构建高效N∶N通信网络

1.网络组建的基本概念和过程

FX系列PLC N∶N通信网络的组建主要是通过对各站点PLC用编程方式设置网络参数实现的。

FX系列PLC规定了与N∶N网络相关的标志位（特殊辅助继电器）及存储网络参数和网络状态的特殊数据寄存器。当PLC为FX1N或FX2N（C）时，N∶N网络的相关标志（特殊辅助继电器）如表2-26所示，相关特殊数据寄存器如表2-27所示。

表2-26　特殊辅助继电器

在CPU错误及程序错误或停止状态下，对每一站点处产生的通信错误数目不能计数。

M8184～M8190是从站点的通信错误标志，第1从站用M8184，……，第7从站用M8190。

表2-27　特殊数据寄存器

续表

在CPU错误及程序错误或停止状态下，对其自身站点处产生的通信错误数目不能计数。D8204～D8210是从站点的通信错误数目，第1从站用D8204，……，第7从站用D8210。

在表2-26中，特殊辅助继电器M8038（N∶N网络参数设置继电器，只读）主要用来设置N∶N网络参数。

对于主站点，用编程方法设置网络参数，就是在程序开始的第0步（LD M8038）向特殊数据寄存器D8176～D8180写入相应的参数，仅此而已。对于从站点，则更为简单，只需在第0步（LD M8038）向D8176写入站点号即可。图2-82所示为主站点网络参数的设置程序。

图2-82　主站点网络参数的设置程序

上述程序说明如下：

（1）编程时注意，必须确保把以上程序作为N∶N网络参数设定程序，从第0步开始写入，在不属于上述程序的任何指令或设备执行时结束。这程序段不需要执行，只需把其编入此位置，它就自动变为有效。

（2）特殊数据寄存器D8178用作设置刷新范围，刷新范围指的是各站点的链接存储区。对于从站点，此设定不需要。根据网络中信息交换的数据量不同，可选择如表2-28（模式0）、表2-29（模式1）和表2-30（模式2）所示的三种刷新模式。在每种模式下使用的元件被N∶N网络所有站点所占用。

表2-28　模式0 站号与字元件对应关系

表2-29　模式1 站号与位、字元件对应关系

表2-30　模式2 站号与位、字元件对应关系

续表

(www.xing528.com)

在图2-82所示的程序例子里，刷新范围设定为模式1，这时每一站点占用32×8个位软元件、4×8个字软元件作为链接存储区。在运行中，对于第0号站（主站），希望发送到网络的开关量数据应写入位软元件M1000～M1031中，而希望发送到网络的数字量数据应写入字软元件D0～D3中，……，对其他各站点如此类推。

（3）特殊数据寄存器D8179设定重试次数，设定范围为0～10（默认=3），对于从站点，此设定不需要。如果一个主站点试图以此重试次数（或更高）与从站通信，则此站点将发生通信错误。

（4）特殊数据寄存器D8180设定通信超时值，设定范围为5～255（默认=5），此值乘以10 ms就是通信超时的持续驻留时间。

（5）对于从站点，网络参数设置只需设定站点号即可，例如供料站（1号站）的设置，如图2-83所示。

图2-83　从站点网络参数设置程序示例

如果按上述对主站和各从站编程，完成网络连接后，再接通各PLC工作电源，即使在“STOP”状态下，通信也在进行。

2.N∶N网络调试与运行练习

1）任务要求

供料站、加工站、装配站、分拣站、输送站的PLC（共5台）用FX2N-485-BD通信板连接，以输送站作为主站，站号为0；供料站、加工站、装配站、分拣站作为从站，站号分别为供料站1号、加工站2号、装配站3号、分拣站4号。其功能如下：

（1）0号站的X1～X4分别对应1号站～4号站的Y0（注：即当网络工作正常时，按下0号站X1，则1号站的Y0输出，依次类推）。

（2）当1号站～4号站的D200的值等于50时，对应0号站的Y1、Y2、Y3、Y4输出。

（3）从1号站读取4号站的D220的值，保存到1号站的D220中。

2）连接网络和编写、调试程序

连接好通信口，编写主站程序和从站程序，在编程软件中进行监控，改变相关输入点和数据寄存器的状态，观察不同站相关量的变化，看现象是否符合任务要求，如果符合说明完成任务，不符合则检查硬件和软件是否正确，修改重新调试，直到满足要求为止。

图2-84和图2-85分别给出了供料站和输送站的参考程序。程序中使用了站点通信错误标志位（特殊辅助继电器M8183～M8187，见表2-26）。例如，当某从站发生通信故障时，不允许主站从该从站的网络元件读取数据。使用站点通信错误标志位编程，对于确保通信数据的可靠性是有益的，但应注意，站点不能识别自身的错误，为每一站点编写错误程序是不必要的。其余各工作站的程序请读者自行编写。

图2-84　输送站网络读/写例程

图2-85　供料站网络读/写例程

3.通信时间的概念

数据在网络上传输需要耗费时间，N∶N网络是采用广播方式进行通信的，每完成一次刷新所需用的时间就是通信时间（ms），网络中站点数越多，数据刷新范围越大，通信时间就越长。通信时间与网络中总站点数及通信设备刷新模式的关系如表2-31所示。

表2-31　通信时间与总站点数及通信设备模式的关系

此外，对于N∶N网络，无论连接站点数或采用的通信设备模式如何，每一个站点PLC的扫描时间都将增长10%。

为了确保网络通信的及时性，在编写与网络有关的程序时，需要根据网络上通信量的大小，选择合适的刷新模式。另一方面，在网络编程中，也常需考虑通信时间。