可编程逻辑控制器（PLC）系列：Mitsubishi MELSEC-F_（14）.MELSEC-F系列PLC与上位机通信.docx

PAGE1

PAGE1

MELSEC-F系列PLC与上位机通信

1.通信基础知识

在工业控制系统中，PLC与上位机之间的通信是实现自动化控制的关键环节。MELSEC-F系列PLC支持多种通信方式，包括串行通信、以太网通信等。了解这些通信方式的基本原理和技术细节，对于系统集成和维护至关重要。

1.1串行通信

串行通信是最常见的通信方式之一，通过一个数据线逐位传输数据。MELSEC-F系列PLC支持RS-232和RS-485串行通信标准。以下是串行通信的基本原理：

波特率：通信速率，单位为bps（位/秒），常见的波特率有9600、19200、38400等。

数据位：每个字符的有效数据位数，通常为7或8位。

校验位：用于检测数据传输错误，常见的校验方式有奇偶校验。

停止位：表示一个字符传输结束的位数，通常为1或2位。

1.2以太网通信

以太网通信是现代工业控制系统中越来越常用的一种通信方式。MELSEC-F系列PLC通过以太网模块（如FX3U-ENET-ADP）实现与上位机的以太网通信。以下是以太网通信的基本原理：

IP地址：每个网络设备都有一个唯一的IP地址，用于标识设备。

端口号：用于标识设备上的特定服务或应用程序。

通信协议：常用的以太网通信协议有TCP/IP和UDP/IP。

2.通信协议

2.1ModbusRTU

ModbusRTU是一种串行通信协议，广泛应用于工业自动化领域。MELSEC-F系列PLC可以通过ModbusRTU与上位机进行通信。以下是ModbusRTU的基本原理和一个简单的通信示例：

2.1.1基本原理

帧结构：

地址：1字节，标识从设备地址。

功能码：1字节，标识请求的操作。

数据区：变长，包含具体的操作数据。

校验码：2字节，用于检测通信错误。

功能码：

01：读取线圈状态。

02：读取输入状态。

03：读取保持寄存器。

04：读取输入寄存器。

05：写单个线圈。

06：写单个保持寄存器。

10：写多个线圈。

16：写多个保持寄存器。

2.1.2通信示例

假设我们需要从MELSEC-F系列PLC读取保持寄存器的数据，地址为0x0001，读取10个寄存器。以下是Python代码示例，使用pymodbus库进行通信：

#导入pymodbus库

frompymodbus.client.syncimportModbusSerialClientasModbusClient

importlogging

#配置日志

logging.basicConfig()

log=logging.getLogger()

log.setLevel(logging.DEBUG)

#创建ModbusRTU客户端

client=ModbusClient(method=rtu,port=/dev/ttyUSB0,baudrate=9600,timeout=1)

#连接到PLC

client.connect()

#读取保持寄存器

address=0x0001

count=10

registers=client.read_holding_registers(address,count,unit=1)

#检查读取结果

ifregisters.isError():

log.error(读取保持寄存器失败)

else:

log.info(读取保持寄存器成功:{}.format(registers.registers))

#断开连接

client.close()

2.2ModbusTCP

ModbusTCP是一种基于以太网的通信协议，用于PLC与上位机之间的数据交换。以下是ModbusTCP的基本原理和一个简单的通信示例：

2.2.1基本原理

帧结构：

事务标识符：2字节，用于标识事务。

协议标识符：2字节，固定为0x0000。

长度：2字节，表示后续字节的长度。

单元标识符：1字节，标识从设备地址。

功能码：1字节，标识请求的操作。

数据区：变长，包含具体的操作数据。

校验码：无校验码，依靠以太网的校验机制。

2.2.2通信示例

假设我们需要从MELSEC-F系列PLC读取保持寄存器的数据，地址为0x0001，读取10个寄存器。以下是Python代码示例，使用pymodbus库进行通信：

#导入pymodbus库

frompymodbus.client.syncimportModbusTcpClientasModbusClient

importlogging

#配置日志

logging.basicConfig()

log=