)為單位該出位軟元件(M,Y,M,S,T,C) │32個(gè)字│
│出│ │ │ │512點(diǎn) │
│ │ │ ├──────────────────────────┼───┤
│ │ │ │以1點(diǎn)為單位讀出字軟元件(D，R,T,C) │64點(diǎn) │
│ │ │ │指定為C200以上時(shí),通訊數(shù)最多為32件。 │ │
├─┼───┼───┼──────────────────────────┼───┤
│成│位單位│02H │以l點(diǎn)為單位寫入位軟元件(X,Y,M,S,T,C) │160點(diǎn) │
│批├───┼───┼──────────────────────────┼───┤
│寫│字單位│03H │以16點(diǎn)為單位寫入位軟元件(Y,M,S,T,C) │10個(gè)字│
│入│ │ │ │160點(diǎn) │
│ │ │ ├──────────────────────────┼───┤
│ │ │ │以1點(diǎn)為單位讀出字軟元件(D，R,T,C) │64點(diǎn) │
│ │ │ │指定為C200以上時(shí),通訊數(shù)最多為32件。 │ │
├─┼───┼───┼──────────────────────────┼───┤
│測│位單位│04H │以1點(diǎn)為單位隨機(jī)指定軟元件與軟元件號,將位軟元件 │80點(diǎn) │
│試│ │ │(X,Y,M,S,T,C)置位/復(fù)位。 │ │
│( ├───┼───┼──────────────────────────┼───┤
│隨│字單位│05H │以16點(diǎn)為單位隨機(jī)指定軟元件與軟元件號,將位軟元件 │10個(gè)字│
│機(jī)│ │ │(X,Y,M,S,T,C)置位/復(fù)位。 │160點(diǎn) │
│寫│ │ ├──────────────────────────┼───┤
│入│ │ │以1點(diǎn)為單位隨機(jī)指定軟元件與軟元件號,寫入字軟元 │10點(diǎn) │
│) │ │ │件(D，R,T,C)。C200~C255的32位軟元件不能適用。 │ │
└─┴───┴───┴──────────────────────────┴───┘
*點(diǎn)數(shù)：1次通信中可執(zhí)行的處理點(diǎn)數(shù)
[FX3GE MC協(xié)議命令報(bào)文的控制順序如圖]
在可編程控制器側(cè)， 以太網(wǎng)適配器會進(jìn)行附加、 刪除， 無需用戶設(shè)置。副標(biāo)題為00H，PC號為FFH，監(jiān)視定時(shí)器可設(shè)定值為0000H～FFFFH(1～65535) (單位250ms)，A部分為數(shù)據(jù)的讀寫命令，結(jié)束代碼為對方設(shè)備向可編程控制器站進(jìn)行數(shù)據(jù)讀出/寫入后的處理結(jié)果（00H: 正常結(jié)束，00H以外: 異常結(jié)束）。
4、根據(jù)FX3GE 內(nèi)置以太網(wǎng)MC協(xié)議的命令格式在QCPU內(nèi)進(jìn)行編程，首先用Q 內(nèi)置以太網(wǎng)的打開/關(guān)閉命令(SP.SOCOPEN/SP.SOCCLOSE)對各個(gè)通道進(jìn)行打開和關(guān)閉處理，然后再編寫進(jìn)行發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)處理的程序
5、主要難點(diǎn)：
1) 個(gè)體FX3GE的信息不能主動刷新給主體PLC，需要QCPU通過程序?qū)崿F(xiàn)刷新，加大了程序的復(fù)雜性。并且刷新速度不能太快，如果刷新太快會報(bào)錯(cuò)，報(bào)錯(cuò)代碼 2560。
2) QCPU在使用Socket通信功能編寫程序時(shí)以太網(wǎng)端口連接的接收模式(SP.SOCRMODE)需要選擇普通模式，如果選擇固定長模式時(shí)，由于Q從FX3GE接收的數(shù)據(jù)長不固定，會出現(xiàn)數(shù)據(jù)移位現(xiàn)象，無法取得正確的數(shù)據(jù)。
3) 由于QCPU和FX3GE之間加了HUB，造成通訊錯(cuò)誤或者中間斷線時(shí)QCPU和FX3GE無法自動識別，解決辦法：在與QCPU和FX3GE通訊的觸摸屏畫面各添加一個(gè)手動關(guān)閉按鈕，如果出現(xiàn)了通訊錯(cuò)誤或者斷線，由操作人員通過觸摸屏按鈕關(guān)閉相應(yīng)連接通道。
4) Q內(nèi)置以太網(wǎng)端口使用Socket通信進(jìn)行編程打開相應(yīng)通道時(shí)發(fā)送的MC協(xié)議命令讀寫軟元件個(gè)數(shù)必須在容許范圍內(nèi)，不然會報(bào)錯(cuò),報(bào)錯(cuò)代碼2556，最大點(diǎn)數(shù)見圖五。如果一次通信中可處理的最大點(diǎn)數(shù)小于實(shí)際工程中的軟元件點(diǎn)數(shù)，那么QCPU就要通過程序分時(shí)發(fā)送命令進(jìn)行讀寫軟元件。
【總結(jié)】
隨著社會現(xiàn)代化的高速發(fā)展，信息交流越來越重要、交換數(shù)據(jù)量也越來越大、越來越快，我們熟悉的手機(jī)通信行業(yè)已經(jīng)由2G發(fā)展為速度更快的4G，以及馬上投入運(yùn)營的5G。同樣，在工控行業(yè)，對數(shù)據(jù)交換的數(shù)量和速度也提了很高的要求，原來的 RS232、RS485 通訊已經(jīng)不能滿足大數(shù)據(jù)量交換的需求。取而代之的是更快的以太網(wǎng)通訊。
項(xiàng)目簡介
1、項(xiàng)目所在行業(yè)及背景由于近年人工成本的提高，電子加工行業(yè)由原來的人工制造逐漸向機(jī)械自動化和機(jī)器人制造過度，某電子廠在加工液晶屏過程中，原來的液晶屏型號規(guī)格區(qū)分是由人工完成的，這樣不僅效率太慢，而且時(shí)間成本和人工成本都很高，為了節(jié)省時(shí)間和人工成本，有效快速的將不同批次不同規(guī)格的液晶屏區(qū)分開來，并有效管理產(chǎn)品，因此需要開發(fā)了分揀機(jī)。
2、工藝介紹
由于每個(gè)液晶屏入庫之前，物料信息沒有錄入MES系統(tǒng)，所以需要把含有不同信息的液晶屏進(jìn)行分類整理，并把每個(gè)液晶屏的ID信息錄入MES系統(tǒng)。
3、項(xiàng)目使用的三菱FA產(chǎn)品信息
┌──┬────────┬───────┐
│序號│名稱 │型號 │
├──┼────────┼───────┤
│1 │電源模塊 │Q61P │
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│2 │基板 │Q38B │
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│3 │CPU模塊 │Q10UDEHCPU │
├──┼────────┼───────┤
│4 │定位模塊 │QD77MS16 │
├──┼────────┼───────┤
│5 │定位模塊 │QD77MS4 │
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│6 │CC-Link主站模塊 │QJ61BT11N │
├──┼────────┼───────┤
│7 │串行通信模塊 │QJ71C24N │
├──┼────────┼───────┤
│8 │以太網(wǎng)模塊 │QJ71E71-100 │
├──┼────────┼───────┤
│9 │觸摸屏 │GS2110 │
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│10 │FX系列PLC │FX3GE-40MT/ES │
├──┼────────┼───────┤
│11 │觸摸屏 │GS2107 │
├──┼────────┼───────┤
│12 │伺服放大器 │MR-J4-B │
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│13 │RS232 BD板 │FX3G-232-BD │
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[控制系統(tǒng)構(gòu)成及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)]
[產(chǎn)品選型]
由于該機(jī)的從站控制器比較多，如果采用CC-Link網(wǎng)絡(luò)通信，那么主站和智能設(shè)備站都需要添加CC-Link模塊，這將會加大設(shè)備成本，而選用帶有內(nèi)置以太網(wǎng)端口的Q系列CPU和帶有以太網(wǎng)端口FX3GE剛好解決了成本問題。Q系列內(nèi)置以太網(wǎng)有16個(gè)通道滿足了FX3GE和觸摸屏、視覺的鏈接數(shù)量要求，并且主體QPLC和FX3GE之間采用以太網(wǎng)通訊，通訊速度、數(shù)據(jù)量和刷新時(shí)間都能滿足要求，并且FX3GE-40MT/ES作為從站可以控制三個(gè)脈沖輸出，在伺服軸控制數(shù)量上也滿足了要求。主體選用Q系列CPU并配置QD77MS系列伺服定位模塊，不僅節(jié)省了大量的配線，而且節(jié)省了程序開發(fā)成本，并且在控制軸的數(shù)量上能滿足要求。
[調(diào)試過程及主要難點(diǎn)]
1、由于有10臺FX3GE與QCPU通訊，如果10臺通訊同時(shí)調(diào)試加大了難度，所以可以先調(diào)試一臺FX3GE與QCPU的通訊,首先設(shè)置Q和FX的通訊參數(shù)，主要參數(shù)為使用通訊通道、IP地址、通訊協(xié)議、打開方式、端口號、通訊數(shù)據(jù)代碼設(shè)置等。
FX3GE參數(shù)設(shè)置如圖
2、Q10UDEHCPU內(nèi)置以太網(wǎng)設(shè)置如圖
3、根據(jù)FX3GE 內(nèi)置以太網(wǎng)MC 協(xié)議命令編寫相應(yīng)的程序，MC協(xié)議讀寫軟元件時(shí)的主要命令和最大處理點(diǎn)數(shù)如圖。
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│項(xiàng)目 │命令/ │處理內(nèi)容 │*點(diǎn)數(shù) │
│ │響應(yīng)類│ │ │
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│成│位單位│00H │以1點(diǎn)為單位讀出位軟元件(M,Y,M,S,T,C) I │256點(diǎn) │
│批├───┼───┼──────────────────────────┼───┤
│讀│字單位│01H │以16點(diǎn)為單位該出位軟元件(M,Y,M,S,T,C) │32個(gè)字│
│出│ │ │ │512點(diǎn) │
│ │ │ ├──────────────────────────┼───┤
│ │ │ │以1點(diǎn)為單位讀出字軟元件(D，R,T,C) │64點(diǎn) │
│ │ │ │指定為C200以上時(shí),通訊數(shù)最多為32件。 │ │
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│成│位單位│02H │以l點(diǎn)為單位寫入位軟元件(X,Y,M,S,T,C) │160點(diǎn) │
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│寫│字單位│03H │以16點(diǎn)為單位寫入位軟元件(Y,M,S,T,C) │10個(gè)字│
│入│ │ │ │160點(diǎn) │
│ │ │ ├──────────────────────────┼───┤
│ │ │ │以1點(diǎn)為單位讀出字軟元件(D，R,T,C) │64點(diǎn) │
│ │ │ │指定為C200以上時(shí),通訊數(shù)最多為32件。 │ │
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│測│位單位│04H │以1點(diǎn)為單位隨機(jī)指定軟元件與軟元件號,將位軟元件 │80點(diǎn) │
│試│ │ │(X,Y,M,S,T,C)置位/復(fù)位。 │ │
│( ├───┼───┼──────────────────────────┼───┤
│隨│字單位│05H │以16點(diǎn)為單位隨機(jī)指定軟元件與軟元件號,將位軟元件 │10個(gè)字│
│機(jī)│ │ │(X,Y,M,S,T,C)置位/復(fù)位。 │160點(diǎn) │
│寫│ │ ├──────────────────────────┼───┤
│入│ │ │以1點(diǎn)為單位隨機(jī)指定軟元件與軟元件號,寫入字軟元 │10點(diǎn) │
│) │ │ │件(D，R,T,C)。C200~C255的32位軟元件不能適用。 │ │
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*點(diǎn)數(shù)：1次通信中可執(zhí)行的處理點(diǎn)數(shù)
[FX3GE MC協(xié)議命令報(bào)文的控制順序如圖]
在可編程控制器側(cè)， 以太網(wǎng)適配器會進(jìn)行附加、 刪除， 無需用戶設(shè)置。副標(biāo)題為00H，PC號為FFH，監(jiān)視定時(shí)器可設(shè)定值為0000H～FFFFH(1～65535) (單位250ms)，A部分為數(shù)據(jù)的讀寫命令，結(jié)束代碼為對方設(shè)備向可編程控制器站進(jìn)行數(shù)據(jù)讀出/寫入后的處理結(jié)果（00H: 正常結(jié)束，00H以外: 異常結(jié)束）。
4、根據(jù)FX3GE 內(nèi)置以太網(wǎng)MC協(xié)議的命令格式在QCPU內(nèi)進(jìn)行編程，首先用Q 內(nèi)置以太網(wǎng)的打開/關(guān)閉命令(SP.SOCOPEN/SP.SOCCLOSE)對各個(gè)通道進(jìn)行打開和關(guān)閉處理，然后再編寫進(jìn)行發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)處理的程序
5、主要難點(diǎn)：
1) 個(gè)體FX3GE的信息不能主動刷新給主體PLC，需要QCPU通過程序?qū)崿F(xiàn)刷新，加大了程序的復(fù)雜性。并且刷新速度不能太快，如果刷新太快會報(bào)錯(cuò)，報(bào)錯(cuò)代碼 2560。
2) QCPU在使用Socket通信功能編寫程序時(shí)以太網(wǎng)端口連接的接收模式(SP.SOCRMODE)需要選擇普通模式，如果選擇固定長模式時(shí)，由于Q從FX3GE接收的數(shù)據(jù)長不固定，會出現(xiàn)數(shù)據(jù)移位現(xiàn)象，無法取得正確的數(shù)據(jù)。
3) 由于QCPU和FX3GE之間加了HUB，造成通訊錯(cuò)誤或者中間斷線時(shí)QCPU和FX3GE無法自動識別，解決辦法：在與QCPU和FX3GE通訊的觸摸屏畫面各添加一個(gè)手動關(guān)閉按鈕，如果出現(xiàn)了通訊錯(cuò)誤或者斷線，由操作人員通過觸摸屏按鈕關(guān)閉相應(yīng)連接通道。
4) Q內(nèi)置以太網(wǎng)端口使用Socket通信進(jìn)行編程打開相應(yīng)通道時(shí)發(fā)送的MC協(xié)議命令讀寫軟元件個(gè)數(shù)必須在容許范圍內(nèi)，不然會報(bào)錯(cuò),報(bào)錯(cuò)代碼2556，最大點(diǎn)數(shù)見圖五。如果一次通信中可處理的最大點(diǎn)數(shù)小于實(shí)際工程中的軟元件點(diǎn)數(shù)，那么QCPU就要通過程序分時(shí)發(fā)送命令進(jìn)行讀寫軟元件。
【總結(jié)】
經(jīng)過系統(tǒng)調(diào)試，主體Q與個(gè)體FX數(shù)據(jù)通訊正常，并與MES系統(tǒng)交互數(shù)據(jù)正常，目前該機(jī)已經(jīng)在客戶生產(chǎn)車間投入運(yùn)行，整體運(yùn)行穩(wěn)定，不但降低了人工成本，還提高了工作效率。
三菱PLC應(yīng)用,Q10UDEHCPU實(shí)例
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