电子与信息技术——通信及网络教案.ppt

第8章　通信及网络 8.1　通信及网络概述 8.2　通信实现 8.3　网络通信 8.4 自由口通信 8.1　通信及网络概述 8.1.1　通信方式 8.1.2　网络概述 8.1.3　S7-200通信及网络 8.1.1　通信方式 1. 基本通信方式 2. 异步串行通信 3. 通信接口 1. 基本通信方式 （1）并行通信 （2）串行通信 （3）串行通信分类 （1）并行通信 并行通信方式一般发生在可编程序控制器的内部各元件之间、主机与扩展模块或近距离智能模板的处理器之间。 并行传送时，一个数据的所有位同时传送，因此，每个数据位都需要一条单独的传输线，信息有多少二进制位组成就需要多少条传输线，如下图8.1所示。 （2）串行通信 串行通信多用于可编程序控制器与计算机之间，多台可编程序控制器之间的数据传送。传送时，数据的各个不同位分时使用同一条传输线，从低位开始一位接一位按顺序传送，数据有多少位就需要传送多少次，如下图8.2所示。 （3）串行通信分类 ? 按时钟 串行通信按时钟可分为同步传送和异步传送两种方式。 异步传送：允许传输线上的各个部件有各自的时钟，在各部件之间进行通信时没有统一的时间标准，相邻两个字符传送数据之间的停顿时间长短是不一样的，它是靠发送信息时同时发出字符的开始和结束标志信号来实现的，如图8.4所示。 按方向 串行通信按信息在设备间的传送方向又为分单工、半双工和全双工三种方式。分别如图8.3中的（a）、（b）和（c）所示。 2. 异步串行通信 （1）传送字符数据格式 （2）波特率 3. 通信接口 （1）RS232接口 （2）RS485接口 （3）RS422接口 8.1.2　网络概述 网络结构概述 （1）简单网络 （2）多级网络 2. 通信协议 （1）通用协议 （2）公司专用协议 1. 网络结构概述 （1）简单网络 多台设备通过传输线相连，可以实现多设备间的通信，就形成网络结构。下图8.5就是一种最简单的网络结构，它由单主设备和多个从设备构成。 （2）多级网络 现代大型工业企业中，一般采用多级网络的形式，可编程序控制器制造商经常用生产金字塔结构来描述其产品可实现的功能。这种金字塔结构的特点是：上层负责生产管理，底层负责现场检测与控制，中间层负责生产过程的监控与优化。 国际标准化组织（ISO）对企业自动化系统确立了初步的模型，如图8.6所示。 2. 通信协议 （1）通用协议 国际标准化组织ISO（International Standard Organization）于1978年提出了开放系统互联OSI（Open Systems Interconnection）的模型，它所用的通信协议一般为7层，如下图8.7所示。 （2）公司专用协议 低层子网和中层子网一般采用公司专用协议，尤其是最底层子网，由于传送的是过程数据及控制命令，这种信息较短，但实时性要求高。公司专用协议的层次一般只有物理层、链路层及应用层，而省略了通用协议所必须的其他层，信息传送速率快。 8.1.3　S7-200通信及网络 1. 字符数据格式 2. 网络层次结构 3. 通信类型及协议 4. 通信设备 1. 字符数据格式 （1）10位字符数据 传送数据由1个起始位、8个数据位、无校验位、一个停止位组成。传送速率一般为9600波特。 （2）11位字符数据 传送数据由1个起始位、8个数据位、1个偶校验位、一个停止位组成。传送速率一般为9600波特或19200波特。 2. 网络层次结构 西门子公司的生产金字塔由4级组成，由下到上依次是：过程测量与控制级、过程监控级、工厂与过程管理级、公司管理级。S7系列的网络结构如右图8.8所示。 3. 通信类型及协议 （1）通用协议 （2）公司专用协议 PPI协议 MPI协议 Profibus协议 自由口协议 （3）通信类型 可编程序控制器常见的有以下类型： 把计算机或编程器作为主站、把操作员界面作为主站和把PLC作为主站等类型，这几种类型又各有两种连接：单主站和多主站。 4. 通信设备 （1）通信口 S7-200 CPU主机上的通信口是符合欧洲标准EN 50170中Profibus标准的RS-485兼容9针D型接口。接口引脚如图8.11所示，端口0或端口1的引脚与Profibus的名称对应关系如表8.1所示。 （2）网络连接器 网络连接器可以用来把多个设备很容易地连接到网络中。网络连接器有两种类型：一种是仅提供连接到主机的接口，另一种增加了一个编程接口。带有编程口的连接器可以把编程器或操作员面板直接增加到网络中，编程口传递主机信号的同时，为这些设备提供电源，而不用另加电源。 （3）通信电缆 网络电缆