隨著工業自動化系統向柔性化和分布式方向發展，無線通信技術在控制網絡中的應用日益廣泛。力控ForceControl作為國內主流的組態監控軟件，與三菱電機新一代小型可編程控制器FX5U之間通過無線以太網進行數據交互，成為一種高效、靈活的解決方案。本文將詳細介紹實現該無線通信的典型方法、所需通信終端設備以及關鍵配置步驟。
一、 系統架構與通信原理
典型的無線通信系統架構由以下三部分組成：
- 上位監控層：安裝有力控組態軟件的工控機或服務器。
- 無線通信層：核心部分，包括無線接入點（AP）和無線客戶端設備（通常為串口/以太網轉換設備或工業無線網關）。
- 現場控制層：三菱FX5U PLC，其內置了以太網端口，支持SLMP（Seamless Message Protocol，三菱兼容的以太網協議）通信。
通信原理為：力控軟件通過以太網驅動，向指定的IP地址（即FX5U PLC或與之連接的無線終端設備）發送SLMP協議格式的讀寫命令。數據經由無線網絡（Wi-Fi）透明傳輸，最終抵達FX5U PLC并執行相應操作，完成數據交換。
二、 關鍵通信終端設備選型
實現無線連接的核心在于為FX5U PLC側選擇合適的無線通信終端設備。常用方案有以下兩種：
方案一：FX5U直接連接工業無線AP/路由器
- 設備：FX5U自帶RJ45以太網口，可直接通過網線連接到一臺支持客戶端模式（Client Mode）的工業無線AP或無線路由器。
- 特點：結構簡單，無需額外協議轉換。要求無線AP穩定可靠，適合工業環境。
方案二：使用串口轉無線以太網設備（備用方案）
- 設備：如果使用FX5U的串口（RS-485/RS-422），則需要串口服務器或串口轉Wi-Fi設備。但FX5U強大的以太網功能使得此方案非首選。
- 特點：適用于早期只有串口的老型號PLC升級，FX5U推薦直接使用其以太網口。
設備選型要點：
- 工業級設計，寬溫、抗干擾。
- 支持IEEE 802.11 a/b/g/n/ac等標準，確保帶寬與穩定性。
- 支持STA（站點）模式，能夠主動連接到現有無線網絡。
- 具備堅固的連接器和天線接口。
三、 主要配置步驟
步驟1：FX5U PLC與無線終端設備網絡配置
- 通過網線將FX5U與無線AP（客戶端設備）臨時直連，或使用編程軟件GX Works3通過USB直接連接PLC。
- 在GX Works3中，打開FX5U參數設置，進入“以太網端口”設置。
- 為FX5U設定一個固定的、與目標無線網絡同網段的IP地址、子網掩碼和默認網關。例如：IP 192.168.1.100。
- 啟用“MC協議”（即SLMP協議），并設置端口號（默認為5001/5002/TCP），注意開放所需的通信對象（如外部設備）。
- 保存參數并寫入PLC，重啟使其生效。
- 配置無線終端設備（工業AP）：將其工作模式設置為“客戶端（Client）”，搜索并連接到目標Wi-Fi網絡（即力控上位機所在的網絡），并確保其IP地址與FX5U在同一網段或可路由。
步驟2：力控組態軟件配置
- 在力控的開發系統（Draw）中，進入“IO設備組態”。
- 在“PLC”大類下，選擇“三菱” -> “Mitsubishi Ethernet（SLMP）” 或類似的以太網驅動。
- 創建設備，在設備配置對話框中，關鍵參數設置如下：
- 設備地址：填寫FX5U PLC的IP地址，例如
192.168.1.100。
- 端口號：與FX5U中設置的MC協議端口一致，如
5001。
- 網絡超時、采集周期：根據實際需求設置。
- 幀格式：通常為
3E（ASCII）或4E（二進制），需與PLC側及通信設備匹配，默認為3E。
- 建立數據連接點表，將力控的變量與FX5U的軟元件（如 D100, M0, Y0 等）進行關聯。
步驟3：無線網絡測試與調試
- 確保所有設備上電，無線連接建立成功（通過AP的管理界面或指示燈判斷）。
- 在力控上位機的命令行中，使用
ping命令測試到FX5U PLC IP地址的連通性。 - 在力控中啟動IO監控器，或使用簡單的測試畫面，嘗試讀寫一個PLC的位或寄存器，觀察通信狀態和數據是否正確。
- 檢查力控的“設備診斷”信息，排查超時、連接失敗等錯誤。
四、 注意事項與故障排查
- 網絡安全：工業無線網絡應啟用WPA2/WPA3加密，設置防火墻規則，隔離關鍵控制網絡。
- IP沖突：確保網絡中所有設備的IP地址唯一。
- 協議一致性：確保力控驅動選擇的協議幀格式（3E/4E）與GX Works3中FX5U的以太網配置一致。
- 無線干擾：在工廠環境中，可能存在同頻段干擾，應進行現場無線信號勘測，選擇清潔信道。
- 通信超時：可適當增加力控驅動中的超時時間，并檢查無線信號強度與穩定性。
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通過為三菱FX5U PLC配置工業無線以太網終端設備，并正確設置力控組態軟件的SLMP驅動，可以構建一個穩定可靠的無線監控系統。這種方法減少了布線成本與復雜度，提高了系統的可擴展性和維護便利性，是構建現代智能化工廠車間信息層的有效實踐。在實際部署中，務必進行充分的網絡規劃和現場測試，以確保通信的實時性與可靠性滿足控制要求。
