随着工业自动化系统向柔性化和分布式方向发展，无线通信技术在控制网络中的应用日益广泛。力控ForceControl作为国内主流的组态监控软件，与三菱电机新一代小型可编程控制器FX5U之间通过无线以太网进行数据交互，成为一种高效、灵活的解决方案。本文将详细介绍实现该无线通信的典型方法、所需通信终端设备以及关键配置步骤。
一、 系统架构与通信原理
典型的无线通信系统架构由以下三部分组成：
- 上位监控层：安装有力控组态软件的工控机或服务器。
- 无线通信层：核心部分，包括无线接入点（AP）和无线客户端设备（通常为串口/以太网转换设备或工业无线网关）。
- 现场控制层：三菱FX5U PLC，其内置了以太网端口，支持SLMP（Seamless Message Protocol，三菱兼容的以太网协议）通信。
通信原理为：力控软件通过以太网驱动，向指定的IP地址（即FX5U PLC或与之连接的无线终端设备）发送SLMP协议格式的读写命令。数据经由无线网络（Wi-Fi）透明传输，最终抵达FX5U PLC并执行相应操作，完成数据交换。
二、 关键通信终端设备选型
实现无线连接的核心在于为FX5U PLC侧选择合适的无线通信终端设备。常用方案有以下两种：
方案一：FX5U直接连接工业无线AP/路由器
- 设备：FX5U自带RJ45以太网口，可直接通过网线连接到一台支持客户端模式（Client Mode）的工业无线AP或无线路由器。
- 特点：结构简单，无需额外协议转换。要求无线AP稳定可靠，适合工业环境。
方案二：使用串口转无线以太网设备（备用方案）
- 设备：如果使用FX5U的串口（RS-485/RS-422），则需要串口服务器或串口转Wi-Fi设备。但FX5U强大的以太网功能使得此方案非首选。
- 特点：适用于早期只有串口的老型号PLC升级，FX5U推荐直接使用其以太网口。
设备选型要点：
- 工业级设计，宽温、抗干扰。
- 支持IEEE 802.11 a/b/g/n/ac等标准，确保带宽与稳定性。
- 支持STA（站点）模式，能够主动连接到现有无线网络。
- 具备坚固的连接器和天线接口。
三、 主要配置步骤
步骤1：FX5U PLC与无线终端设备网络配置
- 通过网线将FX5U与无线AP（客户端设备）临时直连，或使用编程软件GX Works3通过USB直接连接PLC。
- 在GX Works3中，打开FX5U参数设置，进入“以太网端口”设置。
- 为FX5U设定一个固定的、与目标无线网络同网段的IP地址、子网掩码和默认网关。例如：IP 192.168.1.100。
- 启用“MC协议”（即SLMP协议），并设置端口号（默认为5001/5002/TCP），注意开放所需的通信对象（如外部设备）。
- 保存参数并写入PLC，重启使其生效。
- 配置无线终端设备（工业AP）：将其工作模式设置为“客户端（Client）”，搜索并连接到目标Wi-Fi网络（即力控上位机所在的网络），并确保其IP地址与FX5U在同一网段或可路由。
步骤2：力控组态软件配置
- 在力控的开发系统（Draw）中，进入“IO设备组态”。
- 在“PLC”大类下，选择“三菱” -> “Mitsubishi Ethernet（SLMP）” 或类似的以太网驱动。
- 创建设备，在设备配置对话框中，关键参数设置如下：
- 设备地址：填写FX5U PLC的IP地址，例如
192.168.1.100。
- 端口号：与FX5U中设置的MC协议端口一致，如
5001。
- 网络超时、采集周期：根据实际需求设置。
- 帧格式：通常为
3E（ASCII）或4E（二进制），需与PLC侧及通信设备匹配，默认为3E。
- 建立数据连接点表，将力控的变量与FX5U的软元件（如 D100, M0, Y0 等）进行关联。
步骤3：无线网络测试与调试
- 确保所有设备上电，无线连接建立成功（通过AP的管理界面或指示灯判断）。
- 在力控上位机的命令行中，使用
ping命令测试到FX5U PLC IP地址的连通性。 - 在力控中启动IO监控器，或使用简单的测试画面，尝试读写一个PLC的位或寄存器，观察通信状态和数据是否正确。
- 检查力控的“设备诊断”信息，排查超时、连接失败等错误。
四、 注意事项与故障排查
- 网络安全：工业无线网络应启用WPA2/WPA3加密，设置防火墙规则，隔离关键控制网络。
- IP冲突：确保网络中所有设备的IP地址唯一。
- 协议一致性：确保力控驱动选择的协议帧格式（3E/4E）与GX Works3中FX5U的以太网配置一致。
- 无线干扰：在工厂环境中，可能存在同频段干扰，应进行现场无线信号勘测，选择清洁信道。
- 通信超时：可适当增加力控驱动中的超时时间，并检查无线信号强度与稳定性。
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通过为三菱FX5U PLC配置工业无线以太网终端设备，并正确设置力控组态软件的SLMP驱动，可以构建一个稳定可靠的无线监控系统。这种方法减少了布线成本与复杂度，提高了系统的可扩展性和维护便利性，是构建现代智能化工厂车间信息层的有效实践。在实际部署中，务必进行充分的网络规划和现场测试，以确保通信的实时性与可靠性满足控制要求。
