第十一章 可編程控制器通訊技術(shù)

1、第十一章第十一章可編程控制器通訊技術(shù)可編程控制器通訊技術(shù)當(dāng)任意兩臺(tái)設(shè)備之間有信息交換時(shí)，它們之間就產(chǎn)生了通信。PLC通訊是指PLC與PLC、PLC與計(jì)算機(jī)、PLC與現(xiàn)場設(shè)備或遠(yuǎn)程IO之間的信息交換。PLC通訊的任務(wù)就是將地理位置不同的PLC、計(jì)算機(jī)、各種現(xiàn)場設(shè)備等，通過通訊介質(zhì)連接起來，按照規(guī)定的通訊協(xié)議，以某種特定的通訊方式高效率地完成數(shù)據(jù)的傳送、交換和處理。11.1網(wǎng)絡(luò)通訊的基本知識(shí)網(wǎng)絡(luò)通訊的基本知識(shí)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)通常分為3個(gè)層級，采

2、用中央計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)管理級為最高級，生產(chǎn)線或車間的數(shù)據(jù)控制為中間級，直接完成設(shè)備控制的為最低級?？删幊炭刂破骺梢苑奖愕嘏c工業(yè)控制計(jì)算機(jī)等數(shù)字設(shè)備相連接，是工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中、低層級木構(gòu)成的重要組成部分。1、數(shù)據(jù)通訊基礎(chǔ)（1）數(shù)據(jù)傳送方式1）并行通訊和串行通訊①并行通訊。并行通訊是所傳送數(shù)據(jù)的各個(gè)位同時(shí)進(jìn)行發(fā)送或接收的通訊方式。如圖111（a）所示。并行通訊的特點(diǎn)是傳送速度快。并行通訊中，傳送多少位二進(jìn)制數(shù)就需要多少根數(shù)據(jù)傳輸線，傳輸成本高，一

3、般用于近距離的數(shù)據(jù)傳送。并行通訊一般用于PLC的內(nèi)部，如PLC內(nèi)部元件之間、PLC主機(jī)與擴(kuò)展模塊之間或近距離智能模塊之間的數(shù)據(jù)通信。②串行通訊。如圖111（b）所示，串行通訊是將數(shù)據(jù)一位一位順序發(fā)送或接收的，因而除了地線外，在一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸方向上只需要一根數(shù)據(jù)線，這根線既作為數(shù)據(jù)線又作為通信聯(lián)絡(luò)控制線。串行通信需要的信號線少，最少的只需要兩三根線，適用于距離較遠(yuǎn)的場合。串行通信多用于PLC與計(jì)算機(jī)之間、多臺(tái)PLC之間的數(shù)據(jù)通信。2）同步傳

4、輸與異步傳輸串行通訊中很重要的問題是使發(fā)送端和接收端保持同步，按同步方式可分為同步傳送和異步傳送。①異步傳送。異步方式以字符為單位發(fā)送數(shù)據(jù)，每個(gè)字符都用開始位和停止位作為字符的開始標(biāo)志和結(jié)束標(biāo)志，構(gòu)成一幀數(shù)據(jù)信息。因此異步傳送也稱為起止傳送，它是利用起止法達(dá)到收發(fā)同步的。異步通訊雙方需要對所采用的信息格式和數(shù)據(jù)的傳輸速率作相同的約定。異步傳送的幀字符構(gòu)成如圖112（a）所示。每個(gè)字符的起始位為0，然后是數(shù)據(jù)位（有效與一般的導(dǎo)向性通信介質(zhì)

5、相比，光纖具有很多優(yōu)點(diǎn)：它支持很寬的帶寬；具有很快的傳輸速率；抗電磁干擾能力強(qiáng)；衰減較小，中繼器的間距較大。2、PLC常用的串行通訊接口(1)RS232CRS232C接口標(biāo)準(zhǔn)是目前計(jì)算機(jī)和PLC中最常用的一種串行通信接口。RS232C的電氣接口采用單端驅(qū)動(dòng)、單端接收的電路，容易受到公共地線上的電位差和外部引入的干擾信號的影響，同時(shí)還存在以下不足之處：1)傳輸速率較低，最高傳輸速度速率為20kbps。2）傳輸距離短，最大通信距離為15m。

6、3）接口的信號電平值較高，易損壞接口電路的芯片，又因?yàn)榕cTTL電平不兼容故需使用電平轉(zhuǎn)換電路方能與TTL電路連接。（2）RS422針對RS232C的不足，EIA于1977年推出了串行通信標(biāo)準(zhǔn)RS499，對RS232C的電氣特性作了改進(jìn)，RS422A是RS499的子集。由于RS422A采用平衡驅(qū)動(dòng)、差分接收電路，從根本上取消了信號地線，大大減少了地電平所帶來的共模干擾。RS422在最大傳輸速10Mbps時(shí)，允許的最大通信距離為12m。傳輸

7、速率為100kbps時(shí)，最大通信距離為1200m。一臺(tái)驅(qū)動(dòng)器可以連接10臺(tái)接收器。（3）RS485RS485是RS422的變形，RS422A是全雙工，兩對平衡差分信號線分別用于發(fā)送和接收，所以采用RS422接口通信時(shí)最少需要4根線。RS485為半雙工，只有一對平衡差分信號線，不能同時(shí)發(fā)送和接收，最少只需二根連線。3、工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)（1）工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)常用以下3種結(jié)構(gòu)形式。1）總線型網(wǎng)絡(luò)如圖113（a）所示，總線型網(wǎng)絡(luò)利

8、用總線連接所有的站點(diǎn)，所有的站點(diǎn)對總線有同等的訪問權(quán)?？偩€型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，易于擴(kuò)充，可靠性高，靈活性好，響應(yīng)速度快，工業(yè)控制網(wǎng)以總線型居多。2)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)如圖113所示環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是各個(gè)結(jié)點(diǎn)通過環(huán)路接口首尾相接形成環(huán)形各個(gè)結(jié)點(diǎn)均可以請求發(fā)送信息。環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單，安裝費(fèi)用低，某個(gè)結(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)可以自動(dòng)旁路，保證其他部分的正常工作，系統(tǒng)的可靠性高。3）星型網(wǎng)絡(luò)如圖113(c)所示，星型網(wǎng)絡(luò)以中央結(jié)點(diǎn)為中心，網(wǎng)絡(luò)中任何兩個(gè)結(jié)點(diǎn)不能直接