【技術(shù)達(dá)人】三菱FX以太網(wǎng)MC通訊在工業(yè)4.0的應(yīng)用
引言
隨著社會(huì)現(xiàn)代化的高速發(fā)展,信息交流越來(lái)越重要、交換數(shù)據(jù)量也越來(lái)越大、越來(lái)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(yíng)的5G。同樣,在工控行業(yè),對(duì)數(shù)據(jù)交換的數(shù)量和速度也提了很高的要求,原來(lái)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(jiǎn)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(lái)的人工制造逐漸向機(jī)械自動(dòng)化和機(jī)器人制造過(guò)度,某電子廠在加工液晶屏過(guò)程中,原來(lái)的液晶屏型號(hào)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(kāi)來(lái),并有效管理產(chǎn)品,因此需要開(kāi)發(fā)了分揀機(jī)。
2.工藝介紹
由于每個(gè)液晶屏入庫(kù)之前,物料信息沒(méi)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(lèi)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
表一
控制系統(tǒng)構(gòu)成及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
圖一
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(huì)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(wèn)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(jué)的鏈接數(shù)量要求,并且主體 Q PLC 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(kāi)發(fā)成本,并且在控制軸的數(shù)量上能滿足要求。
調(diào)試過(guò)程及主要難點(diǎn)
1,由于有 10 臺(tái) FX3GE 與 Q CPU 通訊,如果 10 臺(tái)通訊同時(shí)調(diào)試加大了難度,所以可以先調(diào)試一臺(tái) FX3GE 與 Q CPU 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(kāi)方式、端口號(hào)、通訊數(shù)據(jù)代碼設(shè)置等。 FX3GE 參數(shù)設(shè)置如圖二。
圖二
Q10UDEHCPU內(nèi)置以太網(wǎng)設(shè)置如圖三。
圖三
3,根據(jù)FX3GE 內(nèi)置以太網(wǎng)MC 協(xié)議命令編寫(xiě)相應(yīng)的程序,MC協(xié)議讀寫(xiě)軟元件時(shí)的主要命令和最大處理點(diǎn)數(shù)如圖四。
圖四
FX3GE MC 協(xié)議命令報(bào)文的控制順序如圖五。
圖五
報(bào)文命令的具體格式如圖七,圖六中報(bào)頭為 TCP/IP 或 UDP/IP用報(bào)頭。 在可編程控制器側(cè), 以太網(wǎng)適配器會(huì)進(jìn)行附加、 刪除, 無(wú)需用戶設(shè)置。副標(biāo)題為 00H,PC 號(hào)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(xiě)命令,結(jié)束代碼為對(duì)方設(shè)備向可編程控制器站進(jìn)行數(shù)據(jù)讀出/寫(xiě)入后的處理結(jié)果(00H: 正常結(jié)束,00H以外: 異常結(jié)束)。
圖六
4,根據(jù)FX3GE 內(nèi)置以太網(wǎng)MC 協(xié)議的命令格式在Q CPU內(nèi)進(jìn)行編程,首先用Q 內(nèi)置以太網(wǎng)的打開(kāi)/關(guān)閉命令(SP.SOCOPEN/ SP.SOCCLOSE)對(duì)各個(gè)通道進(jìn)行打開(kāi)和關(guān)閉處理,然后再編寫(xiě)進(jìn)行發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)處理的程序,有關(guān)Q CPU程序要向FX3GE發(fā)送的 MC命令格式的主要程序如圖七。
圖七
5,主要難點(diǎn):
a) 個(gè)體 FX3GE 的信息不能主動(dòng)刷新給主體 PLC,需要 Q CPU通過(guò)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(huì)報(bào)錯(cuò),報(bào)錯(cuò)代碼 2560。
b) Q CPU 在使用 Socket 通信功能編寫(xiě)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(zhǎng)模式時(shí),由于 Q 從 FX3GE 接收的數(shù)據(jù)長(zhǎng)不固定,會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)移位現(xiàn)象,無(wú)法取得正確的數(shù)據(jù)。
c) 由于Q CPU 和FX3GE 之間加了HUB,造成通訊錯(cuò)誤或者中間斷線時(shí)Q CPU和FX3GE無(wú)法自動(dòng)識(shí)別,解決辦法:在與Q CPU 和FX3GE 通訊的觸摸屏畫(huà)面各添加一個(gè)手動(dòng)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(guò)觸摸屏按鈕關(guān)閉相應(yīng)連接通道。
d) Q 內(nèi)置以太網(wǎng)端口使用 Socket 通信進(jìn)行編程打開(kāi)相應(yīng)通道時(shí)發(fā)送的 MC 協(xié)議命令讀寫(xiě)軟元件個(gè)數(shù)必須在容許范圍內(nèi),不然會(huì)報(bào)錯(cuò),報(bào)錯(cuò)代碼2556,最大點(diǎn)數(shù)見(jiàn)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(guò)程序分時(shí)發(fā)送命令進(jìn)行讀寫(xiě)軟元件。
總結(jié)
經(jīng)過(guò)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(chē)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。
參考文獻(xiàn)
三菱可編程控制器QnUCPU 內(nèi)置以太網(wǎng)端口通信用戶手冊(cè)
三菱微型可編程控制器 FX3U-ENET-ADP 用戶手冊(cè)
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FX3U CC-Link模塊FX3U-16CCL,F(xiàn)X3U-64CCL中文手冊(cè)
三菱FX3U-1PG中文手冊(cè)?。?!