FX5U與遠程IO通信技術研究

摘? 要：在互聯網技術日益發展的背景下，工業產線的各種設備聯網成為可能，早期工業設備之間常應用MODBUS RTU模式來實現數據采集及控制。近年工業控制器接口都往以太網及無線接口方向發展，工業控制器間的以太網通信得到廣泛應用。文章介紹了FX5與TBEN-S1-8DXP遠程IO模塊通過以太網方式實現通信的過程，重點介紹了FX5與遠程IO模塊的以太網絡模式通信的網絡配置過程和通信程序設計的基本思路及方法。

關鍵詞：FX5U;遠程通信;MODBUS RTU

中圖分類號：TP393? ? ? ? 文獻標識碼：A文章編號：2096-4706（2022）03-0076-05

Research on FX5U and Remote IO Communication Technology

ZHOU Caiyun

（Huizhou Engineering Vocational College， Huizhou? 516000， China）

Abstract： Under the background of the increasing development of Internet technology， the networking of various equipment in industrial production line becomes possible. MODBUS RTU mode is often used in early industrial equipment to realize data acquisition and control. In recent years， the industrial controller interfaces all develop towards the direction of Ethernet and wireless interfaces. Ethernet communication among industrial controllers has been widely used. This paper introduces the process of realizing communication between FX5 and TBEN-S1-8DXP remote IO module through Ethernet， and focuses on introducing the network configuration process of Ethernet mode communication between FX5 and remote IO module and the basic thinking and method of communication program design.

Keywords： FX5U; telecommunication; MODBUS RTU

0? 引? 言

近年來隨著通信技術、網絡技術和半導體技術的飛速發展，工業自動化控制系統的設計步入了新的時代。其中，實現Internet接入是當前工控制設備應用的熱點。早期可編程控制與遠程設備之間的通信最常用的是遠程設備與串口服務器相連，再由串口服務器通過網絡與PLC相連實現遠距離的數據交換。此方法的缺點是程序設計比較困難，只有相當專業的技術人員才能完成。隨著以太網接口的遠程IO設備的出現，人們只要根據實際應用配置網絡參數，簡單的程序設計，就能實現通過Internet與遠程IO設備的數據交換。本文以TBEN-S1-8DXP德國TURCK總線模塊插件（遠程IO）為例，介紹三菱FX5U與TBEN-S1-8DXP的以太網接口實現通信的基本方法。

1? TBEN-S1-8DXP介紹及配置方法

TBEN-S1-8DXP為緊湊型的以太網多協議IO模塊，總共8個通用數字通道，可配置為PNP輸入或0.5 A輸出。能支持PROFINET設備、EtherNet/IP設備或Modbus TCP主站/從站（本文以TBEN-S1-8DXP配置為主站、輸入與PLC的Modbus TCP通信為例介紹）。

1.1? 遠程IO（TBEN-S1-8DXP）端子及功能

如圖1所示，P1、P2為以太網插頭，P1為進線端，P2為出線端，當有兩臺遠程I/O模塊時，從P2連接至下一臺的P1端，方便多臺I/O設備的連接。C0～C7可配置為PNP輸入或PNP 0.5 A輸出，X1電源進線，X2電源出線，當有兩臺遠程IO模塊時，從X2連接至下一臺的X1端。

1.2? 遠程IO參數的配置

遠程IO模塊主要參數配有IP配置，本案例中將遠程IO的IP設置為192.168.0.5。

設置方法：打開Turck Service Tool s配置工具軟件，如圖2所示。

具體步驟是：

（1）打開Turck Service Tool軟件并將遠程IO通過網線連接至電腦，在打開軟件中點擊Suchen...（F5）找到連接的遠程IO模塊;

（2）選中要設置IP的遠程IO模塊;

（3）雙擊Andern（F2）彈出網絡設置對話框將IP地址設置成：192.168.0.5，Netzmaske設置成255.255.255.0，設置完點擊Im Gerat完成IP地址的設置，最后點擊上圖中的Action（F4）下的Reboot（雙擊），重啟設備，IP地址設置生效。

2? FX5U與遠程IO模塊TBEN-S1-8DXP的MODBUS TCP通信

MODBUS由MODICON公司于1979年開發，是一種工業現場總線協議標準。1996年施耐德公司推出基于以太網TCP/IP的MODBUS協議：MODBUS TCP。MODBUS協議是一項應用層報文傳輸協議，包括ASCII、RTU、TCP三種報文類型。標準的MODBUS協議物理層接口有RS232、RS422、RS485和以太網接口，采用MASTER/SLAVE方式通信。如表1所示。

FX5U與遠程IO模塊TBEN-S1-8DXP的MODBUS TCP通信的參數設置步驟與方法。

FX5 MODBUS TCP參數設置的具體內容有：

（1）在WORKS3軟件的導航窗口下選擇參數，在參數下的FX5UCPU下選擇模塊參數，在模塊參數下的以太網端口的IP地址設置為：192.168.0.2（IP地址必須與遠程IO模塊的IP地址為同一網段），子網掩碼設置為255.255.255.0設置過程如圖3所示。

在對象設備連接配置設置后的框雙擊彈出窗口去完成遠程IO設備的配置，如圖4所示。

（2）將模塊一覽的以太網設備（通用）/Active連接設備拖至左下角PLC的下方完成組態，如果有多臺設備用同樣的方法完成基本的配置，遠程設備的地址根據組態是時的順序由左至右顯示No.1，No.2……

（3）將可編程控制器的端口號改為4999，傳感器·設備的IP地址設備為192.168.0.5，端口號改為502，PLC與遠程設備的IP必須是同一網段，即IP地址的前三部分必須一致，否則無法通信。

（4）在WORKS3點擊菜單欄的工具下拉選擇通信協議支持功能項，進入后出現協議支持功能對話框，直接點擊確認進入通信協議支持的設置。如圖5所示。

（5）在通信協議支持功能對話框中點擊新建通信協議，點擊協議添加，在彈出協議添加對話框，在類型選擇中選擇通信協議庫，然后在型號選擇項中選擇MODBUS/TCP，在協議名下選擇03功能碼（讀保持寄存器），最后點擊確定完成通信協議的設置。協議號最多為8個，本項目中PLC只連接了一個遠程IO設備，所以協議號為1，同時遠程IO模塊只作為輸入模塊，因此結合MODBUS標準功能表，將協議名設為03，即保持寄存器的讀取，若將遠程IO作為輸入模塊，則應該將協議名設為04。如圖6所示。

（6）右鍵點擊通信類型列表中的發送&接收，點擊軟件元件批量設置命令，在彈出軟元件批量設置對話框中設置要進行數據采集的起始軟件元件號，本案例中設為D500，設置完成后點擊確認。如圖7所示。

（7）點擊發送數據包查看數據地址，傳輸ID：D500、模塊ID：D501、MODBUS地址D502（遠程I/O模塊輸入信號的MODBUS地址為0），讀取的點數：D503;

點擊接收數據包（1）—點擊配置數據—彈出配置元素設置對話框接收數據的存儲區域：D507。如圖8所示。

（8）設置完成后點擊在線/模塊定入寫入到PLC，點擊保存，保存的文件擴展名為tpx。

3? FX5的主站實施MODBUS/TCP通信的程序流程

FX5的主站實施MODBUS/TCP通信的程序流程如圖9所示。

程序的設計主要應用FX5 MODBUS TCP通信主要使用以下三個指令：建立連接SP.SOCOPEN、通信協議支持功能SP.ECPRTCL和切斷連接SP.SOCCLOS。建立連接指令的格式：ENO：=SP_SOCOPEN（EN，U0，s1，s2，d）;可根據指令執行后d值來判斷是否建立網絡連接，只有建立了網絡連接才能去對相應的設備執行通信協議。如表2所示。

執行協議指令格式ENO：=SP_ECPRTCL（EN，U0，s1，s2，s3，d）;本案例中連接設備的編號為1，連續執行的協議數，因只連接一臺遠程IO，協議數為1。如表3所示。

切斷連接指令格式為ENO：=SP_SOCCLOSE（EN，U0，s1，s2，d）。如表4所示。

FX5與遠程IO模塊TBEN-S1-8DXP通信例程如圖10和圖11所示。

本例程中X0為啟動、X1為關閉連接，例程主SD10680.0是內置以太網開放完成信號，其中b0的值表示連接第一臺設備的狀態，b1用來表示第二臺設備，本案例中只連接一臺遠程IO，所以只用到b0位。SD10681是內置以太網開放請求信號，其中b0用反映連接第一臺設備的請求信號。當建立連接時M100維持一個掃描周期的導通時間，M100的導通使M102置位，完成對協議執行前的初始化，M103在執行協議后導通一個掃描周期，在第90行將D507的數據送給K4M500，M500至M507為遠程IO作為輸入模塊8個輸入的狀態。

以上介紹FX5與遠程IO模塊TBEN-S1-8DXP以太網通信流程，希望本文能幫助讀者快速理解和掌握三菱FX5U與遠程IO模塊的通信的配置方法及程序設計。

4? 結? 論

采用以太網的方式實現FX5U與遠程IO模塊間的通信，網絡配置方便，通信程序編寫簡單，數據傳輸速度快，MODBUS/TCP的通信模塊將逐漸代替MODBUS/RTU通信模式。

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作者簡介：周彩云（1969.10—），男，漢族，廣東興寧人，電子高級講師，本科，研究方向：工業自動控制。