PLC的通信与自动化通信网络要点课件.ppt

第7通信及网络本章重点本章习题7.1通信及网络概述通信方式1.基本通信方式（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7.1示。图7.1并行通信（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7.2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7.4所示。
图7.4异步串行传送数据格式同步通信以字节为单位，每次传送1~2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。
异步通信传送附加的非有效信息较多，传输效率较低；同步通信方式不需要在每个数据字符中加起始位、停止位和奇偶校验位，只需要在数据块之前加一两个同步字符，故传输效率高，但对硬件的要求较高，一般用于高速通信。图7.3单工、半双工和双工单工通信方式只能沿单一方向发送和接收数据。
全双工方式数据的发送和接收分别使用两根或两组不同的数据线，通信的双方都能在同一时刻接收和发送信息。
半双工方式用同一组线接收和发送数据，通信的某一方在同一时刻只能发送和接收数据。3.通信接口RS232C接口
RS232C是美国EIC在1969年公布的通信协议，至今仍在计算机和PLC中广泛使用。
RS232C采用负逻辑，用-5~-15V表示逻辑状态“1”，用+5~+15V表示逻辑状态“0”。RS232C的最大通信距离为15m，最高传输速率为20bit/s，只能进行一对一的通信。RS232C可以使用9针或25针的D型连接器，PLC一般使用9针的连接器，距离较近时只需要3根连接线。其使用单端驱动、单端接收的电路，容易受到公共地线上的电位差和外部引入的干扰信号的影响。RS422A
采用平衡驱动、差分接收电路，从根本上取消了信号地线。平衡驱动器相当于两个单端驱动器，其输入信号相同，两个输出信号互为反相信号，图中的小圆圈表示反相。外部输入的干扰信号主要以共模方式出现，两根传输线上的共模干扰信号相同，因接收器是差分输入，共模信号可以互相抵消。只要接收器有足够的抗共模干扰能力，就能从干扰信号中识别出驱动器输出的有用信号，从而克服外部干扰信号的影响。
如图7-4、5、6（P123）RS485
其为RS-422A的变形，RS-422A为全双工，两对平衡差分信号线分别对应于发送和接收。RS-485为半双工，只有一对平衡差分信号线，不能同时发送和接收。
使用RS-485通信接口和双绞线可以组成串行通信网络，构成分布式系统，系统中最多可以有32个站，新的接口器件已允许连接128个站。网络概述1.网络结构概述（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7.6所示。图7.6ISO企业自动化系统模型2.通信协议图7.7通用协议模型（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。S7-200通信及网络1.字符数据格式2.网络层次结构图7.8西门子生产金字塔及网络3.通信类型及协议2、多点接口协议（MPI）
MPI是集成在西门子公司的PLC、操作员界面和编程器上的集成通信接口，用于建立小型的通信网络。最多可以接32个接点，典型数据长度为64个字节，最大距离为100m。
每个S7-200CPU支持4个连接，每个EM277模块支持6个连接。

3、Profibus协议
PROFIBUS-DP协议通常用于分布式I/O设备（远程I/O）的高速通信。许多厂家生产类型众多的PROFIBUS设备，例如I/O模块、电机控制器和PLC。
S7-200CPU需要通过EM277PROFIBUS-DP模块接入PROFIBUS网络，网络通常有一个主站和几个从站。4、TCP/IP协议
S7-200配备了以太网模