第6章 PLC的网络通信技术及应用.ppt

第6章 PLC的网络通信技术及应用 通信基础知识 1．数据传输方式 （1）并行通信方式 传送数据时，一个数据的所有位同时传送。 并行通信的特点是：传送速率快，但硬件成本高，不宜于远距离通信。 （2）串行通信方式 传送数据时，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。 串行通信的特点是：需要的信号线少，最少的只需要两根线（双绞线），适合远距离传送数据。 串行通信传输速率（又称波特率）的单位为“比特每秒”，即每秒钟传送的二进制位数，用bit/s或bps表示。 通信基础知识 2．数据传送方向 （1）单工方式 在单工通信方式下，通信线的一端连接发送器，另一端连接接收器，它们形成单向连接，只允许数据按照一个固定的方向传送。如图所示，数据只能由A站传送到B站，而不能由B站传送到A站。 通信基础知识 2．数据传送方向 （2）半双工方式 在半双工通信方式下，系统中每一个通信设备都由一个发送器和一个接收器组成，通过收发开关接到通信线路上，如图所示。在这种方式中，数据能从A站传送到B站，也能从B站传送到A站，但是不能同时在两个方向上传送，即每次只能一个站发送，另一个站接收。收发开关通过半双工通信协议进行功能切换。 通信基础知识 2．数据传送方向 （3）全双工方式 在全双工通信方式下，系统中每一个通信设备都由一个发送器和一个接收器组成，数据可以同时在两个方向上传送 。 通信基础知识 3．传输介质 目前普遍使用的传输介质有同轴电缆、双绞线和光缆。其中双绞线（带屏蔽）成本低、安装简单；光缆的尺寸小、质量轻、传输距离远，但成本高、安装维修不方便。 通信基础知识 4．串行通信接口 （1）RS-232C接口 采用负逻辑，利用传输信号线与地线之间的电压差表示逻辑电平，用-5~-15V表示逻辑“1”，用+5~+15V表示逻辑“0”。 RS-232C使用单端发送、单端接收的电路。发送器和接收器之间有公共的信号地线，共模干扰信号不可避免地要进入信号传送系统中，使信号“0”变成“1”，“1”变成“0 ”。 通信基础知识 4．串行通信接口 （2）RS-422接口 RS-422接口采用平衡驱动、差动接收电路，从根本上取消了信号地线，如图所示。利用两条信号线之间的电压差表示逻辑电平，（VA-VB）+0.2V表示逻辑“1”， （VA-VB）-0.2V表示逻辑“0”。当外部的干扰信号作为共模信号出现时，两根传输线上的共模干扰信号相同，因接收器是差分输入，共模干扰信号可以互相抵消。RS-422接口抗干扰能力强，有较高的通信速率，适合远距离传输。 通信基础知识 4．串行通信接口 （3）RS-485接口 RS-485接口是RS-422的变形，与RS-422不同的是：RS-422 是全双工的，R S-485是半双工的。RS-485只有一对平衡差分信号线，用最少的信号连线（双绞线）即可实现通信任务。 西门子工业网络通信 工业以太网（Industrial Ethernet） 工业以太网是一个世界范围认可的工业标准。它支持广域的开放型网络模型，采用多种传输介质（同轴电缆，工业双绞线，光纤电缆），均具有高的传输率。用于企业级和车间级的通信系统。工业以太网被设计为对实时性要求不严格、需要传输大量数据的通信系统，可以通过网关设备来连接远程网络。 现场总线网络（PROFIBUS） PROFIBUS协议用于分布式I/O设备（远程I/O）的高速通信。许多厂家生产的自动化控制设备都支持PROFIBUS协议。该协议使用RS-485串行口，通过屏蔽双绞线进行网络连接。PROFIBUS网络中可以有若干个主站，每个主站配有属于自己的若干个从站。主站可以访问自己的从站，也可以有限地访问其它主站的从站。 现场总线通信方式彻底消除了拥挤、紊乱的接线，现场只需要一根总线电缆，用一根总线电缆替代复杂而又价格昂贵的成束电缆，系统运行抗干扰能力增强，更安全可靠。 多点接口（MPI，Multi-Point Interface） MPI是西门子的S7-300/400 CPU、操作员面板（OP）和编程器上集成的通信接口。通过MPI接口，不用附加的CP模块即可实现网络化，MPI网络可用于车间级通信，可以在少数CPU之间传递少量数据。 MPI协议可以是主/主协议也可以是主/从协议，这取决于网络中连接的设备类型。如果网络中只有S7-300/400 CPU，则建立主/主连接。如果网络中有S7-200 CPU，因为S7-200 CPU只能作从站，所以建立主/从连接。 执行器-传感器接口（AS-I,Actuator-Sensor-Interface） 执行器-传感器接口是位于自动控制系统最低层的网络，用于将二进制传感器和