PLC如何与单片机进行通讯？共有三种方法！你会用几个？

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通讯是一个工控朋友学习或者工作到一定程度不得不面对的一个难题,可也是区别新手和高手的一道分水岭,新手遇到通讯问题往往会比较抓狂,不知道如何着手,而老手即使面对没有经验的设备也会有一个大概的思路.有朋友问我关于西门子PLC与单片机通讯的问题,今天给大家汇总一下.

首先西门子PLC与单片机共有三种办法进行信号交换:

1 信号线连接.这是一种最简单的方式,即在单片机和PLC之间进行连接信号线,PLC的输入接单片机输出;PLC输出接单片机输入,这是一种最普遍的方式,通过这种方式PLC几乎可以和任何工控的控制装置连接,比如伺服系统,变频器,机器人等等!缺点是如果需要传递的信号太多,那么电缆数量也会很大,而且一旦电缆损坏,维护起来很困难!

2 自由口通讯,以前我们多次讲到过自由口通讯，而且专门讲解过ASCII码，有需要的朋友可以去我以前的文章里去找，今天不重复了。

3 第三种方法是利用ModBus协议进行通讯。

本节主要讲解以PLC作主站，51单片机作从站，用ModBus协议进行通讯。PLC读取单片机保持寄存器区的数据。S7-200PLC程序主要通过调用Modubs RTU 主站指令库完成。

一、调用 Modbus RTU 主站初始化和控制子程序

使用 SM0.0 调用 MBUS_CTRL 完成主站的初始化，并启动其功能控制：

各参数意义如下:

1 EN 使能：必须保证每一扫描周期都被使能（使用 SM0.0）

2 Mode 模式：为 1 时，使能 Modbus 协议功能；为 0 时恢复为系统 PPI 协议

3 Baud 波特率：支持的通讯波特率为1200，2400，4800，9600，19200，38400，57600，115200。

4 Parity 校验：校验方式选择；0＝无校验，1＝奇较验，2＝偶较验。

5 Timeout 超时：主站等待从站响应的时间，以毫秒为单位，典型的设置值为 1000 毫秒（1 秒），允许设置的范围为 1 - 32767。

注意： 这个值必须设置足够大以保证从站有时间响应。

6 Done 完成位：初始化完成，此位会自动置1。可以用该位启动 MBUS_MSG 读写操作（见例程）

7 Error 初始化错误代码（只有在 Done 位为1时有效）： 0＝ 无错误，1＝ 校验选择非法，2＝ 波特率选择非法，3＝ 模式选择非法。

二、调用 Modbus RTU 主站读写子程序MBUS_MSG，发送一个Modbus 请求；

各参数意义如下:

常见的错误：

如果多个 MBUS_MSG 指令同时使能会造成 6 号错误库存储区被程序其它地方复用，有时也会造成6 号错误从站 delay 参数设的时间过长会造成主站 3 号错误从站掉电或不运行，网络故障都会造成主站 3 号错误。

含义如下：

1 EN 使能：同一时刻只能有一个读写功能（即 MBUS_MSG）使能

注意：建议每一个读写功能（即 MBUS_MSG）都用上一个 MBUS_MSG 指令的 Done 完成位来激活，以保证所有读写指令循环进行（见例程）。

2 First 读写请求位：每一个新的读写请求必须使用脉冲触发

3 Slave 从站地址：可选择的范围 1 - 247

4 RW 从站地址：0 ＝ 读， 1 ＝ 写；注意：

1. 开关量输出和保持寄存器支持读和写功能

2. 开关量输入和模拟量输入只支持读功能

5 Addr 读写从站的数据地址：选择读写的数据类型

00001 至 0xxxx - 开关量输出

10001 至 1xxxx - 开关量输入

30001 至 3xxxx - 模拟量输入

40001 至 4xxxx - 保持寄存器

6 Count 数据个数；通讯的数据个数（位或字的个数）

注意： Modbus主站可读/写的最大数据量为120个字（是指每一个 MBUS_MSG 指令）

7 DataPtr 数据指针：

1. 如果是读指令，读回的数据放到这个数据区中

2. 如果是写指令，要写出的数据放到这个数据区中

8 Done 完成位 读写功能完成位

9 Error 错误代码：只有在 Done 位为1时，错误代码才有效

0 ＝ 无错误

1 ＝ 响应校验错误

2 ＝ 未用

3 ＝ 接收超时（从站无响应）

4 ＝ 请求参数错误（slave address, Modbus address, count, RW）

5 ＝ Modbus/自由口未使能

6 ＝ Modbus正在忙于其它请求

7 ＝ 响应错误（响应不是请求的操作）

8 ＝ 响应CRC校验和错误

-

101 ＝ 从站不支持请求的功能

102 ＝ 从站不支持数据地址

103 ＝ 从站不支持此种数据类型

104 ＝ 从站设备故障

105 ＝ 从站接受了信息，但是响应被延迟

106 ＝ 从站忙，拒绝了该信息

107 ＝ 从站拒绝了信息

108 ＝ 从站存储器奇偶错误

三、需要从站支持的功能及Modbus 保持寄存器地址映射

为了支持上述 Modbus 地址的读写，Modbus Master 协议库需要从站支持下列功能：

Modbus 保持寄存器地址映射举例：

四、S7-200PLC程序

五、单片机程序;STC11F04E单片机，9600波特率

START: MOV TMOD,#21H ;定时器1是8位再装入，定时器0为16位定时器

MOV TH1,#0FDH;预置初值(按照波特率9600BPS预置初值)

MOV TL1,#0FDH; 0FDH=9600=11.0592

MOV TH0, #0DCH;88H ;8800=12t,7000=stc1t

MOV TL0, #00H

ORL IE, #92H ;EA=1，ES=1;ET0=1

SETB PS ;串口中断优先

SETB TR1 ;启动定时器1

MOV 98H,#50H ;scon

MOV P1M0,#01000000b ; P1M0=0 P1M1=0双向口 P1M0=1 P1M1=0输入口 P1M0=0 P1M1=1推挽输出20ma

MOV P1M1,#10000000b

MOV WDT_CONTR ,#27H 看门狗设置使能

QL0: MOV A,#00H

MOV R0,#10H

MOV R2,#9BH ;10-ABH清零

CLEAR: MOV @R0,A

INC R0

DJNZ R2,CLEAR

CLR FLAG

CLR FLAG_0

SETB TR0 ;启动定时器0

;ANL AUX,#07FH ;p3.0p3.1当串口

ORL AUX,#80H ;p1.7,p1.6当串口

CLR P3.7 ;485芯片接收使能

WA1: ;MOV WDT_CONTR ,#37H;喂狗; SETB CW

JNB FLAG_0,WA1 ;FLAG_0=1表示已经接收到上位机数据

CLR TR0

MOV A,2CH ;检查设备地址是01h码，设本机地址码是1

MOV R2,A

XRL A,#01H

JNZ QL0

ACALL FSZJ ;FH: DB 01H,03H,16,00H,01H,02H,03H,04H,05H,06H,07H,08H,09H,10H,11H,12H,0DH,0EH,0FH,10H,11H,12H,13H,14H,15H,16H,17H,18H,19H,1AH,1BH,1CH,1DH,1EH,1FH;18

ACALL DELAY

CALL FZJ

AJMP QL0

FZJ: MOV R0,#2cH ;向主机发送数据子程序

FZJ0: MOV R2,#10H

FZJ1: CLR EA

ANL AUX,#07FH ;p3.0p3.1当串口

FZL1: MOV A,@R0

MOV SBUF,A

JNB TI,$

CLR TI

INC R0

DJNZ R2,FZL1

SETB EA

RET

FSZJ: MOV DPTR,#FH

MOV R2,#19;

ORL AUX,#80H

SETB P3.7 ;发送数据

MOV R0,#40H

FSZJA: MOV A,#0H

MOVC A,@A+DPTR

MOV @R0,A

INC R0

INC DPTR

DJNZ R2,FSZJA

MOV R0,#40H

MOV CRCCD,#19

LCALL CRC1

MOV R2,#21

MOV R0,#40H

FSZJ2: MOV A,@R0

MOV SBUF,A

JNB TI,$

CLR TI

INC R0

DJNZ R2,FSZJ2

SETB EA

RET

FH:DB 01H,03H,16,00H,01H,02H,03H,04H,05H,06H,07H,08H,09H,10H,11H,12H,0DH,0EH,0FH,10H,11H,12H,13H,14H,15H,16H,17H,18H,19H,1AH,1BH,1CH,1DH,1EH,1FH;18

用串口助手检测到的数据如下图。

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三菱PLC通讯与编程实例！

FX系列作为三菱基本款的PLC，它们之间的通讯方式分别如下：CC-LINK，N:N网络连接，并联连接。

1．CC-LINK连接

CC-LINK连接图如下：

对应的PLC可为FX1N、FX1NC、FX2N、FX2NC、FX3U、FX3UC，因为在使用CC-LINK通讯时要扩展CC-LINK模块，而FX1S没有扩展模块功能，故FX1S不能用于此通讯方式。

2）FX1N/FX2N/FX3U即可以作为主站，也可以作为远程设备站使用。

此种通讯因为要加CC-LINK通讯模块，所以成本较高。

3）在CC-LINK网络中还可以加入变频器伺服等符合CC-LINK规格的设备。

2．N:N网络连接

N:N网络连接连接图如下：

3．并联连接

并联连接图如下：

1） 通讯对象是FX1S、FX1N、FX1NC、FX2N、FX2NC、FX3U、FX3UC同一系列的PLC之间。

2） 该通讯在PLC间进行1:1通讯，进行数据交换，只能满足2台PLC的通讯。

一、N:N网络通讯

1、通讯解决方案

用FX2N，FX2NC，FX1N，FXON可编程控制器进行的数据传输可建立在N：N的基础上。使用此网络通讯，它们能链接—个小规模系统中的数据。

2、相关标志和数据寄存器

对于FXlN／FX2N／FX2NC类可编程控制器,使用N:N网络通讯辅助继电器，其中M8038用来设置网络参数,

M8183在主站点的通讯错误时为ON,

M8184到M8190在从站点产生错误时为ON，(第1个从站点M8184，第7个从站点M8190)

M8191在与其它站点通讯时为ON

数据寄存器D8176设置站点号，0为主站点，1到7为从站点号D8177设定从站点的总数，设定值1为1个从站点，2为两个从站点；D8178设定刷新范围，0为模式0（默认值），1为模式1，2为模式2；D8179 主站设定通讯重试次数，设定值为0到10；D8180 设定主站点和从站点间的通讯驻留时间，设定值为5到255，对应时间为50到2550ms

案例

该系统有三个站点，其中一个主站，两个从站，每个站点的可编程控制器都连接一个FX2N-485-BD通讯板，通讯板之间用单根双绞线连接。刷新范围选择模式1，重试次数选择3，通信超时选50ms，系统要求：

①主站点的输入点X0到X3输出到从站点1和2的输出点Y10到Y13。

②从站点1的输入点X0到X3输出到主站和从站点2的输出点Y14到Y17。

③从站点2的输入点X0到X3输出到主站和从站点1的输出点Y20到Y23。

主站点的梯形图编制

从站点1的梯形图编制

从站点2的梯形图编制

二、并行链接通讯

1、并行通讯解决方案

用FX2N，FX2NC，FX1N，FX和FX2C可编程控制器进行数据传输时，是采用100个辅助继电器和10个数据寄存在 1：1的基础上来完成。FXlS和FXON的数据传输是采用50个辅助继电器和10个数据寄存器进行的。

2、使用方法

当两个FX系列的可编程控制器的主单元分别安装一块通讯模块后，用单根双绞线连接即可，编程时设定主站和从站，应用特殊继电器在两台可编程控制间进行自动的数据传送，很容易实现数据通讯连接。主站和从站的设定由M8070和M8071设定，另外并行连接有一般和高速两种模式，由M8162的通断识别。

3、通讯实例

在并行通讯系统中，控制要求如下：

①主站点输入X0到X7的ON/OFF状态输出到从站点的Y0到Y7。

②当主站点的计算结果（D0+D2）大于100，从站的Y10通。

从站点的M0到M7的ON/OF状态输出到主站点的Y0到Y7。

从站点中D10的值被用来设置主站点中定时器。

主站点梯形图

三、计算机链接

小型控制系统中的可编程控制器除了使用编程软件外，一般不需要与别的设备通讯。 可编程控制器的编程器接口一般都是RS-422或RS-485，而计算机的串行通讯接口是RS-232C，编程软件与可编程控制器交换信息时需要配接专用的带转接电路的编程电缆或通讯适配器，例如为了实现编程软件与FX系列plc之间的程序传送，需要使用SC-09编程电缆。

四、无协议通讯

大多数可编程控制器都有一种串行口无协议通讯指令 ，如FX系列的RS指令，它们用于可编程控制器与上位计算机或其它RS-232C设备的通讯。这种通讯方式最为灵活，可编程控制器与RS-232C设备之间可以使用用户自定义的通讯规定，但是可编程控制器的编程工作量较大，对编程人员的要求较高。如果不同厂家的设备使用的通讯规定不同，即使物理接口都是RS-485，也不能将它们接在同一网络内，在这种情况下一台设备要占用可编程控制器的一个通讯接口。

用各种RS232C单元，包括个人计算机，条形码阅读器和打印机，来进行数据通讯，可通过无协议通讯完成，此通讯使用RS指令或一个FX2N-232IF特殊功能模块完成。

五、可选编程端口通讯

现在的可编程终端产品(如三菱的GOT-900系列图形操作终端)一般都能用于多个厂家的可编程控制器。 与组态软件一样，可编程终端与可编程控制器的通讯程序也不需要由用户来编写，在为编程终端的画面组态时，只需要指定画面中的元素(如按钮、指示灯)对应的可编程控制器编程元件的编号就可以了，二者之间的数据交换是自动完成的。

对于FX2N，FX2NC，FX1N，FXlS系列的可编程控制器，当该端口连接在FX2N-232-BD，FXON—32ADP，FX1N—232—BD，FX2N-422—BD上时，可支持—个编程协议。

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