协议是控制数据通信的一组规则,协议的要素包括语法、语意和时序。通信数据收发双方的协议一致,就能通过双方共同的语言进行交流,实现控制。欧姆龙公司的工控设备包含了多种协议,用户在上位机可以通过协议来实现对工控设备的监视、分散控制、数据采集等工作。欧姆龙PLC常见的串行通信协议包括以下7种。
(1)Host Link协议
Host Link协议是上位机(通常为计算机)和欧姆龙PLC通信中使用的一种协议。该协议格式公开,由头代码、单元号、命令码、状态码、正文、校验码和终止码等组成,具体格式和编辑方法参见相关手册。它是CPM*、C200Hα、CQM1系列PLC的默认协议。此外,欧姆龙的视觉产品也支持该协议。
Host Link也称作上位机链接方式,通过RS-232C接口建立Host Link链接时,可以实现1:1(一台上位机与一台PLC进行通信)通信,最大通信距离不超过15m。PLC的CPU本身提供外设接口和9针RS-232C接口,也可以通过增加通信模块(串行通信单元或串行通信板)来增加串行通信接口。用户可以使用这些接口与上位机通信。
当通过RS-422A/485接口建立Host Link链接时,可以实现1:N(一台上位机与多台PLC进行通信)通信,最大通信距离不超过500m,且最多可以连接32台PLC。利用PLC的CPU本身提供RS-232C接口,通过RS-232C转RS-422A/485适配器,也可以实现1:N的Host Link链接。
欧姆龙PLC标准的通信参数为:起动位1位,数据位7位,停止位2位,偶检验,波特率为9600bit/s。用户可以根据实际情况更改通信参数,如波特率可选项包括300bit/s、600bit/s、1200bit/s、2400bit/s、4800bit/s、9600bit/s、19200bit/s、38400bit/s、57600bit/s和115200bit/s等。数据帧的可选格式见表10-4。但是需注意的是,PLC与上位机必须保证双方的通信参数设定一致。
表10-4 通信数据帧格式备选表
(2)Toolbus协议
与Host Link协议类似,Toolbus协议仍是上位机与PLC之间的一种通信协议。但它是欧姆龙CS/CJ系列PLC的默认协议,协议格式不公开。与Host Link协议相比,Toolbus协议具有高速、波特率自适应的特点。
由于Toolbus为CS/CJ系列PLC的默认协议,因此当CS或CJ系列PLC进行Host Link通信时,需要使用CX-Programmer软件进行设置,设置方法是进入CX-Programmer界面,双击“工程窗口”中的“设置”项,弹出“PLC设定”对话框,如图10-9所示。上位机链接端口即为CPU单元上自带的RS-232C接口,在下拉菜单中选取“Host Link”通信模式。而“外围端口”是指CPU单元上自带的外设接口,同样也可以选取其通信模式。
图10-9 CS/CJ系列PLC上位机链接端口设置示例
在图10-9中,单元号是当上位机与PLC在进行1:N的Host Link链接时,用来识别不同PLC的节点号。单元号的设置范围是0~31。在进行1:1的Host Link链接时,单元号只能是默认值0。(www.daowen.com)
软件设置完毕,将PLC切换到在线状态下的“编程”工作模式,选取图10-9中菜单“选项”下的“传送到PLC”,完成下载设置的工作。在完成软件设置的同时,需在CPU单元上设置DIP开关。将CS/CJ系列PLC的CPU单元上DIP5置为OFF,意味着将使用用户自定义的通信协议(DIP5为ON时为默认的Toolbus通信协议)。
(3)NT Link协议
它是PLC与欧姆龙触摸屏之间通信的专用协议,且协议格式不公开。
(4)PC Link协议
它是欧姆龙PLC与PLC之间实现数据交换所使用的专用协议,且协议格式不公开。当两台PLC通过各自的RS-232C接口互连构成最简单的1:1链接,二者无需编程即可相互自行交换数据,实现数据共享。共享的数据区为LR区的00~63字(适用于CPM*、C200Hα、CQM1系列PLC)或CIO区的3100~3189字(适用于CP1H、CJ1M PLC)。PC Link链接案例见9.2节。
(5)Modbus协议
Modbus协议是欧姆龙变频器普遍支持的串行通信协议,协议格式公开,收发数据均为十六进制数,循环冗余校验方式。此外,某些温控器也支持该协议。
(6)Compoway/F协议
Compoway/F协议是欧姆龙的传感器普遍使用的串行通信协议,例如温控器、光电传感器等。协议格式公开,收发数据均为ASCII码,BCC异或校验方式。
(7)协议宏
协议宏通信是用来控制欧姆龙PLC与第三方设备进行数据交换的一种通信方式。PLC需配备串行通信单元(或串行通信板),通过该单元上的RS-232C接口实现1:1(1台PLC对应连接1台RS-232C串口设备)的串行通信方式;也可以通过该单元上的RS-422A/485接口实现1:N(1台PLC并联连接多台RS-485串口设备)的串行通信。
用户需要使用协议宏开发软件CX-Protocol,按照各种设备自带的串行通信协议格式编写通用化协议,并可以按照通信要求对协议进行时序调整。此外,CX-Protocol软件本身内嵌了欧姆龙PLC与其典型外部设备通信的标准序列,有了这些通信序列,简化了其与外部设备通信时繁杂的设置步骤,仅需编写简单的梯形图程序即可实现调用。创建协议宏和调用协议宏程序的案例详见10.2节。
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