[工学]PLC-第九章.ppt

第 9 章 可编程控制通信与网络技术 青岛理工大学 （机械工程学院） 第 9 章 可编程控制器通信与网络技术 近年来，工厂自动化网络得到了迅速的发展，相当多的企业已经在大量地使用可编程设备，如PLC、工业控制计算机、变频器、机器人、柔性制造系统等。将不同厂家生产的这些设备连在一个网络上，相互之间进行数据通信，由企业集中管理，已经是很多企业必须考虑的问题。 本章主要介绍有关PLC的通信与工厂自动化通信网络方面的初步知识。 9 PLC通信与网络技术9.1 PLC通信基础 概述 通信：当任意两台设备之间有信息交换时，它们之间就产生了通信。 PLC通信：是指PLC与PLC、PLC与计算机、PLC与现场设备或远程I/O之间的信息交换。 PLC通信的任务：就是将地理位置不同的PLC、计算机、各种现场设备等，通过通信介质连接起来，按照规定的通信协议，以某种特定的通信方式高效率地完成数据的传送、交换和处理。 9.1 PLC通信基础9.1.1 通信方式 并行通信与串行通信 并行通信：是以字节或字为单位的数据传输方式，除了8根或16根数据线、一根公共线外，还需要数据通信联络用的控制线。 并行通信的传送速度快，但是传输线的根数多，成本高，一般用于近距离的数据传送。 并行通信一般用于PLC的内部，如PLC内部元件之间、PLC主机与扩展模块之间或近距离智能模块之间的数据通信。 9.1 PLC通信基础9.1.1 通信方式 并行通信与串行通信 串行通信：以二进制位（bit）为单位的数据传输方式，每次传送一位，除了地线外，在一个数据传输方向上只需要一根数据线，这根线既作为数据线又作为通信联络控制线 串行通信需要的信号线少，最少的只需要两三根线，适用于距离较远的场合。 串行通信多用于PLC与计算机之间、多台PLC之间的数据通信。 传输速率是评价通信速度的重要指标。在串行通信中，传输速率常用比特率来表示，其单位是比特/秒（bit/s）或bps 9.1 PLC通信基础9.1.1 通信方式 单工通信与双工通信 单工通信方式：只能沿单一方向发送或接收数据。 双工通信方式：其信息可沿两个方向传送，每一个站既可以发送数据，也可以接收数据。 全双工方式：数据的发送和接收分别由两根或两组不同的数据线传送，通信的双方都能在同一时刻接收和发送信息 半双工方式：用同一根线或同一组线接收和发送数据，通信的双方在同一时刻只能发送数据或接收数据 在PLC通信中常采用半双工和全双工通信。 9.1 PLC通信基础9.1.1 通信方式 异步通信与同步通信 按同步方式的不同，串行通信分为异步通信和同步通信 异步通信：通信双方需要对所采用的信息格式和数据的传输速率作相同的约定。 异步通信传送附加的非有效信息较多，它的传输效率较低，一般用于低速通信，PLC一般使用异步通信。 9.1 PLC通信基础9.1.1 通信方式 异步通信与同步通信 同步通信：以字节为单位。每次传送l~2个同步字符、若干个数据字节和校验字符。 同步字符起联络作用，用它来通知接收方开始接收数据。在同步通信中，发送方和接收方要保持完全的同步。 在近距离通信时，可以在传输线中设置一根时钟信号线。在远距离通信时，可以在数据流中提取出同步信号，使接收方得到与发送方完全相同的接收时钟信号。 同步通信方式传输效率高，但是对硬件的要求较高，一般用于高速通信。 9.1 PLC通信基础9.1.1 通信方式 基带传输与频带传输 基带传输：按照数字信号原有的波形（以脉冲形式）在信道上直接传输，它要求信道具有较宽的通频带。 基带传输时，通常对数字信号进行一定的编码，常用数据编码方法有非归零码NRZ、曼彻斯特编码和差动曼彻斯特编码等。 9.1 PLC通信基础9.1.1 通信方式 基带传输与频带传输 频带传输：是一种采用调制解调技术的传输形式。发送端采用调制手段，对数字信号进行某种变换，将代表数据的二进制“1”和“0”，变换成具有一定频带范围的模拟信号，以适应在模拟信道上传输；接收端通过解调手段进行相反变换，把模拟的调制信号复原为“1”或“0”。 常用的调制方法有频率调制、振幅调制和相位调制。具有调制、解调功能的装置称为调制解调器，即Modem。 PLC通信中，基带传输和频带传输两种传输形式都有采用，但多采用基带传输。 9.1 PLC通信基础9.1.2 通信介质 通信介质：是在通信系统中位于发送端与接收端之间的物理通路。 通信介质一般可分为：导向性介质、非导向性介质 导向性介质：这种介质将引导信号的传播方向，如：双绞线