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GraniStudio : MC 協(xié)議深度剖析

蘇州格拉尼 ? 來(lái)源:jf_84050716 ? 作者:jf_84050716 ? 2025-08-04 09:57 ? 次閱讀
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工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域,三菱電機(jī)的 MC(MELSEC Communication)協(xié)議是連接上位機(jī)與三菱 PLC 的核心通信標(biāo)準(zhǔn),廣泛應(yīng)用于汽車(chē)制造、電子加工等精密生產(chǎn)場(chǎng)景。GraniStudio 軟件作為工業(yè)級(jí)零代碼開(kāi)發(fā)平臺(tái),其內(nèi)置的 MC 協(xié)議客戶(hù)端模塊通過(guò)高度封裝的可視化功能,將復(fù)雜的協(xié)議細(xì)節(jié)轉(zhuǎn)化為 “拖拽式” 操作。本文將聚焦 MC 協(xié)議客戶(hù)端的機(jī)制設(shè)置、幀結(jié)構(gòu)、通信規(guī)范及交互流程,結(jié)合 GraniStudio 的功能實(shí)現(xiàn),展開(kāi)技術(shù)細(xì)節(jié)的深度解析。

一、MC 協(xié)議的技術(shù)內(nèi)核與工業(yè)定位?

MC(MELSEC Communication)協(xié)議是三菱電機(jī)為其 PLC 系列開(kāi)發(fā)的專(zhuān)屬通信協(xié)議,基于 FINS(Factory Interface Network Service)協(xié)議架構(gòu),運(yùn)行在 TCP/IP 或串行通信物理層之上,主要用于實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與三菱 PLC 之間的數(shù)據(jù)交互。?

1.1 協(xié)議分層架構(gòu)?

MC 協(xié)議采用三層架構(gòu)設(shè)計(jì):?

物理層:支持 10/100Mbps 以太網(wǎng)(默認(rèn)端口 5006)和 RS-232C/485 串行總線(xiàn)(波特率 9600-115200bps),為數(shù)據(jù)傳輸提供物理通道;?

傳輸層:基于 TCP 協(xié)議實(shí)現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸,通過(guò)三次握手建立連接,確保數(shù)據(jù)的有序性和完整性;?

應(yīng)用層:定義了一套完整的指令集,用于實(shí)現(xiàn)對(duì)三菱 PLC 寄存器(如輸入繼電器 X、輸出繼電器 Y、輔助繼電器 M、數(shù)據(jù)寄存器 D 等)的訪(fǎng)問(wèn)和控制。?

1.2 核心技術(shù)特點(diǎn)?

針對(duì)性適配:專(zhuān)為三菱 PLC 設(shè)計(jì),完美適配 FX 系列、Q 系列、L 系列等全系列產(chǎn)品,能充分發(fā)揮硬件性能;?

高效數(shù)據(jù)交互:采用 “請(qǐng)求 - 響應(yīng)” 模式,客戶(hù)端發(fā)送指令后,PLC 立即返回響應(yīng),數(shù)據(jù)交互延遲可控制在毫秒級(jí);?

豐富指令集:包含讀取、寫(xiě)入、強(qiáng)制置位、密碼驗(yàn)證等多種指令,可滿(mǎn)足不同的工業(yè)控制需求;?

兩種幀格式:支持 3E 幀(適用于 FX5、Q 等新型 PLC,支持 32 位數(shù)據(jù)操作)和 4C 幀(適用于 FX3G 等舊款 PLC,僅支持 16 位數(shù)據(jù)操作),兼顧兼容性與先進(jìn)性。?

在工業(yè)場(chǎng)景中,MC 協(xié)議的價(jià)值主要體現(xiàn)在對(duì)三菱 PLC 的精準(zhǔn)控制和高效數(shù)據(jù)采集上,尤其在電子制造、汽車(chē)零部件等對(duì)控制精度要求較高的行業(yè)應(yīng)用廣泛。

通信交互流程如下:

以太網(wǎng)通訊流程圖:

wKgZO2iPcLOAPV6VAAD-zMQqyGc968.jpg

串口配置通信流程圖:

wKgZPGiPcLOAJ7_kAAAitcsClXk578.jpg

?二、MC 協(xié)議客戶(hù)端的核心機(jī)制設(shè)置?

MC 協(xié)議客戶(hù)端的運(yùn)行依賴(lài)于針對(duì)三菱 PLC 硬件特性設(shè)計(jì)的通信機(jī)制,這些機(jī)制在 GraniStudio 中通過(guò)可視化配置實(shí)現(xiàn),底層嚴(yán)格遵循三菱《MELSEC Communication Protocol Reference》規(guī)范:?

2.1 連接建立的分級(jí)機(jī)制?

MC 協(xié)議客戶(hù)端與 PLC 的連接需經(jīng)過(guò) “物理層適配 - 協(xié)議版本協(xié)商 - 數(shù)據(jù)交互授權(quán)” 三步流程,核心參數(shù)配置如下:?

物理層適配機(jī)制:支持 TCP/IP(Ethernet)和串行通信(RS-232C/485)兩種模式。TCP/IP 模式下需配置 PLC 的 IP 地址(如 192.168.3.3)和端口號(hào)(默認(rèn) 5006),超時(shí)時(shí)間(1-65535ms,默認(rèn) 2000ms);串行模式則需設(shè)置波特率(如 9600bps)、數(shù)據(jù)位(8 位)、停止位(1 位)、校驗(yàn)位(無(wú)校驗(yàn))。GraniStudio 的 “三菱 PLC 初始化” 算子中,用戶(hù)可通過(guò)下拉菜單選擇連接方式,系統(tǒng)自動(dòng)匹配物理層參數(shù)。?

協(xié)議版本協(xié)商機(jī)制:客戶(hù)端發(fā)起連接時(shí)需指定協(xié)議版本,支持兩種主流版本:?

MC 協(xié)議 3E 幀:適用于 FX5 系列、Q 系列等新型 PLC,支持 32 位數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)和批量操作;?

MC 協(xié)議 4C 幀:兼容 FX3G、L 系列等舊款 PLC,僅支持 16 位數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)。?

GraniStudio 會(huì)根據(jù) PLC 型號(hào)自動(dòng)推薦協(xié)議版本,用戶(hù)也可手動(dòng)切換,切換后系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整幀結(jié)構(gòu)適配。?

2.2 數(shù)據(jù)交互的地址映射機(jī)制?

MC 協(xié)議通過(guò)內(nèi)存地址映射表實(shí)現(xiàn)對(duì) PLC 寄存器的精準(zhǔn)訪(fǎng)問(wèn),客戶(hù)端需遵循嚴(yán)格的地址編碼規(guī)則,GraniStudio 內(nèi)置地址轉(zhuǎn)換器簡(jiǎn)化配置:?

PLC 寄存器類(lèi)型? 地址格式(三菱格式)? MC 協(xié)議編碼(十六進(jìn)制)? GraniStudio 配置示例?
輸入繼電器(X)? X0-X177777? 9C + 十進(jìn)制地址 ×2? X10 → 十進(jìn)制地址 = 10 → 10×2=20 → 十六進(jìn)制00 20 → 9C 00 14
輸出繼電器(Y)? Y0-Y177777? 9D + 十進(jìn)制地址 ×2? Y20 → 十進(jìn)制地址 = 20 → 20×2=40 → 十六進(jìn)制00 40 → 9D 00 28
輔助繼電器(M)? M0-M32767? 90 + 十進(jìn)制地址 ×2? M100 → 十進(jìn)制地址 = 100 → 100×2=200 → 十六進(jìn)制00 C8 → 90 00 C8
數(shù)據(jù)寄存器(D)? D0-D32767? A8 + 十進(jìn)制地址 ×2? D200 → 十進(jìn)制地址 = 200 → 200×2=400 → 十六進(jìn)制01 90 → A8 01 90
定時(shí)器當(dāng)前值(T)? T0-T255? 8A + 十進(jìn)制地址 ×2? T10 → 十進(jìn)制地址 = 10 → 10×2=14 → 十六進(jìn)制00 14 → 8A 00 0E

?例如,訪(fǎng)問(wèn) D200 時(shí),十進(jìn)制地址 200 轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制00C8,乘以 2 后為0190,故 MC 協(xié)議編碼為A8 01 90。GraniStudio 的 “三菱寄存器讀/寫(xiě)”算子 支持直接輸入三菱格式(如 D200),系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為協(xié)議編碼,無(wú)需手動(dòng)計(jì)算。?

三、MC 協(xié)議客戶(hù)端的幀數(shù)據(jù)格式?

MC 協(xié)議基于 TCP/IP 或串行總線(xiàn)傳輸,其幀結(jié)構(gòu)包含幀頭 - 指令體 - 校驗(yàn)尾三部分,底層格式對(duì)調(diào)試至關(guān)重要:?

3.1 TCP 模式下的幀結(jié)構(gòu)(3E 幀為例)?

3.1.1TCP 模式下的幀結(jié)構(gòu)(3E 幀、4C 幀)

?TCP 模式下的 3E 幀結(jié)構(gòu)同樣包含多個(gè)關(guān)鍵部分,其具體組成如下:?

字段? 字節(jié)數(shù)? 說(shuō)明?
頭部? 4 字節(jié)? 一般與 TCP/IP 協(xié)議相關(guān)的頭部信息,用于在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆酚珊涂刂?,其格式遵?TCP/IP 協(xié)議棧的規(guī)范,不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和配置下可能會(huì)有一些細(xì)微差別,但總體上是為了確保數(shù)據(jù)能夠準(zhǔn)確無(wú)誤地在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)侥繕?biāo)設(shè)備。?
副頭部? 2 字節(jié)? 這部分信息用于進(jìn)一步明確幀的性質(zhì)和用途。例如,它可以表示該幀是指令報(bào)文還是響應(yīng)報(bào)文,幫助接收方準(zhǔn)確判斷幀的類(lèi)型,從而采取相應(yīng)的處理方式。?
設(shè)備地址? 1 字節(jié)? 用于指定目標(biāo) PLC 的物理地址,其取值范圍為 0~255,其中00代表廣播地址。通過(guò)這個(gè)地址,發(fā)送方可以將數(shù)據(jù)準(zhǔn)確地發(fā)送到特定的 PLC 設(shè)備上,實(shí)現(xiàn)一對(duì)一或一對(duì)多的通信。?
功能碼? 1 字節(jié)? 定義了具體的通信操作類(lèi)型。比如,01代表 “讀取線(xiàn)圈”,05代表 “強(qiáng)制單線(xiàn)圈” 等。不同的功能碼對(duì)應(yīng)著不同的操作,使得設(shè)備之間能夠進(jìn)行多樣化的交互,滿(mǎn)足各種工業(yè)控制的需求。?
數(shù)據(jù)長(zhǎng)度? 1 字節(jié)? 表示數(shù)據(jù)區(qū)的字節(jié)數(shù),其范圍為 0~255。接收方可以根據(jù)這個(gè)字段準(zhǔn)確地判斷出數(shù)據(jù)區(qū)的大小,從而正確地提取出數(shù)據(jù)。?
數(shù)據(jù)區(qū)? N 字節(jié)? 包含了具體的通信數(shù)據(jù),其格式與功能碼緊密匹配。例如,如果功能碼是讀取軟元件,那么數(shù)據(jù)區(qū)可能就包含了要讀取的軟元件地址等信息;如果是寫(xiě)入操作,數(shù)據(jù)區(qū)則會(huì)包含要寫(xiě)入的數(shù)據(jù)值等。?
CRC 校驗(yàn)碼? 2 字節(jié)? 采用循環(huán)冗余校驗(yàn)的方式,低位在前。其校驗(yàn)范圍覆蓋從設(shè)備地址到數(shù)據(jù)區(qū)的所有字節(jié),通過(guò)這種校驗(yàn)方式,可以有效地檢測(cè)出數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中是否出現(xiàn)錯(cuò)誤,保證數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性。?

關(guān)鍵特性?

兼容性?xún)?yōu)勢(shì):3E 幀結(jié)構(gòu)在一些特定的三菱 PLC 型號(hào)以及相關(guān)的工業(yè)設(shè)備中具有良好的兼容性。例如,在 FX5U 系列、Q 系列、Qna 系列、L 系列、R 系列等 PLC 的以太網(wǎng)通信中,QnA 兼容 3E 幀被廣泛應(yīng)用。這使得不同型號(hào)的設(shè)備之間能夠基于相同的幀結(jié)構(gòu)進(jìn)行穩(wěn)定的通信,降低了系統(tǒng)集成的難度。?

數(shù)據(jù)傳輸特點(diǎn):雖然其最大數(shù)據(jù)長(zhǎng)度相較于 TCP 模式下的 4C 幀要小,單幀數(shù)據(jù)區(qū)最大為 255 字節(jié),但在一些對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高且數(shù)據(jù)量相對(duì)較小的工業(yè)控制場(chǎng)景中,如傳感器數(shù)據(jù)的快速采集與反饋控制,3E 幀能夠快速地進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和響應(yīng)。它避免了因傳輸大量冗余數(shù)據(jù)而導(dǎo)致的延遲,確保了控制指令能夠及時(shí)送達(dá)目標(biāo)設(shè)備,設(shè)備狀態(tài)也能及時(shí)反饋給控制端。?

校驗(yàn)可靠性:采用 CRC 校驗(yàn)碼,這種校驗(yàn)方式在噪聲較高的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中具有較高的校驗(yàn)精度,能夠有效檢測(cè)出數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的誤碼,相較于簡(jiǎn)單的和校驗(yàn),能夠提供更可靠的數(shù)據(jù)驗(yàn)證,保障了通信的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性,尤其適用于對(duì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性要求苛刻的工業(yè)控制任務(wù)。

4C 幀:TCP 模式下的 MC 協(xié)議基于以太網(wǎng)傳輸,依賴(lài) TCP/IP 協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)可靠通信,其 4C 幀結(jié)構(gòu)在工業(yè)控制中常用于 PLC 與上位機(jī)的大數(shù)據(jù)量交互(如參數(shù)配置、批量數(shù)據(jù)讀寫(xiě))。?

字段? 字節(jié)數(shù)? 說(shuō)明?
幀頭? 4 字節(jié)? 固定為50 00 00 00(十六進(jìn)制),用于標(biāo)識(shí) 4C 幀的起始。?
設(shè)備標(biāo)識(shí)? 2 字節(jié)? 目標(biāo) PLC 的邏輯地址(如00 00代表默認(rèn)設(shè)備)。?
功能碼? 2 字節(jié)? 定義通信操作類(lèi)型,如04 01代表 “讀取軟元件”,14 01代表 “寫(xiě)入軟元件”。?
數(shù)據(jù)長(zhǎng)度? 2 字節(jié)? 數(shù)據(jù)區(qū)的字節(jié)數(shù)(十六進(jìn)制,高位在前),范圍 0~65535
數(shù)據(jù)區(qū)? N 字節(jié)? 具體通信數(shù)據(jù),格式由功能碼決定(如軟元件地址、數(shù)據(jù)值)。?
校驗(yàn)碼? 1 字節(jié)? 和校驗(yàn)(所有字段累加后取低 8 位),用于驗(yàn)證數(shù)據(jù)完整性。?

關(guān)鍵特性

無(wú)幀尾:TCP 協(xié)議本身提供重傳機(jī)制,4C 幀無(wú)需額外幀尾標(biāo)識(shí)。?

數(shù)據(jù)長(zhǎng)度靈活:支持單次傳輸大量數(shù)據(jù)(最大 65535 字節(jié)),適合批量操作。?

和校驗(yàn):通過(guò)簡(jiǎn)單的累加校驗(yàn)快速驗(yàn)證數(shù)據(jù),降低通信延遲。

串行模式下的幀結(jié)構(gòu)(3E 幀、4C 幀)

串行模式(如 RS-232/RS-485)依賴(lài) 串口通信。3E 幀結(jié)構(gòu)緊湊,包含幀頭、設(shè)備地址、功能碼數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、數(shù)據(jù)區(qū)、CRC 校驗(yàn)碼6 部分:

字段? 字節(jié)數(shù)? 說(shuō)明?
幀頭? 3 字節(jié)? 固定為02 30 30(十六進(jìn)制),ASCII 碼對(duì)應(yīng) “STX 0 0”,標(biāo)識(shí)幀起始。?
設(shè)備地址? 1 字節(jié)? 目標(biāo) PLC 的物理地址(0~255,00為廣播地址)。?
功能碼? 1 字節(jié)? 操作類(lèi)型,如01代表 “讀取線(xiàn)圈”,05代表 “強(qiáng)制單線(xiàn)圈”。?
數(shù)據(jù)長(zhǎng)度? 1 字節(jié)? 數(shù)據(jù)區(qū)字節(jié)數(shù)(0~255)。?
數(shù)據(jù)區(qū)? N 字節(jié)? 具體數(shù)據(jù)(如軟元件地址、數(shù)值),格式與功能碼匹配。?
CRC 校驗(yàn)碼? 2 字節(jié)? 循環(huán)冗余校驗(yàn)(低位在前),覆蓋從設(shè)備地址到數(shù)據(jù)區(qū)的所有字節(jié)。?

關(guān)鍵特性?

幀頭固定:3 字節(jié) “STX+00” 便于硬件快速識(shí)別幀起始。?

CRC 校驗(yàn):適合噪聲較高的串行鏈路,校驗(yàn)精度高于和校驗(yàn)。?

短幀優(yōu)化:?jiǎn)螏畲箝L(zhǎng)度 263 字節(jié),適合實(shí)時(shí)性要求高的場(chǎng)景(如開(kāi)關(guān)量控制)。

4C 幀:串行模式 4C 幀是 3E 幀的擴(kuò)展版本,支持更復(fù)雜的通信需求(如 FX5U 系列 PLC 的串口通信),兼容多種數(shù)據(jù)格式。?

1. 幀結(jié)構(gòu)組成?

4C 幀結(jié)構(gòu)由幀頭、識(shí)別符、格式碼、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、數(shù)據(jù)區(qū)、校驗(yàn)碼6 部分組成,具體如下:?

字段?? 字節(jié)數(shù)?? 說(shuō)明??
幀頭?? 4 字節(jié)?? 固定為50 4C 43 46(十六進(jìn)制,對(duì)應(yīng) ASCII “PLC F”),標(biāo)識(shí) 4C 幀。??
識(shí)別符?? 1 字節(jié)?? 固定為F8(十六進(jìn)制),用于區(qū)分其他幀類(lèi)型。??
格式碼?? 1 字節(jié)?? 定義數(shù)據(jù)格式,如01(格式 1,無(wú)校驗(yàn))、04(格式 4,帶和校驗(yàn))。??
數(shù)據(jù)長(zhǎng)度?? 2 字節(jié)?? 數(shù)據(jù)區(qū)字節(jié)數(shù)(高位在前),范圍 0~65535。??
數(shù)據(jù)區(qū)?? N 字節(jié)?? 包含設(shè)備地址、功能碼、具體數(shù)據(jù)(與 TCP 模式 4C 幀數(shù)據(jù)區(qū)格式類(lèi)似)。??
校驗(yàn)碼?? 1~2 字節(jié)?? 格式 1 無(wú)校驗(yàn),格式 4 為 1 字節(jié)和校驗(yàn),其他格式可能為 2 字節(jié) CRC(依設(shè)備而定)。??

?應(yīng)用場(chǎng)景:

FX5U 系列 PLC:串口通信時(shí)常用 4C 幀,支持格式 1/4/5,其中格式 4 需強(qiáng)制添加和校驗(yàn)。

混合通信:可同時(shí)傳輸設(shè)備地址和功能碼,兼容多設(shè)備組網(wǎng)。

GraniStudio 的 “讀三菱PCL寄存器”和“寫(xiě)三菱PCL寄存器” 算子會(huì)自動(dòng)計(jì)算數(shù)據(jù)長(zhǎng)度和校驗(yàn)碼,用戶(hù)無(wú)需手動(dòng)計(jì)算。?

3.2 指令體結(jié)構(gòu)(讀取 / 寫(xiě)入操作)?

以讀取 D200-D201 的Read Request指令體為例,完整結(jié)構(gòu)如下:?

指令代碼:04 01(讀取操作)?

子指令:00 00(16位數(shù)據(jù))?

地址列表:?

- 第一個(gè)地址:A8 01 90(D200)?

- 第二個(gè)地址:A8 01 92(D201)?

讀取長(zhǎng)度:00 02(2個(gè)字)?

對(duì)應(yīng)的響應(yīng)幀中,數(shù)據(jù)體為00 01 00 02(表示 D200=1,D201=2),GraniStudio 中“讀三菱PCL寄存器”和“寫(xiě)三菱PCL寄存器”算子會(huì)自動(dòng)解析為十進(jìn)制數(shù)值并顯示。?

四、MC 協(xié)議客戶(hù)端的通信格式與內(nèi)容?

MC 協(xié)議的通信內(nèi)容圍繞功能碼 + 地址 + 數(shù)據(jù)的三元組結(jié)構(gòu),不同操作對(duì)應(yīng)特定的功能碼,常見(jiàn)操作如下:?

4.1 核心功能碼與通信格式?

讀取操作(功能碼04 01):?

請(qǐng)求格式:04 01 + 子指令 + 地址列表 + 讀取長(zhǎng)度?

響應(yīng)格式:00 00(成功) + 數(shù)據(jù)值(每個(gè)字 2 字節(jié))?

錯(cuò)誤響應(yīng):01 01(地址錯(cuò)誤) + 錯(cuò)誤碼(2 字節(jié))?

寫(xiě)入操作(功能碼04 02):?

請(qǐng)求格式:04 02 + 子指令 + 地址 + 寫(xiě)入長(zhǎng)度 + 數(shù)據(jù)值?

響應(yīng)格式:00 00(成功)或錯(cuò)誤碼(如02 03= 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度錯(cuò)誤)?

強(qiáng)制置位(功能碼05 03):?

請(qǐng)求格式:05 03 + 地址(如 Y10) + 置位值(00 01= 置 1,00 00= 置 0)?

響應(yīng)格式:00 00(成功)?

例如,向 D200 寫(xiě)入 1234(十六進(jìn)制04D2)的請(qǐng)求幀為:?

50 00(幀頭) 00 0E(數(shù)據(jù)長(zhǎng)度14) 00 00(網(wǎng)絡(luò)號(hào)+站號(hào))?

04 02(寫(xiě)入功能碼) 00 00(16位) A8 01 90(D200)?

00 01(寫(xiě)入1字) 04 D2(數(shù)據(jù)值) XX XX(CRC校驗(yàn))?

4.2 數(shù)據(jù)類(lèi)型編碼規(guī)則?

MC 協(xié)議支持多種數(shù)據(jù)類(lèi)型,客戶(hù)端需根據(jù) PLC 寄存器類(lèi)型選擇匹配的編碼方式:?

16 位整數(shù)(INT):2 字節(jié)大端序,如 1234 → 04 D2?

32 位整數(shù)(DINT):4 字節(jié)大端序,如 123456 → 00 01 E2 40?

浮點(diǎn)數(shù)(REAL):4 字節(jié) IEEE 754 格式,如 3.14 → 40 48 F5 C3?

字符串(STRING):1 字節(jié)長(zhǎng)度 + ASCII 碼,如 "RUN" → 03 52 55 4E?

五、GraniStudio 對(duì) MC 協(xié)議的技術(shù)整合與功能實(shí)現(xiàn)?

5.1 協(xié)議解析與幀處理機(jī)制?

GraniStudio “讀三菱PCL寄存器”和“寫(xiě)三菱PCL寄存器”算子內(nèi)置 MC 協(xié)議解析引擎,能自動(dòng)識(shí)別 3E 幀和 4C 幀格式,并完成幀結(jié)構(gòu)的解析顯示UI列表:?

幀頭處理:自動(dòng)生成幀標(biāo)識(shí)符(3E 幀為50 00,4C 幀為52 00),根據(jù)數(shù)據(jù)體長(zhǎng)度計(jì)算并填充數(shù)據(jù)長(zhǎng)度字段(大端序);?

地址編碼轉(zhuǎn)換:將用戶(hù)輸入的三菱 PLC 地址(如 D200)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為 MC 協(xié)議的地址編碼(A8 01 90),無(wú)需用戶(hù)手動(dòng)計(jì)算;?

CRC 校驗(yàn):采用 X25 標(biāo)準(zhǔn)的 CRC16 算法(多項(xiàng)式0x1021)對(duì)幀數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn),確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾?,校?yàn)失敗時(shí)自動(dòng)觸發(fā)重傳機(jī)制。?

5.2 硬件適配與兼容性處理?

為應(yīng)對(duì)三菱不同系列 PLC 的差異,GraniStudio 建立了硬件特性庫(kù),實(shí)現(xiàn)了全方位的兼容性支持:?

手動(dòng)選擇 PLC 型號(hào):通過(guò)在三菱PLC初始化配置姐買(mǎi)你手動(dòng)選擇PLC型號(hào)(如 FX5U、Q03UDV 等),并加載對(duì)應(yīng)的特性配置;?

幀格式自適應(yīng):根據(jù) PLC 型號(hào)選擇 3E 幀或 4C 幀格式,如檢測(cè)到 FX3G PLC 時(shí),自動(dòng)切換為 4C 幀,避免因幀格式不兼容導(dǎo)致的通信失敗;?

功能限制適配:針對(duì)不同 PLC 的功能限制進(jìn)行適配,如 FX3G PLC 的批量操作最大支持 32 點(diǎn),GraniStudio 中“讀/寫(xiě)寄存器”會(huì)自動(dòng)將超過(guò) 32 點(diǎn)的操作拆分為多個(gè)請(qǐng)求,確保操作的有效性。?

5.3 功能算子的實(shí)現(xiàn)?

GraniStudio 為 MC 協(xié)議設(shè)計(jì)了一系列功能算子,覆蓋從連接建立到數(shù)據(jù)交互的全流程:?

wKgZO2iPcLSAWjXLAADZVc9xVwc591.jpg

三菱 PLC 初始化算子:用戶(hù)通過(guò)圖形化界面配置。選擇協(xié)議類(lèi)型為:“以太網(wǎng)二進(jìn)制格式”或“以太網(wǎng)ASCLL”格式時(shí)需配置 PLC 的 IP 地址、端口號(hào)、型號(hào)、超時(shí)時(shí)間等參數(shù),算子自動(dòng)完成 TCP 連接建立、幀格式協(xié)商和密碼驗(yàn)證(若需),生成通信資源句柄供后續(xù)操作使用。例如,連接 FX5U PLC 時(shí),用戶(hù)只需輸入 IP 地址 “192.168.3.3”、端口號(hào) “5006”,選擇 PLC 型號(hào) “FX5U”,即可完成初始化;選擇協(xié)議類(lèi)型為:“串口通信格式”時(shí),需配置PCL的串口號(hào)(如 COM1、COM2 等,具體取決于計(jì)算機(jī)實(shí)際連接的串口設(shè)備編號(hào) )、波特率(常見(jiàn)的有 9600、19200、38400 等,需要與 PLC 側(cè)設(shè)置的波特率保持一致 )、數(shù)據(jù)位(通常為 7 位或 8 位 )、停止位(一般是 1 位或 2 位 )、校驗(yàn)位(可以選擇無(wú)校驗(yàn)、奇校驗(yàn)、偶校驗(yàn)等 ),即可完成初始化。

wKgZPGiPcLSAZrhtAACQAb6fET8708.jpg

三菱寄存器讀取算子:支持按地址讀取三菱 PLC 的寄存器數(shù)據(jù),用戶(hù)只需輸入目標(biāo)地址(如 “D200-D201”)和數(shù)據(jù)類(lèi)型(如 16 位整數(shù)、32 位浮點(diǎn)數(shù)),算子自動(dòng)生成讀取指令幀,發(fā)送后解析響應(yīng)數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)格式返回。該算子支持批量讀取,一次最多可讀取 200 個(gè)連續(xù)地址,大幅提升數(shù)據(jù)采集效率;?

wKgZO2iPcLSADCX7AAC_ojVpEfE533.jpg

三菱寄存器寫(xiě)入算子:用于向三菱 PLC 的寄存器寫(xiě)入數(shù)據(jù),用戶(hù)輸入目標(biāo)地址、數(shù)據(jù)類(lèi)型和寫(xiě)入值后,算子自動(dòng)校驗(yàn)數(shù)據(jù)合法性(如數(shù)據(jù)是否在寄存器量程范圍內(nèi)),生成寫(xiě)入指令幀并發(fā)送,根據(jù)響應(yīng)結(jié)果返回寫(xiě)入狀態(tài)(成功 / 失敗及錯(cuò)誤碼)。例如,向 Y10 輸出繼電器寫(xiě)入 “1” 時(shí),算子會(huì)生成強(qiáng)制置位指令,控制繼電器動(dòng)作;

wKgZPGiPcLSASnmgAACuQkVdCPY693.jpg

六、S7 協(xié)議與 MC 協(xié)議在 GraniStudio 中的協(xié)同應(yīng)用?

在包含西門(mén)子和三菱 PLC 的混合工業(yè)控制系統(tǒng)中,GraniStudio 對(duì) S7 協(xié)議和 MC 協(xié)議的整合支持,實(shí)現(xiàn)了多品牌 PLC 的統(tǒng)一管理與協(xié)同控制。?

某汽車(chē)零部件工廠(chǎng)的生產(chǎn)線(xiàn)同時(shí)采用了西門(mén)子 S7-1500 PLC(控制焊接設(shè)備)和三菱 FX5U PLC(控制裝配機(jī)械臂),通過(guò) GraniStudio 實(shí)現(xiàn)了以下協(xié)同應(yīng)用:?

數(shù)據(jù)集中采集:利用 S7 讀取算子每 100ms 采集 S7-1500 PLC 的焊接電流(DB10.DBD0)、焊接時(shí)間(DB10.DBD4)等參數(shù),通過(guò) MC 讀取算子同時(shí)采集 FX5U PLC 的機(jī)械臂位置(D100-D102)、裝配壓力(D103)等數(shù)據(jù),所有數(shù)據(jù)匯總至中央數(shù)據(jù)庫(kù),實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)狀態(tài)的全面監(jiān)控;?

跨品牌協(xié)同控制:當(dāng)中央系統(tǒng)檢測(cè)到焊接質(zhì)量異常(焊接電流超出閾值)時(shí),通過(guò) S7 寫(xiě)入算子向 S7-1500 PLC 發(fā)送 “暫停焊接” 指令(M0.0=1),同時(shí)通過(guò) MC 寫(xiě)入算子向 FX5U PLC 發(fā)送 “暫停裝配” 指令(M100=1),避免不合格品流入下一道工序,整個(gè)協(xié)同響應(yīng)過(guò)程控制在 500ms 以?xún)?nèi);?

統(tǒng)一運(yùn)維管理:通過(guò) GraniStudio 的異常診斷功能,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)兩臺(tái) PLC 的通信狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù),當(dāng) S7-1500 PLC 的 CPU 負(fù)載過(guò)高或 FX5U PLC 出現(xiàn)通信超時(shí)等異常時(shí),自動(dòng)發(fā)送告警信息至維護(hù)人員,便于及時(shí)處理。?

應(yīng)用該方案后,工廠(chǎng)的生產(chǎn)協(xié)同效率提升 30%,產(chǎn)品不良率降低 25%,設(shè)備維護(hù)成本減少 40%。?

七、總結(jié)與展望?

GraniStudio 對(duì) S7 協(xié)議和 MC 協(xié)議的深度技術(shù)整合,打破了不同品牌 PLC 之間的通信壁壘,為工業(yè)用戶(hù)提供了統(tǒng)一、高效、可靠的通信解決方案。無(wú)論是西門(mén)子 PLC 還是三菱 PLC,用戶(hù)都能通過(guò) GraniStudio 的可視化算子快速實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互與控制,大幅降低了工業(yè)系統(tǒng)集成的技術(shù)門(mén)檻和開(kāi)發(fā)成本。?

未來(lái),隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的持續(xù)發(fā)展,GraniStudio 將進(jìn)一步優(yōu)化對(duì)這兩種協(xié)議的支持:一是引入人工智能算法,基于采集的歷史數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障的預(yù)測(cè)性維護(hù);二是加強(qiáng)與邊緣計(jì)算的融合,在邊緣節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的預(yù)處理和實(shí)時(shí)分析,減少云端傳輸壓力;三是拓展協(xié)議的應(yīng)用場(chǎng)景,支持在 5G、TSN(時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò))等新型網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的高效通信,為工業(yè)智能化升級(jí)提供更加強(qiáng)大的技術(shù)支撐。?

對(duì)于工業(yè)用戶(hù)而言,GraniStudio 不僅是一款通信工具,更是實(shí)現(xiàn)工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要助力,它讓多品牌 PLC 的協(xié)同工作變得簡(jiǎn)單高效,為構(gòu)建智能工廠(chǎng)、實(shí)現(xiàn)智能制造奠定了堅(jiān)實(shí)的通信基礎(chǔ)。

審核編輯 黃宇

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    的頭像 發(fā)表于 07-07 17:19 ?689次閱讀
    <b class='flag-5'>GraniStudio</b>零代碼平臺(tái)支持哪些品牌PLC和<b class='flag-5'>協(xié)議</b>?