第八章 可编程序控制器通信技术.ppt

第八章可编程控制器通讯技术 随着计算机通信网络技术的日益成熟及企业对工业自动化程度要求的提高 自动控制系统也从传统的集中式控制向多级分布控制方向发展 这就要求构成控制系统的PLC必须要有通信与网络的功能 能够相互连接 远程通信 构成网络 第一节通信与网络基础 数据通信就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 这里的机器可以是计算机 PLC或是具有数据通信功能的其它数字设备 一 数据传输方式1 并行传输与串行传输若按照传输数据的时空顺序分类 数据通信的传输方式可以分为串行传输和并行传输两种 1 并行传输 数据在多个信道同时传输的方式称为并行传输 2 串行传输 数据在一个信道上 按位顺序传输的方式 称为串行传输 2 基带传输与频带传输根据数据传输系统在传输由终端形成的数据信号的过程中 是否搬移信号的频谱 是否进行调制 可将数据传输系统分为基带传输和频带传输两种 1 基带传输 所谓基带是指电信号的基本频带 2 频带传输 频带传输是把信号调制到某一频带上的传输方式 3 异步和同步传输方式 1 异步传输 异步传输也称起止式传输 它是利用起止法来达到收发同步的 2 同步传输 把每个完整的数据块 帧 作为整体来传输 二 线路通信方式数据在通信线路上传输有方向性 按照数据在某一时间传输的方向 线路通信方式可以划分为单工通信 半双工和全双工通信方式 1 单工通信方式单工通信就是指信息的传送始终保持同一方向 而不能进行反向传送 2 半双工通信方式半双工通信就是指信息流可以在两个方向上传送 但同一时刻只限于一个方向传送 3 全双工通信方式全双工通信能在两个方向上同时发送和接收 b 半双工示意图 c 全双工示意图 三 传输速率传输速率是指单位时间内传输的信息量 它是衡量系统传输的主要指标 四 差错控制1 差错控制方式 所谓差错控制是指对传输的数据信号进行检测错误和纠正错误 实际中常用的差错控制方式主要有4种 1 自动检错重传 ARQ 2 前向纠错 FEC 3 混合纠错 HEC 4 不用编码的差错控制 2 常用的几种检错码 1 奇偶校验码 2 循环冗余校验 CRC 码五 传输介质目前普遍使用的传输介质有 同轴电缆 双绞线 光缆 其它介质如无线电 红外线 微波等在PLC网络中应用很少六 串行通信接口标准 第二节现场总线技术 自动控制系统的通信是和一定的现场总线 通信规约 通信协议紧密相联系的 一 基于现场总线的低压电器数据通信规约所谓通信规约 就是对通信方式 信息传送格式 参数类型 数据编码等要素的约定 二 现场总线 Fieldbus 基础目前 用于低压开关设备与控制设备的现场总线主要有以下几种 1 德国西门子公司研制的Profibus PD协议 2 美国Rockwell公司研制的DeviceNet协议 3 法国施耐德公司研制的Modbus协议 4 Asi协议 主要传送开关量信号 第三节PC与PLC的通信 一 基本概念PLC与计算机通信是PLC通信中最简单 最直接的一种通信方式 用PLC编程软件在计算机上编好的程序 传输给PLC 或者计算机从PLC中读取有关信息 采取PLC与计算机之间的通信 PLC与计算机通信后 在计算机上可以实现以下几个基本功能 1 可在计算机上编写 调试 修改应用程序 当PLC与计算机通信后 便可利用辅助编程软件 直接在计算机上编写梯形图或功能图或指令表程序 它们之间均可以相互转换 此外还有自动查错 自动监控等功能 2 可用图形 图像 图表的形式在计算机上对整个生产过程进行运行状态的监视 3 可对PLC进行全面地系统管理 包括数据处理 生成表格 在线数据修改 数据查询等 4 可对PLC实现直接控制 PLC直接接受现场控制信号 分析 处理转化为PLC内部软元件的状态信息 计算机不断采集这些数据 进行分析与监测 随时调整PLC的初始值和设定值 实现对PLC的直接控制 5 可实现对生产过程的模拟仿真 6 可打印用户程序和各种管理信息资料 7 由于Internet网发展很快 通过计算机可以随时随地获得网上有用的信息和其他PLC厂家 用户的PLC控制信息 也可以将本地的PLC控制信息发送上网 实现控制系统的资源共享 二 通信链接PLC与计算机通信主要是通过RS232C或RS422接口进行的 计算机上的通信接口是标准的RS232C接口 若PLC上的通信接口也是RS232C接口时 PLC与计算机连接可以直接使用适配电缆进行连接 实现通信 三 通信协议FX系列PLC与计算机之间的通信采用RS 232C标准 数据交换格式为字符串式四 计算机与多台PLC的链接五 PLC与PLC之间的通信PLC与PLC之间的通信称为同位通信 它们之间必须通过专用的通信模块才能实现 六 PLC的网络简介由上位机 PLC 远程I O相互链接所形成的分布式控制系统 现场总线控制系统已在广泛应用 这种大规模的PLC多机通信实际上就构成了PLC网络系统 网络化已成为未来PLC发展的主要方向 第四节网络技术在PLC控制系统中的应用 在工业自动化控制系统中 最为常见的是PLC和变频器的组合应用 并且有多种多样的PLC控制变频器的方法 如采用PLC的开关量控制变频器 即采用PLC的开关量输出端直接与变频器的开关量输入端相连 PLC可通过程序控制变频器的启动 停止 正反转及高 中低速多段速度运行 也可用PLC的模拟信号控制变频器 PLC采用RS 485的Modbus RTU通信方法