可编程控制器教程 第２版 教学课件 王兆义 上海大学 主编 可编程控制器5.pdfVIP

第五章 可编程序控制器的网络及通信 第一节 可编程序控制器通信网络概述 第二节 可编程序控制器的典型网络 第一节 可编程序控制器通信网络概述 一、通信方式 (一)串行数据传送与并行数据传送 1.串行数据传送 串行数据传送就是数据一位(bit)一位地依次传输，每一位数据占据一个 固定的时间长度。 串行数据传输的优点是传送线少，特别适合于计算机与计算机、计算机 与PLC之间的远距离通信，其缺点是串行数据传输速度比较慢。 串行通信线路的工作方式又有单工通信、半双工通信、全双工通信三种 形式。 单工通信 半双工通信 全双工通信 2.并行数据传送 并行数据传送时，数据各位是同时进行传送的，可以字或字节为单位传送。 并行数据传输的优点是传递速度快，其缺点是成本高。 (二)异步方式与同步方式 异步通信方式所采用的数据格式是由一组不定“位数”数组组成。 时间的划分有两种方式：一为同步方式，由外部时钟分时；另一种为异 步方式，靠信号自身实现分时，所以串行数据传送又分为异步与同步两种方 式。 1.异步方式 每秒钟传送数据的bit数叫传输速率，即波特率。 2.同步方式 同步传送就是要在传送数据的同时还要传送时钟信号。 二、通信访问控制协议 通信访问控制协议有多种，PLC用到的有下面三种。 (一)具有冲突检测的多点数据通信方法(CSMA/CD) 这是一种争抢使用总线的协议。 争抢总线传输数据流程框图： (二)令牌(Token)方法 这是一种控制权分散的网络访问方法。 PLC联网常用令牌方法。 (三)令牌环(Token Ring)方法 该方法用于环形拓扑结构的网络，它靠令牌环传送控制权，令牌也是循 环地在各站点传送。 令牌环方法是用转发的方式在站间传送数据，其数据是分时转发的；而 令牌方法是从站点直接将数据发送到总线上，像广播一样，各站点同时均可 监测到是否有数据在总线上要传送。 三、网络拓扑结构 网络的拓扑结构是指各站点连接起来形成网络的形式。 (一)星形结构 该结构有中心站点，网络上各站点都分别与中心站点连接。如图a)： (二)总线结构 这种结构靠总线实现各站点的连接，是集散控制系统(DCS)中常用的网 络形式。如图b)所示： (三)环形结构 环形结构网络上的所有站点都通过点对点的链路连接构成封闭环。如图 c)所示: 四、网络协议 OSI的参考模型是一个多层次结构，七层的功能分别简述如下。 1.物理层 它是网络的最低层，规定了使用电路的类型、功能、电气特性，以及连 接器的配置等。 2.数据链路层 它是建立在物理层之上的。规定了对各信息基本单元的封装格式，以便 在站点间进行数据传送。 3.网络层 其功能是：确定源及目标地址，建立连接及传送数据，差错检测等。 4.传输层 它在网络层提供的信道上，传送信息或根文，确保数据无差错、不丢失 地依次传送。 5.会话层 它的主要作用是协调、同步对话，包括会话的初始化、执行及终止。 6.表示层 其功能有：数据翻译、编码和字符集转换、格式化、修改数据的格式、 语法选择和对所用变换的初始选择及随后修改。 7.应用层 是协议的最高层，它与用户的应用程序密切相关。描述与用户程序相联 系的内容。 OSI的七层结构情况如下图所示： 第二节 可编程序控制器的典型网络 一、通信模块 PLC的数据通信模块中有通信处理机、内存储器、输出串行接口、双端 口存储器RAM等。 为了提高通信的适应性，有的PLC通信模块中配置着好几种接口总线标 准，可通过通信模块上的选择开关对接口标准进行选择。编程器可直接 插在通信模块上对其编程。 二、典型网络结构 通常包含有三个网络