数字化车间的构建课件

1、职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库电控与PLC控制技术 项目十二 数字化车间的构建 广西机电职业技术学院职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库任务一 数字化车间的构建 职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库任务一 数字化车间的构建职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库任务一 数字化车间的构建图12-1-1 数字化车间框图职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库任务一 数字化车间的构建知识链接一知识链接一 通信基本知识通信基本知识w并行通信并行通信 并行通信方式一般

2、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。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，如图的传输线，信息有多少二进制位组成就需要多少条传输线，如图12-1-212-1-2所示。所示。职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库任务一 数字化车间的构建2. 2. 串行通信串行通信 串行通信多用于可

3、编程序控制器与计算机之间，多台可编程序控制器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，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，如图次，如图12-1-312-1-3所示。所示。职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库任务一 数字化车间的构建(1)(1)串行通信线路的工作方式串行通信线路的工作方式 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

4、三种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。分别如图方式。分别如图12-1-4中的（中的（a）、（）、（b）和（）和（c）所示。）所示。职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库任务一 数字化车间的构建(2) 串行通信数据的收发方式串行通信数据的收发方式串行通信按时钟可分为同步传送和异步传送两种方式。串行通信按时钟可分为同步传送和异步传送两种方式。 同步传送：传送数据时不需要增加冗余的标志位，有利于提高传送速度，但要求有统一的时钟同步传送：传送数据时不需要增加冗余的标志位，有利于提高传送速度，但要求有统一的时钟信号来实现发送端和接收端之间的严格

5、同步，而且对同步时钟信号的相位一致性要求非常严信号来实现发送端和接收端之间的严格同步，而且对同步时钟信号的相位一致性要求非常严格。格。 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，如图字符的开始和结束标志信号来实现的，如图12-1-5所示。所示。职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育

6、机电一体化专业教学资源库任务一 数字化车间的构建（3 3）异步串性通信）异步串性通信 异步串性通信的数据格式：异步串性通信的数据格式： （ 由一组不定由一组不定“位数位数”数组组成）数组组成） 标志位标志位 字符数据位字符数据位 奇偶校验位奇偶校验位 停止位停止位 波特率：衡量数据传送速度的指标。波特率：衡量数据传送速度的指标。3. 串行通信接口串行通信接口（1）RS232接口接口 （2）RS485接口接口 （3）RS422接口接口职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库任务一 数字化车间的构建知识链接二知识链接二 网络基本知识网络基本知识网络结构网络结构（1）简单网络

7、）简单网络多台设备通过传输线相连，可以实现多备间的通信，形多台设备通过传输线相连，可以实现多备间的通信，形成网络结构。图成网络结构。图12-1-6就是一种最简单的网络结构，它由单就是一种最简单的网络结构，它由单主设备和多个从设备构成。主设备和多个从设备构成。职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库任务一 数字化车间的构建（2 2）多级网络）多级网络 现代大型工业企业中，一般采用多级网络的形式，现代大型工业企业中，一般采用多级网络的形式，可编程序控制器制造商经常用生产金字塔结构来描可编程序控制器制造商经常用生产金字塔结构来描述其产品可实现的功能述其产品可实现的功能. .这

8、种金字塔结构的特点是这种金字塔结构的特点是：上层负责生产管理，底层负责现场检测与控制，：上层负责生产管理，底层负责现场检测与控制，中间层负责生产过程的监控与优化。国际标准化组中间层负责生产过程的监控与优化。国际标准化组织（织（ISOISO）对企业自动化系统确立了初步的模型，）对企业自动化系统确立了初步的模型，如图如图12-1-712-1-7所示。所示。职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库任务一 数字化车间的构建职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库任务一 数字化车间的构建2. 2. 通信协议通信协议（1 1）通用协议）通用协议 国际标准化组

9、织国际标准化组织ISOISO（International Standard OrganizationInternational Standard Organization）于）于19781978年提出年提出了开放系统互联了开放系统互联OSIOSI（Open Systems InterconnectionOpen Systems Interconnection）的模型，它所用的通信）的模型，它所用的通信协议一般为协议一般为7 7层，如图层，如图12-1-812-1-8所所示。职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库任务一 数字化车间的构建（2 2）公司专用协议）公司专用协

10、议 低层子网和中层子网一般采用公司专用协低层子网和中层子网一般采用公司专用协议，尤其是最底层子网，由于传送的是过程数议，尤其是最底层子网，由于传送的是过程数据及控制命令，这种信息较短，但实时性要求据及控制命令，这种信息较短，但实时性要求高。公司专用协议的层次一般只有物理层、链高。公司专用协议的层次一般只有物理层、链路层及应用层，而省略了通用协议所必须的其路层及应用层，而省略了通用协议所必须的其他层，信息传送速率快。他层，信息传送速率快。职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库任务一 数字化车间的构建知识链接三知识链接三 S7-200S7-200通信及网络通信及网络字符数

11、据格式字符数据格式（1 1）1010位字符数据位字符数据 传送数据由传送数据由1 1个起始位、个起始位、8 8个数据位、无校验位、一个停止位组成个数据位、无校验位、一个停止位组成。传送速率一般为。传送速率一般为96009600波特。波特。（2 2）1111位字符数据位字符数据 传送数据由传送数据由1 1个起始位、个起始位、8 8个数据位、个数据位、1 1个偶校验位、一个停止位个偶校验位、一个停止位组成。传送速率一般为组成。传送速率一般为96009600波特或波特或1920019200波特。波特。职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库任务一 数字化车间的构建 西门子公司

12、西门子公司的生产金字的生产金字塔由塔由4 4级组成级组成，由下到上，由下到上依次是：过依次是：过程测量与控程测量与控制级、过程制级、过程监控级、工监控级、工厂与过程管厂与过程管理级、公司理级、公司管理级。管理级。S7S7系列的网络系列的网络结构如图结构如图12-1-912-1-9所示所示。 职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库任务一 数字化车间的构建3. 3. 通信类型及协议通信类型及协议 （1 1）通用协议）通用协议 （2 2）公司专用协议）公司专用协议 PPIPPI协议协议 MPIMPI协议协议 PROFIBUSPROFIBUS协议协议 自由口协议自由口协议 （

13、3 3）通信类型）通信类型 把计算机或编程器作为主站、把操作员界面作为主站和把把计算机或编程器作为主站、把操作员界面作为主站和把PLCPLC作为主站等类型，这几种类型又各有两种连接：单主站作为主站等类型，这几种类型又各有两种连接：单主站和多主站。和多主站。职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库任务一 数字化车间的构建图图12-1-10单主站结构网络单主站结构网络图图12-1-11多主站结构网络多主站结构网络职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库任务一 数字化车间的构建4. 4. 通信设备通信设备（1 1）通信口）通信口 S7-200 CPUS

14、7-200 CPU主机上的通信口是主机上的通信口是符合欧洲标准符合欧洲标准EN EN 5017050170中中PROFIBUSPROFIBUS标标准的准的RS-485RS-485兼容兼容9 9针针D D型接口。接口引脚型接口。接口引脚如图如图12-1-1212-1-12所示，所示，端口端口0 0或端口或端口1 1的引的引脚与脚与PROFIBUSPROFIBUS的名的名称对应关系如称对应关系如表表12-1-112-1-1所示。所示。职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库任务一 数字化车间的构建（2 2）网络连接器）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

15、络中。网络连接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。电源。（3）通信电缆）通信电缆 网络电缆网络电缆 PC/PPI电缆电缆 表表12-1-2 各开关与参数关系对应表各开关与参数关系对应表职业教育机电一体化专业教学资源库职业教育机电一体化专业教学资源库任务一 数字化车间的构建（4 4）网络中继器）网络中继器 网络中继器在网络中继器在ProfibusProfibus可以用来延长网络的距离、允许给网络加入设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