建筑電氣控制技術(shù)：第9章 可編程序控制器的通信與網(wǎng)絡(luò))

1、第九章 可編程序控制器的通信與網(wǎng)絡(luò) 以往的PLC存在著如下缺點：內(nèi)部總線不對用戶公開，產(chǎn)品很少兼容，通信口及通信協(xié)議也不對用戶透明。這些為用戶的換型、故障診斷、維護和二次開發(fā)造成了很大的麻煩。 目前主要采用的解決辦法有：（1）設(shè)計一個標(biāo)準(zhǔn)通信接口模塊，物理層一般為RS-232C或RS-485特性的模塊。智能型的內(nèi)部往往帶有微處理器，并專門配帶一個應(yīng)用軟件，來完成PLC內(nèi)部總線與外部設(shè)備和產(chǎn)品的通信協(xié)調(diào)工作。 （2）以現(xiàn)場總線(FieldBus)為標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)新的鏈接模塊或接口裝置，所謂現(xiàn)場總線是指經(jīng)過多年的技術(shù)綜合和發(fā)展形成的更加適合自動化現(xiàn)場監(jiān)測、控制的各種器件、設(shè)備和裝置的相互接口和互相鏈接

2、的現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)，采用它可以有效地簡化系統(tǒng)，增加產(chǎn)品間的兼容性，大幅度降低成本，提高可靠性。第一節(jié) PLC通信網(wǎng)絡(luò)的基本知識 一、數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ) 數(shù)據(jù)通信就是將數(shù)據(jù)信息通過適當(dāng)?shù)膫魉途€路從一臺設(shè)備傳送到另一臺設(shè)備。 這里的設(shè)備可以是計算機、PLC、或是有數(shù)據(jù)通信功能的其它數(shù)字設(shè)備。 1數(shù)據(jù)傳送方式(1)并行通信與串行通信 并行通信所傳送數(shù)據(jù)的各位同時發(fā)送或接收；串行通信所傳送數(shù)據(jù)按順序一位一位地發(fā)送或接收。 (2)同步和異步傳送 發(fā)送端與接收端之間的同步問題是數(shù)據(jù)通信中的一個重要問題。同步不好輕者導(dǎo)致誤碼增加，重者使整個系統(tǒng)不能正常工作。傳送過程中為解決這一問題，在串行通信中采用了兩種同步技術(shù)-異

3、步傳送和同步傳送。 (3)基帶傳送和頻帶傳送 1）基帶傳送 基帶是指電信號的基本頻帶。 計算機或數(shù)字設(shè)備產(chǎn)生的“0”和“1”的電信號脈沖序列就是基帶信號。基帶傳送是指數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)對信號不做任何調(diào)制，直接傳送的數(shù)據(jù)傳送方式。 2）頻帶傳送 是把信號調(diào)制到某一頻帶上的傳送方式。 當(dāng)進行頻帶傳送時，用調(diào)制器把二進制信號調(diào)制成能在公共電話線上傳送的音頻信號(模擬信號)在通信線路上進行傳送。信號傳送到接收端后，再經(jīng)過解調(diào)器的解調(diào)，把音頻信號還原成二進制的電信號。 調(diào)制可采用工種方式：調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相。2數(shù)據(jù)傳送方向 在通信線路上按照數(shù)據(jù)傳送的方向可劃分為單工、半雙工和全雙工通信方式。3傳送介質(zhì) 目前普遍

4、使用的傳送介質(zhì)有：同軸電纜、雙絞線、光纜。其它介質(zhì)如無線電、紅外、微波等在PLC網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用很少。 其中雙絞線(帶屏蔽)：成本低、安裝簡單；光纜：尺寸小、重量輕、傳輸距離遠，但成本高、安裝維修需專用儀器。 4串行通信接口標(biāo)準(zhǔn) (1)RS-232C串行接口標(biāo)準(zhǔn) PLC與上位計算機間的通信就是通過RS-232C標(biāo)準(zhǔn)接口來實現(xiàn)的。(2) RS-485 在許多工業(yè)環(huán)境中，要求用最少的信號線完成通信任務(wù)，目前在PLC局域網(wǎng)絡(luò)中廣泛應(yīng)用的RS-485串行接口總線正是在此背景下形成的。 RS-485互連網(wǎng)絡(luò)采用半雙工通信方式，在某一時刻兩個站中只有一個站可以發(fā)送數(shù)據(jù)，而另一個站只能接收數(shù)據(jù)，因此，發(fā)送電路必須

5、有使能信號加以控制。 二、開放系統(tǒng)互連參考模型第二節(jié) PLC網(wǎng)絡(luò)通信方法介紹一、PLC網(wǎng)絡(luò)各級子網(wǎng)通信協(xié)議配置的規(guī)律 NBS模型 二、PLC網(wǎng)絡(luò)中常用的通信方法在PLC及其網(wǎng)絡(luò)中存在兩類通信：并行通信 一般發(fā)生在可編程控制器的內(nèi)部，它指的是多處理器PLC中多臺處理器之間的通信，以及PLC中CPU單元與智能模板的CPU之間的通信。 串行通信 發(fā)生在PLC網(wǎng)絡(luò)中的通信 PLC控制網(wǎng)絡(luò)與PLC通信網(wǎng)絡(luò)的概念 PLC控制網(wǎng)絡(luò)是指：只傳送onoff開關(guān)量，且一次傳送的數(shù)據(jù)量較少的網(wǎng)絡(luò)。例如PLC的遠程IO鏈路，通過Link區(qū)交換數(shù)據(jù)的PLC同位系統(tǒng)。這種網(wǎng)絡(luò)的特點是盡管要傳送的開關(guān)量遠離PLC，但PLC

6、對它們的操作，就像直接對自己的IO區(qū)操作這樣簡單、方便迅速。 PLC通信網(wǎng)絡(luò)又稱高速數(shù)據(jù)公路，這類網(wǎng)絡(luò)既可傳送開關(guān)量又可傳送數(shù)字量，一次通信傳送的數(shù)據(jù)量較大。這類網(wǎng)絡(luò)的工作過程類似于普通局域網(wǎng)，比如A-B的DH+網(wǎng)，西門子的SINEC-H1網(wǎng)，MODICON的Modbus+網(wǎng)等都屬于PLC通信網(wǎng)絡(luò)。第三節(jié) PLC與計算機通信(1)判別計算機上配置的通信卡是否與要連入的PLC網(wǎng)絡(luò)匹配，若不匹配，則增加通信模板。(2)要對在此PLC網(wǎng)絡(luò)中運行的通信協(xié)議分析清楚，按照協(xié)議的規(guī)定及幀格式編寫計算機的通信程序。PLC中配有通信機制，一般不需用戶編程。(3)選擇適當(dāng)?shù)牟僮飨到y(tǒng)提供的軟件平臺，利用與PLC交換