西门子工业网络通信课件精选.doc

第1章绪论
1.1PLC控制网络的基本特点和通信功能
1.2数据通信
1.3工业局域网概述
1.4S7-300/400PLC的通信网络概述
1.1PLC控制网络的基本特点和通信功能
1.PLC控制网络的基本特点
1）传输介质和链接组件标准化2）传输高可靠性3）良好的系统扩展性4）良好的覆盖面积
5）较高的数据传输速率
2.PLC的通信功能
1）远程控制2）PLC局域网络系统3）PLC与上位机进行点对点通信
1.2数据通信
具有一定的编码、格式和位长要求的数字信号成为数据信息。
数据通信是将数据信息通过适当的传送线路从一台机器传送到另一台机器。
数据通信系统的任务是把地理位置不同的计算机和PLC及其他数字设备连接起来，高效率地完成数据的传送、信息交换和通信处理三项任务。
数据通信系统组成
传送设备传送控制设备传送协议通信软件
1.2.1数据传输方式的分类
1.串行传输与并行传输
1）串行传输数据在一个信道上按位顺序传输的方式。
特点：一或两根传输线远距离传输成本低速度慢
2）并行传输数据在多个信道同时传输的方式。
特点：传输速度快传输线多，成本高
2.频带传输与基带传输
1）频带传输把信号调制到某一频带上的传输方式。
三种调制方式：调幅调频调相
2）基带传输数据传输系统对信号不做任何调制，直接传输数据的传输方式。
PLC网络大多采用基带传输。
基带传输方式使整个频带范围都用来传输某一数字信号，常用于半双工通信。频带传输时，在同一传输线路上可用频带分割的方法将频带划分为几个信道，同时传输多路信号，常用于全双工通信。
3.异步传输和同步传输
1）异步传输异步传输也称为起止式传输，它是利用起止法来达到收发同步的。在异步传输中，被传输的数据编码为一串脉冲，每一个传输的字符都有一个附加的起始位和多个停止位。字节传输由起始位“0”开始，然后是被编码的字节。通常低位在前，高位在后，接下来是校验位（可省略），最后是停止位“1”（可以是1位、1.5位或2位，用以表示字符的结束）。
2）同步传输同步传输是把每个完整的数据块（帧）作为整体来传输，而不是按异步传输时每个字符都附加起始位和停止位的方式传输，因此在需要传输大量数据块的场合用同步传输可以克服异步传输效率低的缺点。
为了使接收设备能够准确地接收数据块的消息，同步传输在数据开始处用同步字符“SYN”来指示，由定时信号（同步时钟）来实现发送端和接收端同步，一旦检测到与规定的字符相符合，接下去就是按顺序传输数据。但同步传输所需要的软件、硬件的价格比异步传输的高，因此常在数据传输速率高的系统中才采用同步传输。

1.2.2传输速率和线路通信方式
1.传输速率
1）调制速率也称码元速率，是脉冲信号经过调制后的速率。单位是波特，通常用于表示调制解调器之间传输信号的速率。
2）数据信号速率单位时间内通过信道的信息量，单位是比特/秒（bit/s）。调制速率和数据信号速率在串行传输二进制调制信号时，两者的速率在数值上是相同的。
通常，并不严格区分调制速率和数据信号速率，而是笼统地将它们称为传输速率，其单位是波特，即每秒传送二进制位数，用bit/s表示。
3）数据传输速率单位时间内传输的数据量，数据量的单位可以是比特、字符等，通常以字符/分钟为单位。
2.线路通信方式
1）单工通信方式信息的传输始终保持同一方向而不能进行反向的传输。
2）半双工通信方式信息流可以在两个方向上传输，但同一时刻只限于一个方向传输。
3）全双工通信方式在同一个方向上同时发送和接收数据。
1.2.3差错控制方式和检错码
1.差错控制方式
1)自动检错重发（ARQ）2）前向纠错（FEC）3）混合纠错4）不用编码的差错控制
2.检错码
奇偶校验码循环冗余校验（CRC）码
1.2.4传输介质
工业数据通信系统可采用无线传输介质，如电磁波、红外线等。也可采用双绞线、电缆、电力线、光缆等有线介质。
传输介质的特性主要有：
1）物理特性：传输介质的物理结构；
2）传输特性：介质对数据传送所允许的速率、频率容量
3）连通特性：点对点或一对多点的连接方式；
4）地理范围：传输介质的最大传输范围；
5）抗干扰性：传输介质防止电磁干扰等噪声对传输数据的影响能力；
6）性能价格比
1.2.4串行通信接口标准
1.RS-232C标准
是1969年由美国电子工业协会（EIA）所公布的穿行通信接口标准。RS是remendstandard,232是标识号。它既是一种协议标准，又是一种电气标准，它规定了终端和通信设备之间信息交换的方式和功能。
RS-232C一般使用9针或25针的D型连接器，工业控制中9针连接器用得较多。
当通信距离较近时，通信双方可以直接连接，最简单的情况在通信中不需要控制联络信号，只需要三根线便可以实现全双工异步串行通信。
2.RS-422A/48