第八章_通信及网络

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,系列的网络结构如图所示。,1.,工业网络结构,第八章 网络通信及应用,西门子生产金字塔及网络,（,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，如下图所示。,2.,通信网络基础知识,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，,（,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。,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。分别如图中的（,a,）、（,b,）,和（,c,）,所示。,单工、半双工和双工,目前,RS-232,是,PC,机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口。,RS-232,被定义为一种在低速率串行通讯中增加通讯距离的单端标准。,RS-232,采取不平衡传输方式，即所谓单端通讯。,1）,RS232,接口,典型的,RS-232,信号在正负电平之间摆动，在发送数据时，发送端驱动器输出正电平在,+5,+15V,，负电平在,-5,-15V,电平。接收器典型的工作电平在,+3,+12V,与,-3,-12V,。由于发送电平与接收电平的差仅为,2V,至,3V,左右，所以其共模抑制能力差，再加上双绞线上的分布电容，其传送距离最大为约,15,米，最高速率为,20kb/s,。,RS-232,是为点对点（即只用一对收、发设备）通讯而设计的,（,4,）通信接口,2）,RS422,接口,采用,4,线接口，允许在相同传输线上连接多个接收节点，最多可接,10,个节点。即一个主设备（,Master,），其余为从设备（,Salve,），从设备之间不能通信，所以,RS-422,支持点对多的双向通信。,RS-422,的最大传输距离为,4000,英尺（约,1219,米），最大传输速率为,10Mb/s,。其平衡双绞线的长度与传输速率成反比，在,100kb/s,速率以下，才可能达到最大传输距离。,3,）,RS485,接口,RS-485,是从,RS-422,基础上发展而来的，所以,RS-485,许多电气规定与,RS-422,相仿。如都采用平衡传输方式、都需要在传输线上接终接电阻等。,RS-485,可以采用二线与四线方式，二线制可实现真正的多点双向通信。,而采用四线连接时，与,RS-422,一样只能实现点对多的通信，即只能有一个主（,Master,）设备，其余为从设备，但它比,RS-422,有改进，无论四线还是二线连接方式总线上可多接到,32,个设备。,RS-485,与,RS-422,一样，其最大传输距离约为,1219,米，最大传输速率为,10Mb/s,。,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,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。,单主站结构网络,多主站结构网络,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。,（,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。,（,4,）网络中继器,网络中继器在,Profibus,可以用来延长网络的距离、允许给网络加入设备、隔离不同网络段，每个中继器为网络段提供偏置和终端匹配。,每个网络中最多可以有,9,个中继器，每个中继器最多可再增加,32,个设备。,（,3,）通信电缆,网络电缆,PC/PPI,电缆,（,5,）调制解调器,用调制解调器可以实现计算机或编程器与,PLC,主机之间的远距离通信。以,11,位调制解调器为例，通信连接如下图,8.12,所示。,应用实例,有一简单网络，结构如下图所示。其中,TD200,为主站，在,RUN,模式下，,CPU 224,在用户程序中允许,PPI,主站模式，可以利用,NETR,和,NETW,指令来不断读写两个,CPU 221,模块中的数据。,操作要求：,站,4,要读写两个远程站（站,2,和站,3,）的状态字节和计数值（分别放在,VB100,和,VW101,中）。如果某个远程站中的计数值达到,200,，站,4,将发生一定动作，并将该远程站的计数值清,0,，重新计数。,CPU 224,通信端口号为,0,，从,VB200,开始设置接收和发送缓冲区。接收缓冲区从,VB200,开始，发送缓冲区从,VB250,开始，,一、上位机通信 上位通信是指,PLC,与计算机之间的通信。可以通过计算机对现场设备进行监视和控制。连接方式：,1,、通过计算机的,RS232,口直接与,PLC,连接,2,、通过计算机的,RS232,口，在计算机与,PLC,之间增加一个适配器,3,、在计算机里增加一个通信卡采用什么样的连接方式，由,PLC,的通信接口决定,通信方式有上位机通信、同位通信、远程,I/O,通信,上位机的作用：,1,、编制、调试、下载程序,2,、监视设备的运行,3,、控制设备的运行,上位机的软件可用高级语言和工控组态软件来编写 高级语言：,VB,，,DELPHI,，,VC,等等 组态软件：国内的有,MCGS,，组态王，力控，开物等。国外的有,Wincc,，,Intouch,，,Ifix,，,Cimplicity,等等,二、同级通信 同位通信是指,PLC,之间的通信。每台,PLC,都有自己独立的处理器，有自己的程序 在对,PLC,参数进行设置后，,PLC,之间相互通信，不需要编程，也可以根据需要，编程来实现通信。如,Omron,的链接系统，,Siemens,的,MPI,网络，,AB,的,，,MODICON,的,MODBUS,，就是属于这种类型。属于令牌传递网络,三、远程通信,PLC,与远程模块之间的通信。远程模块由统一管理。远程模块里没有程序，如西门子的就是这种类型。,