自动化系统的连通性：Kepserver与三菱FX3U的协同工作


参考资源链接：[傻瓜教程：Kepserver与FX3U PLC的网络连接与数据采集](https://wenku.csdn.net/doc/6401acf4cce7214c316edc23?spm=1055.2635.3001.10343)
# 1. 自动化系统连通性的概述

随着信息技术的迅速发展，自动化系统已成为工业生产的基石。连通性是自动化系统中各个组件协同工作的关键，其涵盖了数据采集、处理、传递及设备控制等核心要素。简而言之，自动化系统的连通性指的是不同设备、系统以及网络间进行有效通信的能力。它是工业4.0框架中不可或缺的部分，涉及到不同工业设备间的数据交换和协议兼容性问题。在这一章节中，我们将探索自动化系统连通性的基础概念，并介绍其在现代工业中的重要性。这将为接下来探讨如何利用Kepserver软件和三菱FX3U PLC实现有效连通性奠定基础。

# 2. Kepserver与PLC的基本知识

## 2.1 Kepserver软件的核心功能与特性

### 2.1.1 Kepserver在自动化系统中的角色

Kepserver作为一款在自动化领域广泛使用的中间件，扮演着自动化系统与企业信息系统之间的桥梁角色。通过提供实时数据的采集、处理、交换功能，它使得不同厂商和型号的PLC设备能够实现无缝的通信与集成。Kepserver支持的协议多样，包括OPC, Modbus, Ethernet/IP等多种工业通信协议，这为实现不同设备间的标准化通信提供了可能。此外，Kepserver能够处理大量数据，并确保数据的实时性和可靠性，是构建现代化SCADA系统和工业物联网(IoT)应用不可或缺的组件。

### 2.1.2 Kepserver的主要连接协议与支持

Kepserver主要支持的连接协议包括但不限于：

- **OPC**: 作为工业自动化标准，Kepserver支持OPC DA, OPC UA等子协议。
- **Modbus**: 支持Modbus TCP和Modbus RTU两种模式，用于与各种Modbus设备通信。
- **Ethernet/IP**: 支持Allen-Bradley设备的工业以太网通信。
- **DeviceNet**: 适用于连接满足DeviceNet标准的设备。
- **Serial**: 支持通过串行通信的设备，如使用RS232, RS422, RS485等协议。

这些协议的广泛支持意味着Kepserver能够轻松集成各种工业设备，包括但不限于传感器、执行器、HMI、分布式I/O设备和智能控制器。

## 2.2 三菱FX3U PLC的基础与连通性

### 2.2.1 三菱FX3U PLC的硬件组成与特点

三菱FX3U PLC作为一款广泛应用于制造业的控制器，具有以下硬件组成与特点：

- **CPU单元**: 这是PLC的核心，负责处理所有控制逻辑和程序。
- **输入/输出(I/O)模块**: 这些模块提供了与其他设备连接的接口，可进行信号的读取和输出。
- **电源模块**: 为PLC系统提供稳定的电源供应。
- **扩展模块**: 如通讯模块、定位模块等，用于增加PLC的功能。

FX3U系列PLC的特点包括高速处理、强大的指令集和灵活性。它支持多种编程语言，如梯形图、指令列表和结构化文本等，这为工程师提供了灵活的编程选择。此外，FX3U系列还提供了丰富的内置功能和指令，能够执行复杂的控制任务。

### 2.2.2 三菱PLC的通信协议与配置

为了实现与其他设备的通信，三菱PLC使用了多种通信协议，主要的协议包括：

- **MELSEC通讯协议**: 专为三菱设备之间的通信设计。
- **CC-Link**: 一个开放的现场总线网络，支持高速数据交换。
- **Ethernet**: 利用工业以太网通信，支持TCP/IP协议栈。

配置PLC以支持这些通信协议的过程包括：

1. **选择通信模块**: 根据需要的通信类型选择合适的模块。
2. **设置通信参数**: 包括波特率、奇偶校验、数据位、停止位等参数，这些参数需要与通信伙伴保持一致。
3. **编写程序实现通信功能**: 使用PLC支持的编程语言实现数据的发送和接收逻辑。

这些配置步骤确保了三菱PLC能够与Kepserver等中间件进行有效通信，进而实现数据的收集和控制命令的执行。

接下来，我们将深入了解如何安装和配置Kepserver（第三章），以及如何配置三菱FX3U PLC与之进行通信（第三章），并探讨它们之间数据交换和同步的细节（第三章）。在这些章节中，我们将展示具体的操作步骤、配置示例和数据交换的实际应用，确保读者能够清晰理解并应用这些知识。

# 3. Kepserver与三菱FX3U的通信设置

## 3.1 安装与配置Kepserver
### 3.1.1 安装步骤与界面介绍

安装Kepserver是实现自动化系统协同工作的第一步。KepserverEX是市场上广泛使用的工业通讯服务器软件，它支持众多的通讯协议。安装过程通常包括以下步骤：

1. 下载并运行安装程序，同意许可协议。
2. 选择安装目录，进行默认或自定义安装。
3. 选择要安装的组件，例如驱动程序、示例项目等。
4. 完成安装，并启动KepserverEX。

安装完毕后，初次运行Kepserver时，会进入向导模式帮助用户完成基本配置。Kepserver的主界面由菜单栏、工具栏、项目树、和属性窗口等组成，每个部分都有其独特的功能和用途。

- 菜单栏提供了软件的主要功能选项。
- 工具栏提供快速访问常用功能的按钮。
- 项目树用于展示已添加的设备、连接和数据点等。
- 属性窗口显示选中项的详细属性和配置选项。

### 3.1.2 Kepserver的基本配置方法

配置Kepserver是实现与三菱FX3U PLC通信的关键。以下是基本的配置方法：

1. **创建新项目**：通过“文件”菜单选择“新建”来创建一个新项目。
2. **添加驱动程序**：点击工具栏上的“添加驱动程序”按钮，选择对应的三菱FX3U PLC型号支持的驱动程序，例如“MEP-ASCII”。
3. **配置连接参数**：双击添加的驱动程序，在弹出的对话框中设置串口参数（如波特率、数据位、停止位、校验位等）。
4. **添加数据点**：右键点击驱动程序下的“设备”或“通道”，选择“添加点”来定义将要交换的数据点。
5. **保存与测试**：配置完成后，保存项目并进行连接测试，确保通信正常。

下面是实现以上步骤的代码块示例：

# 此处为Kepserver配置代码块的伪代码
add_driver(mitsubishi_FX3U, "MEP-ASCII")
set_connection_params(baud_rate=19200, data_bits=8, stop_bits=1, parity='none')
add_point(tag="DataPoint1", address="0000", datatype="INT", access="read_write")
connect()

以上步骤中，每一步都需要根据实际情况进行调整，比如串口通信的参数设置应与PLC设置保持一致。

## 3.2 配置三菱FX3U PLC

### 3.2.1 PLC参数设定与端口配置

三菱FX3U PLC配置是确保数据准确传输的前提。配置步骤如下：

1. **进入PLC设置模式**：通常需要通过PLC的专用编程软件进行设置。
2. **设置通信参数**：配置PLC的串行通信参数，这些参数应与Kepserver中设置的参数一致。
3. **端口分配**：分配PLC上相应的输入输出端口，以供外部设备访问。

# 此处为PLC配置参数的示例伪代码
set_communication_parameter(baud_rate=19200, data_bits=8, stop_bits=1, parity='none')
assign_port(port_number=1, function='input_output')

参数的配置必须精确无误，否则可能导致通信故障或数据丢失。

### 3.2.2 PLC与Kepserver的通信设置实例

实际案例能够帮助理解通信设置的过程。下面是一个具体的实例：

1. **通信参数配置**：假设我们使用RS-232C进行通信，波特率为19200，数据位为8位，停止位为1位，无校验。
2. **端口配置**：将PLC的COM1端口设置为全双工模式。
3. **Kepserver通信配置**：在Kepserver中设置对应的驱动程序，并使用与PLC相同的参数。
4. **数据点同步**：在Kepserver和PLC中定义相同地址和数据类型的点，确保数据同步。

# Kepserver中的数据点配置示例
add_point(tag="MotorSpeed", address="D100", datatype="INT", access="read_write")
add_point(tag="MotorControl", address="D101", datatype="BOOL", access="write_only")

通过实例，可以更直观地理解配置过程中可能出现的问题，