三菱FX以太網MC通訊在工業4.0的應用
http://www.gocycling.com.cn凌控導讀：本文主要介紹了三菱QnU系列PLC內置以太網Socket通信與三菱FX3GE系列內置以太網 MC協議通信功能，以此闡述以太網通訊在工業自動化中大數據交換量的強大優勢，并結合掃描槍、伺服、視覺及MES系統把不同型號的液晶屏分揀出來的應用。
引言
隨著社會現代化的高速發展，信息交流越來越重要、交換數據量也越來越大、越來越快，我們熟悉的手機通信行業已經由2G發展為速度更快的4G，以及馬上投入運營的5G三菱FX 同樣，在工控行業，對數據交換的數量和速度也提了很高的要求，原來的 RS232、RS485 通訊已經不能滿足大數據量交換的需求三菱FX 取而代之的是更快的以太網通訊以太網
項目簡介
1.項目所在行業及背景
由于近年人工成本的提高，電子加工行業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格區分是由人工完成的，這樣不僅效率太慢，而且時間成本和人工成本都很高，為了節省時間和人工成本，有效快速的將不同批次不同規格的液晶屏區分開來，并有效管理產品，因此需要開發了分揀機以太網
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，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系統以太網
3.項目使用的三菱FA 產品信息
三菱FA 產品信息
表一
控制系統構成及網絡架構
控制系統構成及網絡架構圖一
產品選型論證
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端口的Q系列CPU和帶有以太網端口FX3GE剛好解決了成本問題Socket通信 Q 系列內置以太網有 16 個通道滿足了 FX3GE 和觸摸屏、視覺的鏈接數量要求，并且主體 Q PLC 和FX3GE之間采用以太網通訊，通訊速度、數據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，在伺服軸控制數量上也滿足了要求Socket通信 主體選用 Q 系列 CPU 并配置 QD77MS 系列伺服定位模塊，不僅節省了大量的配線，而且節省了程序開發成本，并且在控制軸的數量上能滿足要求Socket通信
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，主要參數為使用通訊通道、IP 地址、通訊協議、打開方式、端口號、通訊數據代碼設置等。 FX3GE 參數設置如圖二。
圖二
Q10UDEHCPU內置以太網設置如圖三。
圖三
3，根據FX3GE 內置以太網MC 協議命令編寫相應的程序，MC協議讀寫軟元件時的主要命令和最大處理點數如圖四。
圖四
FX3GE MC 協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，監視定時器可設定值為0000H～FFFFH(1～65535) (單位 250ms)，A 部分為數據的讀寫命令，結束代碼為對方設備向可編程控制器站進行數據讀出/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FX3GE 內置以太網MC 協議的命令格式在Q CPU內進行編程，首先用Q 內置以太網的打開/關閉命令(SP.SOCOPEN/ SP.SOCCLOSE)對各個通道進行打開和關閉處理，然后再編寫進行發送數據和接收數據處理的程序，有關Q CPU程序要向FX3GE發送的 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 接收的數據長不固定，會出現數據移位現象，無法取得正確的數據。
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 內置以太網端口使用 Socket 通信進行編程打開相應通道時發送的 MC 協議命令讀寫軟元件個數必須在容許范圍內，不然會報錯,報錯代碼2556，最大點數見圖五。如果一次通信中可處理的最大點數小于實際工程中的軟元件點數，那么 QCPU 就要通過程序分時發送命令進行讀寫軟元件。
總結
經過系統調試，主體Q與個體FX數據通訊正常，并與MES系統交互數據正常，目前該機已經在客戶生產車間投入運行，整體運行穩定，不但降低了人工成本，還提高了工作效率MC協議