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
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图1 通信协议监控分析
Fig.1 protocol monitor and analysis
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）。
表1 FX2N PLC 数据帧基本格式
Tab.1 FX2N PLC basic protocol format
起始 | | 数据 | … | 数据 | 终止 | 和校验高字节 | 和校验低字节 |
STX | CMD | DATA | … | 编程演示DATA | ETX | SUM（高） | SUM（低） |
| | | | | | | |
16进制控制码：
表2 FX2N PLC 控制码
Tab.2 FX2N PLC control code
控制码助记符 | 16进制码 | 含义 |
ENQ | 05 | 请求 |
ACK | 06 | PLC正确响应 |
NAK | 15 | 刘廷析PLC错误响应 |
STX | 02 | 报文开始 |
ETX | 03 | 报文结束 |
| | |
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
起始 | 命令 | 首地址 | 字节数 | 终止 | 和校验高字节 | 和校验低字节 |
STX | CMD | DATA | Bytes | ETX | SUM（高） | SUM（低） |
| | | | | | |
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
起始 | 命令 | 首地址 | 节数 | 终止 | 和校验高字节 | 和校验低字节 |
02h | 30h | 31h 30h 34h 46h | 30h 34h | 03h | 37h | 34h |
| | | | | | |
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
起始 | 数据 | 终止 | 和校验高字节 | 和校验低字节 |
02h | 33h 35h 38h 34h | 03h | 44h | 36h |
| | | | |
和校验：33h+35h+38h+34h+03h=D6h, 高位‘D’，低位‘水银蒸发令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
起始 | 命令 | 首地址 | 字节数 | 写入的数据 | 终止 | 和校验高字节 | 和校验低字节 |
STX | CMD | DATA | Bytes | 第1字节 | 第1字节 | … | 第N字节 | ETX | SUM（高） | SUM（低） |
| | | | | | | | | | |
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
起始 | 命令 | 首地址 | 节数 | 数据 | 终止 | 和校验高字节 | 和校验低字节 |
02h | 30h | 31h 30h 34h 46h | 30h 34h | 33h 34h 31h 32h 43h 44h 41h 42h | 03h | 34h | 39h |
| | | | | | | |
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
起始 | 命令 | 地址 | 终止 | 和校验高字节 | 和校验低字节 |
STX | CMD | Address | ETX | SUM（高） | SUM（低） |
| | | | | |
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
起始 | 命令 | 地址 | 终止 | 和校验高字节 | 和校验低字节 |
02h | 37h | 30h 31h 30h 38h | 03h | 30 | 33 |
| | | | | |
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
起始 | 命令 | 地址 | 终止 | 和校验高字节 | 和校验低字节 |
STX | CMD | DATA | ETX | SUM（高） | 陈利丹SUM（低） |
| | | | | |
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
起始 | 命令 | 地址 | 终止 | 和校验高字节 | 和校验低字节 |
02h | 中国投资环境38h | 30h 31h 30h 38h | 03h | 30 | 34 |
| | | | | |
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。 图2 PC与PLC的直接通信
Fig.2 Linking PC and PC directly
4．2 单片机系统与PLC通信
图3 单片机应用系统与PLC的直接通信
Fig.3 Linking microprocessor system and PLC directly
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,
