S7-200 PLC编程及应用 第2版 廖常初 第6章200新.ppt

第6章 PLC的通信与自动化通信网络 6.1 计算机通信概述 6.1.1 串行通信 1．并行通信与串行通信 并行数据通信以字节或字为单位传输数据，已很少使用。 串行数据通信每次只传送二进制数的一位。最少只需要两根线就可以组成通信网络。 2．异步通信与同步通信 接收方和发送方的传输速率的微小差异产生的积累误差，可能使发送和接收的数据错位。异步通信采用字符同步方式（见图6-1），通信双方需要对采用的信息格式和数据的传输速率作相同的约定。接收方将停止位和起始位之间的下降沿作为接收的起始点，在每一位的中点接收信息。 奇偶校验用硬件保证发送方发送的每一个字符的数据位和奇偶校验位中“1”的个数为偶数或奇数。接收方用硬件对接收到的每一个字符的奇偶性进行校验，如果奇偶校验出错，SM3.0为ON。可以设置为无奇偶校验。 同步通信的发送方和接收方使用同一个时钟脉冲。接收方可以通过调制解调方式得到与发送方同步的接收时钟信号。 3．单工通信与双工通信 单工通信只能沿单一方向传输数据，双工通信每一个站既可以发送数据，也可以接收数据。 全双工方式通信的双方都能在同一时刻接收和发送数据。 半双工方式通信的双方在同一时刻只能发送数据或只能接收数据。 4．传输速率 单位为bit/s或bps 。 6.1.2 串行通信的端口标准 1．RS-232C RS-232C的最大通信距离为15m，最高传输速率为20kbit/s，只能进行一对一的通信。RS-232C使用单端驱动、单端接收电路，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。 2．RS-422A RS-422A采用平衡驱动、差分接收电路，因为接收器是差分输入，两根线上的共模干扰信号互相抵消。在最大传输速率10Mbit/s时，允许的最大通信距离为12m。传输速率为100kbit/s时，最大通信距离为1200m，一台驱动器可以连接10台接收器。 3．RS-485 RS-422A是全双工，用4根导线传送数据。RS-485是RS-422A的变形，为半双工，使用双绞线可以组成串行通信网络，构成分布式系统。 6.2 计算机通信的国际标准 6.2.1 开放系统互连模型 物理层的下面是物理媒体，例如双绞线、同轴电缆和光纤等。物理层定义了传输媒体端口的机械、电气功能和规程的特性。 数据链路层的数据以帧为单位传送，每一帧包含数据和同步信息、地址信息和流量控制信息等。通过校验、确认和要求重发等方法实现差错控制。 应用层为用户的应用服务提供信息交换，为应用接口提供操作标准。 6.2.2 IEEE 802通信标准 1．CSMA/CD （带冲突检测的载波侦听多路访问 ）的基础是以太网。 每个站都是平等的，采用竞争方式发送信息到传输线上，“先听后讲”和“边听边讲”。其控制策略是竞争发送、广播式传送、载体监听、冲突检测、冲突后退和再试发送。以太网越来越多地在底层网络使用。 2．令牌总线 令牌绕逻辑环周而复始地传送。要发送报文的站等到令牌传给自己，判断为空令牌时才能发送报文。令牌沿环网循环一周后返回发送站时，如果报文已被接收站复制，发送站将令牌置为“空”，送上环网继续传送，以供其他站使用。 3．令牌环用得少 4．主从通信方式 主从通信网络有一个主站和若干个从站。主站向某个从站发送请求帧，该从站接收到后才能向主站返回响应帧。主站按事先设置好的轮询表的排列顺序对从站进行周期性的查询。 6.2.3 现场总线及其国际标准 1．现场总线 IEC对现场总线的定义：“安装在制造和过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线”。 2．现场总线的国际标准 （1）IEC 61158 IEC 61158第4版采纳了经过市场考验的20种现场总线（见表6-1）。其中约一半是实时以太网。 （2）IEC 62026 IEC 62026是供低压开关设备与控制设备使用的控制器电气接口标准。 6.3 西门子的工业自动化通信网络 1．工业以太网 网络规模可达1024站，距离可达1.5km(电气网络)或200km(光纤网络)，10M /100Mbit/s。S7-200使用以太网模块CP 243-1或互联网模块CP-243-1 IT。 2．PROFIBUS 传输速率最高12Mbit/s，响应时间典型值为1ms，使用屏蔽双绞线电缆（最长9.6km）或光缆（最长90km），最多可以