三菱plc与plc之间如何通信

本文全面剖析三菱可编程逻辑控制器之间实现数据交换的多种通信方案，涵盖从传统串行通信到现代工业网络的核心技术。文章将深入解读通信协议架构、硬件配置要点、参数设置方法及典型应用场景，重点分析并行链接、网络模块链接、工业以太网等主流通信方式的实现原理与操作步骤，为工程师构建稳定可靠的多控制器系统提供详实的实践指导。

       在工业自动化控制系统日益复杂的今天，单台可编程逻辑控制器往往难以胜任大规模分布式控制任务。多台控制器协同工作成为主流方案，而控制器之间的可靠通信则是整个系统高效运行的神经中枢。作为全球工业自动化领域的领先品牌，三菱电机为其可编程逻辑控制器产品线提供了丰富而完善的通信解决方案。无论是小型紧凑型系列还是中大型高性能系列，工程师都能找到适合的通信方式来搭建稳定高效的数据交换网络。

       理解这些通信方式的原理、掌握其配置方法，对于设计并实施可靠的自动化系统至关重要。本文将从基础概念出发，系统性地阐述三菱可编程逻辑控制器之间实现通信的多种技术路径，并结合实际应用场景，提供从硬件连接到软件编程的全流程实践指南。

一、通信基础架构与核心概念解析

       在深入具体通信方式之前，有必要先厘清几个基础概念。三菱可编程逻辑控制器之间的通信，本质上是遵循特定规则的数据交换过程。这些规则由通信协议定义，它规定了数据的格式、传输速率、校验方式以及物理连接标准。常见的物理接口包括基于串行通信的九针接口、用于现场总线通信的专用通信接口以及支持以太网通信的网口。

       通信模式主要分为两大类：主从通信和对等通信。在主从模式中，一台控制器作为主站，主动发起通信并管理网络，其他控制器作为从站响应主站的请求。在对等模式中，网络中的各台控制器地位平等，均可主动发送和接收数据。选择何种模式取决于系统控制逻辑、实时性要求和网络规模。

二、并行链接通信方式详解

       并行链接是一种简单直接的点对点通信方式，特别适用于两台可编程逻辑控制器之间需要高速交换少量数据的场合。它通常利用控制器内置的编程口或专用通信接口，通过屏蔽双绞线直接连接。在三菱编程软件中，通过设置特定的链接继电器和链接寄存器区域，即可实现数据的自动映射与交换。

       配置时，需要在两台控制器的参数设置中，分别指定作为发送区和接收区的软元件地址范围及数据点数。一旦建立连接，数据会在后台周期性地自动传送，无需编写复杂的通信程序。其优点是设置简单、通信速度快、可靠性高；缺点是仅限于两台设备互联，且交换的数据量受限于指定的软元件区域。

三、网络模块链接通信方案

       对于需要连接多台控制器的系统，网络模块链接是更通用的解决方案。三菱提供了多种网络模块，例如支持传统串行通信网络协议的模块、支持控制器层级网络协议的模块以及支持开放式现场总线协议的模块。通过在控制器基板上安装相应的通信模块，即可将其接入对应的工业网络。

       以控制器层级网络为例，它是一种为三菱工控产品优化的高速网络。构建时，每台控制器需安装控制器层级网络模块，并使用专用电缆或光缆构成令牌传递式的环形或总线型网络。网络中的每台设备都有唯一的站号，通过编程软件可以方便地配置网络参数，并利用专用指令实现任意两台设备之间的大容量数据读写。

四、工业以太网通信技术应用

       随着工业物联网的发展，基于通用以太网技术的工业以太网已成为控制器通信的主流趋势。三菱可编程逻辑控制器通过内置以太网口或外插以太网模块，可以轻松接入局域网甚至广域网。其通信协议通常基于传输控制协议或用户数据报协议套接字通信，也支持如简单网络管理协议等工业协议。

       配置以太网通信时，需要为每台控制器设置互不相同的互联网协议地址和子网掩码。数据交换可以通过编程软件中预设的“以太网通信”功能块进行简易配置，也可以使用高级编程语言通过套接字接口进行自定义数据包的收发。这种方式灵活性极高，易于与上位机、人机界面及其他品牌设备集成，是实现信息化与自动化融合的关键。

五、串行通信接口的多元化应用

       尽管以太网通信日益普及，但串行通信因其接线简单、抗干扰能力强、成本低廉等优点，在中小规模系统和特定场景中仍有广泛应用。三菱可编程逻辑控制器通常提供标准串行通信接口，支持多种异步串行通信协议。

       通过串行接口，控制器之间可以采用无协议通信模式。在这种模式下，用户需要自行通过编程指令（如发送和接收指令）来组织数据帧，包括起始符、数据内容、校验和及结束符。虽然编程工作量相对较大，但它提供了最高的灵活性，可以与任何支持串行通信的设备进行数据交换。此外，也可以使用专用协议，简化通信过程。

六、控制器之间数据交换的编程实现

       无论采用何种物理通信方式，最终都需要通过程序指令来实现数据的发送与接收。三菱编程软件提供了丰富的通信指令库。对于网络模块通信，通常使用“读写网络”指令，指定目标站号、目标软元件地址和本地软元件地址，即可完成数据交换。这些指令的执行会触发通信模块的硬件操作，程序只需等待完成标志位即可。

       对于以太网套接字通信，则需要使用“打开连接”、“发送数据”、“接收数据”和“关闭连接”等一系列指令来管理通信链路。编程时需特别注意通信超时处理、数据重发机制和错误处理，以确保通信的健壮性。合理的程序结构设计，如将通信功能封装成功能块，能极大提高程序的可读性和可维护性。

七、通信参数的精细配置要点

       通信的成功建立离不开正确的参数配置。这包括硬件参数和软件参数两部分。硬件参数主要指通信模块上的拨码开关设置，如站号、波特率、数据位、停止位和校验位等，这些设置必须与软件中的配置完全一致。对于以太网通信，还需确保互联网协议地址、网关等网络参数正确无误。

       软件参数则在编程软件的工程参数设置中完成。需要根据网络拓扑，为每个站点设定正确的网络类型、站号、通信模式、数据链接区域等。一个常见的错误是网络中各站的波特率设置不统一，这将直接导致通信失败。配置完成后，建议使用编程软件自带的诊断功能进行通信测试，确保链路畅通后再进行逻辑编程。

八、通信系统的抗干扰与可靠性设计

       工业现场电磁环境复杂，通信线路极易受到干扰，导致数据误码甚至通信中断。提高通信可靠性的措施应从布线开始。通信电缆，尤其是串行通信电缆和网络电缆，应远离动力电缆敷设，最好使用屏蔽电缆并将屏蔽层单点接地。对于长距离通信，需考虑信号衰减问题，必要时加装中继器或使用光缆。

       在软件层面，除了通信协议自带的校验机制（如循环冗余校验），还应在应用层设计数据校验和超时重发机制。例如，可以为每帧重要数据添加序列号，接收方验证序列号的连续性；或在发送数据后启动定时器，若超时未收到确认则自动重发。这些措施能有效应对偶发的干扰，保障系统长期稳定运行。

九、多网络层级融合的复杂系统构建

       在大型工厂自动化系统中，往往需要构建多层级融合的网络架构。例如，车间层采用高速工业以太网连接多台主控制器；每个主控制器通过控制器层级网络连接若干本地从站控制器；而设备层则可能使用简单的串行通信或现场总线。三菱可编程逻辑控制器及其网络模块能够很好地支持这种异构网络的互联。

       实现跨网络通信的关键在于网关或路由功能。某些高端网络模块具备路由表设置功能，可以实现不同网络地址段之间的数据转发。在程序设计中，需要清晰地规划数据的流向和地址映射关系。通常，将不同网络间的数据交换集中在少数具有路由功能的控制器上进行处理，可以简化网络结构和程序设计。

十、通信故障的诊断与排查流程

       通信故障是系统调试和维护过程中的常见问题。建立系统化的排查流程至关重要。第一步是检查物理连接，确认电缆接头牢固、线路无断线、终端电阻安装正确（对于总线网络）。第二步是核对所有站点的硬件参数设置（拨码开关）和软件参数设置是否一致且符合规划。

       第三步是利用编程软件的诊断功能。大多数通信模块都有对应的诊断缓冲区，可以查看通信错误代码、发送接收数据包的状态等，这些信息是定位问题的关键。第四步是简化测试，例如先尝试两台设备点对点通信，成功后再加入第三台，以排除网络配置冲突问题。有条不紊的排查能快速恢复通信。

十一、通信安全性的基本考量

       随着工业系统越来越多地连接到企业管理网甚至互联网，通信安全性不容忽视。对于三菱可编程逻辑控制器网络，最基本的安全措施是物理隔离，即将控制网络与办公网络通过工业防火墙进行隔离，仅允许必要的、经过严格过滤的数据通过。

       在控制器层面，可以启用通信访问权限设置。例如，在以太网模块参数中，可以设置允许连接的互联网协议地址列表，禁止未知设备的访问。对于远程维护场景，应使用虚拟专用网络等加密隧道进行连接，避免在公网上明文传输控制指令和关键数据。定期更新控制器固件，修补已知的安全漏洞，也是重要的防护手段。

十二、面向未来的通信技术展望

       工业通信技术仍在不断演进。时间敏感网络技术旨在为标准以太网提供确定性的低延迟传输能力，未来可能深度集成到新一代三菱可编程逻辑控制器中，实现音视频等实时数据与控制数据的真正共网传输。无线通信技术，如第五代移动通信技术，也为控制器在移动设备或布线困难场景下的通信提供了新的可能。

       另一方面，基于云平台的远程监控与数据采集正成为趋势。控制器通过安全网关将关键运行数据和报警信息上传至工业云平台，实现跨地域的集中管理和大数据分析。这要求控制器具备更强大的边缘计算能力和更开放的数据接口。作为工程师，持续关注这些新技术的发展，并将其合理应用于系统设计，是提升竞争力的关键。

十三、选型指导与方案对比总结

       面对多种通信方案，如何选择？这需要综合考量数据量、实时性要求、传输距离、系统规模、成本预算和未来扩展性。对于仅有两台控制器、交换数据量少且距离近的场景，并行链接是最经济高效的选择。对于中等规模、要求确定性和实时性的多机系统，控制器层级网络或现场总线是经典之选。

       对于大规模、需要与信息系统深度集成、且未来可能频繁调整或扩展的系统，工业以太网方案更具优势。串行通信则适用于连接特定外围设备或作为备用通信通道。在实际项目中，常常是多种通信方式混合使用，各取所长。建议在方案设计阶段就绘制清晰的网络拓扑图和数据流图，为后续的硬件采购、布线施工和软件编程奠定坚实基础。

十四、实践案例分析：流水线控制系统

       以一个典型的装配流水线控制系统为例。该系统由一条主线和三个工位组成，每个工位由一台独立的中型可编程逻辑控制器控制，主线的输送与调度由另一台主控制器负责。主控制器与各工位控制器之间采用控制器层级网络连接，构成一个高速实时控制网络，用于同步传递启停命令、工件标识代码和节拍信号。

       同时，所有控制器均配备了以太网接口，接入车间局域网。通过以太网，每台控制器将设备状态、产量数据、报警信息等上传至车间上位监控系统。此外，第一个工位的控制器还通过串行通信接口连接一台视觉检测设备，接收检测结果。这个案例生动展示了如何根据不同的数据需求和性能要求，在同一个系统中灵活运用多种通信技术。

十五、编程技巧与最佳实践分享

       在编写通信程序时，遵循一些最佳实践可以事半功倍。首先，将通信初始化参数（如站号、波特率）集中在程序的初始段或通过数据寄存器设置，避免硬编码，便于后期修改。其次，为通信功能设计统一的状态机，清晰地区分初始化、等待、发送、接收、超时、错误等状态，并用注释详细说明。

       再者，合理规划数据交换区。建议为每个通信伙伴设立独立的发送和接收缓冲区，避免数据覆盖冲突。对于周期性的数据交换，使用定时器触发，而非在每次扫描周期都执行通信指令，以减轻控制器和网络的负荷。最后，建立完善的故障报警机制，一旦通信发生异常，能立即在人机界面上显示明确的报警信息，并引导维护人员快速定位问题点。

       总而言之，三菱可编程逻辑控制器之间的通信是一个涉及硬件、软件、网络知识的综合性技术领域。从简单的点对点连接到复杂的异构网络融合，工程师拥有多样化的工具来实现可靠的数据交换。成功的通信系统构建始于清晰的需求分析与方案设计，成于细致的参数配置与严谨的程序编写，并依赖于科学的调试方法与持续的维护优化。希望本文的系统性阐述，能为各位同行在应对多控制器通信挑战时，提供切实可行的思路与参考，助力打造出更为高效、稳定、智能的工业自动化系统。