關鍵詞：
以太網(wǎng)
Socket通信
MC協(xié)議
摘要：本文主要介紹了三菱QnU系列PLC內置以太網(wǎng)Socket通信與三菱FX3GE系列內置以太網(wǎng) MC協(xié)議通信功能，以此闡述以太網(wǎng)通訊在工業(yè)自動化中大數(shù)據(jù)交換量的強大優(yōu)勢，并結合掃描槍、伺服、視覺及MES系統(tǒng)把不同型號的液晶屏分揀出來的應用。
引言
隨著社會現(xiàn)代化的高速發(fā)展，信息交流越來越重要、交換數(shù)據(jù)量也越來越大、越來越快，我們熟悉的手機通信行業(yè)已經(jīng)由2G發(fā)展為速度更快的4G，以及馬上投入運營的5G。同樣，在工控行業(yè)，對數(shù)據(jù)交換的數(shù)量和速度也提了很高的要求，原來的 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。
項目簡介
1.項目所在行業(yè)及背景
由于近年人工成本的提高，電子加工行業(yè)由原來的人工制造逐漸向機械自動化和機器人制造過度，某電子廠在加工液晶屏過程中，原來的液晶屏型號規(guī)格區(qū)分是由人工完成的，這樣不僅效率太慢，而且時間成本和人工成本都很高，為了節(jié)省時間和人工成本，有效快速的將不同批次不同規(guī)格的液晶屏區(qū)分開來，并有效管理產(chǎn)品，因此需要開發(fā)了分揀機。
2.工藝介紹
由于每個液晶屏入庫之前，物料信息沒有錄入MES系統(tǒng)，所以需要把含有不同信息的液晶屏進行分類整理，并把每個液晶屏的ID信息錄入MES系統(tǒng)。
3.項目使用的三菱FA 產(chǎn)品信息
表一
控制系統(tǒng)構成及網(wǎng)絡架構
圖一
產(chǎn)品選型論證
由于該機的從站控制器比較多，如果采用 CC-link 網(wǎng)絡通信，那么主站和智能設備站都需要添加 CC-link 模塊，這將會加大設備成本，而選用帶有內置以太網(wǎng)端口的Q系列CPU和帶有以太網(wǎng)端口FX3GE剛好解決了成本問題。Q 系列內置以太網(wǎng)有 16 個通道滿足了 FX3GE 和觸摸屏、視覺的鏈接數(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)量和刷新時間都能滿足要求，并且FX3GE-40MT/ES作為從站可以控制三個脈沖輸出，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)省了程序開發(fā)成本，并且在控制軸的數(shù)量上能滿足要求。
調試過程及主要難點
1，由于有 10 臺 FX3GE 與 Q CPU 通訊，如果 10 臺通訊同時調試加大了難度，所以可以先調試一臺 FX3GE 與 Q CPU 的通訊,首先設置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、打開方式、端口號、通訊數(shù)據(jù)代碼設置等。 FX3GE 參數(shù)設置如圖二。
圖二
Q10UDEHCPU內置以太網(wǎng)設置如圖三。
圖三
3，根據(jù)FX3GE 內置以太網(wǎng)MC 協(xié)議命令編寫相應的程序，MC協(xié)議讀寫軟元件時的主要命令和最大處理點數(shù)如圖四。
圖四
FX3GE MC 協(xié)議命令報文的控制順序如圖五。
圖五
報文命令的具體格式如圖七，圖六中報頭為 TCP/IP 或 UDP/IP用報頭。 在可編程控制器側， 以太網(wǎng)適配器會進行附加、 刪除， 無需用戶設置。副標題為 00H，PC 號為 FFH，監(jiān)視定時器可設定值為0000H～FFFFH(1～65535) (單位 250ms)，A 部分為數(shù)據(jù)的讀寫命令，結束代碼為對方設備向可編程控制器站進行數(shù)據(jù)讀出/寫入后的處理結果（00H: 正常結束，00H以外: 異常結束）。
圖六
4，根據(jù)FX3GE 內置以太網(wǎng)MC 協(xié)議的命令格式在Q CPU內進行編程，首先用Q 內置以太網(wǎng)的打開/關閉命令(SP.SOCOPEN/ SP.SOCCLOSE)對各個通道進行打開和關閉處理，然后再編寫進行發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)處理的程序，有關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：
a) 個體 FX3GE 的信息不能主動刷新給主體 PLC，需要 Q CPU通過程序實現(xiàn)刷新，加大了程序的復雜性。并且刷新速度不能太快，如果刷新太快會報錯，報錯代碼 2560。
b) Q CPU 在使用 Socket 通信功能編寫程序時以太網(wǎng)端口連接的接收模式(SP.SOCRMODE)需要選擇普通模式，如果選擇固定長模式時，由于 Q 從 FX3GE 接收的數(shù)據(jù)長不固定，會出現(xiàn)數(shù)據(jù)移位現(xiàn)象，無法取得正確的數(shù)據(jù)。
c) 由于Q CPU 和FX3GE 之間加了HUB，造成通訊錯誤或者中間斷線時Q CPU和FX3GE無法自動識別，解決辦法：在與Q CPU 和FX3GE 通訊的觸摸屏畫面各添加一個手動關閉按鈕，如果出現(xiàn)了通訊錯誤或者斷線，由操作人員通過觸摸屏按鈕關閉相應連接通道。
d) Q 內置以太網(wǎng)端口使用 Socket 通信進行編程打開相應通道時發(fā)送的 MC 協(xié)議命令讀寫軟元件個數(shù)必須在容許范圍內，不然會報錯,報錯代碼2556，最大點數(shù)見圖五。如果一次通信中可處理的最大點數(shù)小于實際工程中的軟元件點數(shù)，那么 QCPU 就要通過程序分時發(fā)送命令進行讀寫軟元件。
總結
經(jīng)過系統(tǒng)調試，主體Q與個體FX數(shù)據(jù)通訊正常，并與MES系統(tǒng)交互數(shù)據(jù)正常，目前該機已經(jīng)在客戶生產(chǎn)車間投入運行，整體運行穩(wěn)定，不但降低了人工成本，還提高了工作效率。
參考文獻
三菱可編程控制器QnUCPU 內置以太網(wǎng)端口通信用戶手冊
三菱微型可編程控制器 FX3U-ENET-ADP 用戶手冊
