FX PLC编程口通信协议分析
摘要：通过监视串口数据的收发，分析FX2N PLC编程口的通信协议，从而获得PLC底层通信的方法。该协议可用于PLC与上位机的直接通信。
关键词：FX2N PLC,通信协议,编程口
1 前言
三菱FX2N系列PLC的通信方式有多种：（1）N：N网络；（2）并行连接；（3）计算机链连接（使用专用协议）；（4）无协议通信（使用RS485，RS指令）；（5）编程口通信。这几种通信方式各有特点，前4种协议需要对PLC进行设置或采用专用指令，编程口通信协议无需对PLC进行编程就可以直接读写PLC。通过对三菱自带编程软件与PLC通信的监控与分析，可以得到PLC编程口通信的底层通信协议，从而获得PLC底层通信的方法，实现对PLC内部资源的访问。
2 分析思路
三菱FXGP编程软件是FX PLC的编程开发软件，PC机RS232通过 FX-232AW 模块与编程口直接通信。为了分析FXGP与PLC的通信协议，在PC与PLC之间插入一个检测器，实时截获PC机串口上的收发数据。根据编程手册，有关通信参数为：9600，7，E，1，ASCII码方式。检测线路见图1。
3 通信协议分析
FX PLC的内部数据主要包括：D寄存器（每个寄存器二字节长）、M（位地址）、S（位地址）、T（位地址）、C（位地址）、X（位地址）、Y（位地址）。
数据帧基本格式：
表1 FX2N PLC 数据帧基本格式
Tab.1 FX2N PLC basic protocol format
16进制控制码：
表2 FX2N PLC 控制码
Tab.2 FX2N PLC control code
3．1 读D寄存器
读PLC软设备的状态值。读命令码30h, 读命令数据帧格式：
表3 FX2N PLC 读命令数据帧格式
Tab.3 FX2N PLC protocol format of read data
例：从D123开始读取4个字节数据。计算首地址：123×2+1000h=104Fh
PC机向PLC发出下列命令数据串：
表4 FX2N PLC 读命令数据帧格式示例
Tab.4 A sample of read data from FX2N PLC
和校验：cmd+…+ETX=31h+30h+34h+46h+30h+34H+03h=74h，高位‘7’，低位‘4’
PLC返回值：
假设从D123读回3584这个数据，返回数据帧格式：
表5 FX2N PLC 读命令返回数据帧格式示例
Tab.5 A sample of retuned data from FX2N PLC
和校验：33h+35h+38h+34h+03h=D6h, 高位‘D’，低位‘6’
3．2 写D寄存器
向PLC软设备的写入值。
写命令码31h, 写命令数据帧格式：
表6 FX2N PLC 写命令数据帧格式
Tab.6 FX2N PLC protocol format of write data
例：向D123开始的存储器中写入1234、ABCD。
计算首地址：123×2+1000h=104Fh
PC机向PLC发出下列命令数据串：
表7 FX2N PLC 写命令数据帧格式示例
Tab.7 A sample of write data to FX2N PLC
和校验：cmd+…+ETX=31h+30h+34h+46h+30h+34H+33h+34h+31h+32h+43h+44h+41h+42h +03h=49h，高位‘4’，低位‘9’
每个D寄存器占2个字节，低8位在前高8位在后。
PLC返回值：
若成功写入，返回06h；若写入失败，返回15h。
3．3 位设备置位
FX PLC2N的位设备主要有：M、S、T、C、X、Y。
位设备置位命令码：37h，命令数据帧格式：
表8 FX2N PLC 位设备置位数据帧格式
Tab.8 Force on bit device of FX2N PLC
例：M1置位
计算地址：1×100h+8=0108h（四位地址），地址码：30h 31h 30h 38h
命令串：
表9 FX2N PLC 位设备置位数据帧示例
Tab.9 A sample of Forcing on bit device of FX2N PLC
和校验：cmd+…+ETX=37h+30h+31h+30h+38H+03h=03h，高位‘0’，低位‘3’
PLC返回值：
若成功写入，返回06h；若写入失败，返回15h。
3．4 位设备复位
位设备复位命令码：38h，命令数据帧格式：
表10 FX2N PLC 位设备复位数据帧格式
Tab.10 Force off bit device of FX2N PLC
例：M1复位
计算地址：1×100h+8=0108h（四位地址），地址码：30h 31h 30h 38h
命令串：
表11 FX2N PLC 位设备复位数据帧格式示例
Tab.11 A sample of Forcing off bit device of FX2N PLC
和校验：cmd+…+ETX=38h+30h+31h+30h+38H+03h=04h，高位‘0’，低位‘4’
PLC返回值：
若成功写入，返回06h；若写入失败，返回15h。
4 应用
4．1 PC与PLC直接通信
图2 为采用PLC编程口通信协议设计的上位机监控系统，编程设计语言采用VB或VC等软件。其优点是：无需购买组态软件，监控系统具有自主知识产权，PLC方无需编写通信指令。
4．2 单片机系统与PLC通信
图3 为采用PLC编程口通信协议设计的单片机应用系统。若以PLC为主机，单片机系统可以是PLC的人机界面（显示/键盘/触摸屏等）或是功能扩展（I/O、DA/AD等）。若以单片机系统为主机，PLC实现应用系统中的强电控制,是一种经济、有效的设计方法。
参考文献：
1、 User’ manual of FX Communication (RS232C,RS485), MITSUBISHI ELECTRIC
Protocol analysis of FX PLC programming port
Ge Huimin
(Zhejiang Institute of Mechanical & Electrical Engineering,
Hangzhou 310053,China)
Abstracts: By transparent monitoring the serial communication lines, all the data and communication statuses between PLC and PC must be watched and analyzed, and a new communication method was got. This protocol can be used for linking FX programmable controller and PC directly.
Keyword: FX2N PLC，protocol, programming port.
Reference:
1、User’ manual of FX Communication (RS232C,RS485), MITSUBISHI ELECTRIC
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