现场总线技术及其应用 郭琼第4版 课件全套 第1-7章 概述、现场总线通信基础-系统集成及应用

《现场总线技术及其应用》(第3版）2第1章概述一、现场总线的定义二、现场总线的产生三、现场总线的本质四、现场总线的特点和优点五、现场总线标准的制定六、现场总线的现状七、以太网与控制网络的结合3一、现场总线的定义现场总线

现场总线是用于现场仪表与控制系统和控制室之间的一种全分散、全数字化、智能、双向、互联、多变量、多点、多站的通信网络。IEC对现场总线的定义

现场总线是一种应用于生产现场，在现场设备之间、现场设备与控制装置之间实行双向、串行、多节点数字通信的技术。涉及智能仪表、控制、计算机、数据通信技术4二、

现场总线的产生

---控制系统的发展第一代：气动信号控制系统(50年代之前)

信号采用0.02～0.1MPa的气动信号标准。各测控仪表自成体系，既不能与其他仪表或系统连接，也不能与外界进行信息沟通，操作人员只能通过现场巡视来了解生产情况。5二、现场总线的产生

---控制系统的发展第二代：电动模拟信号控制系统(50年代至今)，4－20mA的模拟量标准信号。

通过模拟量信号将生产现场的运行参数与信息传送到集中控制室，操作人员可在控制室内了解现场生产情况，并实现对生产过程的操作和控制。上个世纪六七十年代占据主导地位，但存在着模拟信号精度低、易受干扰等缺点。6二、现场总线的产生

---控制系统的发展第三代：计算机集中控制系统（DDC)(70年代)

采用单片机、微机或PLC作为控制器，控制器采用数字信号进行交换和传输，克服了模拟仪表控制系统中模拟信号精度低的缺陷，显著提高了系统的抗干扰能力。7DDC系统结构8第四代：集散式分布控制系统(80年代)

集散控制系统(DCS)于上个世纪八、九十年代占据主导地位，是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机控制系统，其核心思想是集中管理、分散控制，即管理与控制相分离，上位机用于集中监视管理功能，下位机分散下放到现场实现分布式控制，上/下位机通过控制网络互相连接以实现相互之间的信息传递。二、现场总线的产生

---控制系统的发展9DCS系统结构10第五代：现场总线控制系统(FCS)突破了DCS系统采用通信专用网络的局限，采用了基于公开化、标准化的解决方案，克服了封闭系统所造成的缺陷；把DCS的集中与分散相结合的集散系统结构，变成了新型全分布式结构，把控制功能彻底下放到现场。开放性、分散性与数字通讯是现场总线系统最显著的特征。二、现场总线的产生

---控制系统的发展11FCS系统结构*12微处理器技术的迅猛发展和广泛应用，使仪表和现场控制设备在性能和功能上有显著的提高；对系统维护管理、测试和监视需求的日益增加；控制领域在控制精度、可操作性、可维护性、可移植性等方面的要求。二、现场总线的产生---产生背景131）现场通信网络

用于过程及制造自动化的现场设备或现场仪表互连的通信网络。2）现场设备互连

现场设备或仪表指传感器、变送器和执行器等。这些设备通过一对传输线互连，传输线可以使用双绞线、同轴电缆、光纤和电源线等。3）互操作性

对不同厂商不同品牌的现场设备统一组态，构成所需要的控制回路，并且具备相互操作的功能。三、现场总线的本质14

4）分散功能块

把DCS控制站的功能块分散地分配给现场仪表，从而构成虚拟控制站。 例如：流量变送器不仅具有流量信号变换、补偿和累加输入模块，而且有PID控制和运算功能块。调节阀的基本功能是信号驱动和执行，还内含输出特性补偿模块，或PID控制和运算模块，甚至阀门特性自检验和自诊断功能。三、现场总线的本质155）通信线供电

允许现场仪表直接从通信线上获取能量，对于要求本征安全的低功耗现场仪表，可采用这种供电方式。6）开放式互连网络

既可与同层网络互连，也可以与不同层网络互连，还可以实现网络数据库的共享。三、现场总线的本质16四、现场总线的特点和优点

---现场总线的结构特点由于采用智能现场设备，能够把DCS系统中处于控制室的控制模块、各输入输出模块置入现场设备中，在现场直接完成采集和控制。由于不需要其他的模数转换器件，且一对电线能传输多个信号，因而简化了系统结构，节约了设备及安装维护费用。1718四、现场总线的特点和优点

---FCS与DCS的详细对比1）结构

FCS:

一对多，一对传输线接多台仪表，双向传输多个信号。

DCS:一对一，一对传输线接一台仪表，单向传输一个信号。192)可靠性

FCS:可靠性好，数字信号传输抗干扰能力强，精度高；

DCS:可靠性差，模拟信号传输不仅精度低，而且容易受干扰。四、现场总线的特点和优点

---FCS与DCS的详细对比203)失控状态

FCS:操作员在控制室既可以了解现场设备或现场仪表的工作状况，也能对设备进行参数调整，还可以预测或寻找故障，使设备始终处于操作员的远程监视与可控状态之中；

DCS:操作员在控制室既不能了解模拟仪表的工作状态，也不能对其进行参数调整，更不能预测故障，导致操作员对仪表处于“失控”状态。四、现场总线的特点和优点

---FCS与DCS的详细对比214)互换性

FCS：

用户可以自由选择不同制造商提供的性能价格比最优的现场设备和仪表，并将不同品牌的仪表互连；

DCS：尽管模拟仪表统一了信号标准(4-20mADC)，可大部分参数仍由制造厂自定，致使不同品牌的仪表互换难度较大。四、现场总线的特点和优点

---FCS与DCS的详细对比225)仪表FCS:智能仪表，除了具有模拟仪表的检测、变换、补偿等功能外，还具有数字通信能力，并且具有控制和运算的能力；

DCS:模拟仪表只具有检测、变换、补偿等功能。6)控制

FCS:控制功能分散在各个智能仪表中；

DCS:所有控制功能集中在控制站中。四、现场总线的特点和优点

---FCS与DCS的详细对比23系统的开放性 通信协议公开，各不同厂家的设备之间可进行互连并实现信息交换互可操作性与互用性现场设备的智能化与功能自治性系统结构的高度分散性对现场环境的适应性四、现场总线的特点和优点

---现场总线的技术特点24节省硬件数量与投资节省安装费用节约维护开销用户具有高度的系统集成主动权提高了系统的准确性与可靠性四、现场总线的特点和优点

---现场总线的优点25五、现场总线标准1984年，IEC开始起草现场总线标准；1993-1998年，制定IEC61158的现场总线物理层规范、链路服务定义及协议规范、应用层服务定义及协议规范；1999年，修改IEC61158技术规范，形成8种类型新标准；2000年，修改后的IEC61158最终获得通过。26标准采用8种类型Type1IEC61158(FF的H1)Type2ControlNet(美国Rockwell公司)Type3PROFIBUS(德国Siemens公司)Type4P-Net(丹麦ProcessData公司)Type5FFHSE(Fisher-Rosemount公司)Type6SwiftBet(美国波音公司)Type7WorldFIP(法国Alstom公司)Type8INTERBUS(德国PhoenixContact公司)27（2015）年国际上现有的总线标准28六、现场总线的现状1）多种总线共存过程自动化：15%(FF,PROFIBUS-PA,WorldFIP)医药领域：18%(FF,PROFIBUS-PA,WorldFIP)加工制造：15%(PROFIBUS-DP,DeviceNet)交通运输：15%(PROFIBUS-DP,DeviceNet)航空，国防：34%(PROFIBUS-FMS,LonWorks,ControlNet,DeviceNet)其它，如楼宇自动化，农业等。292）每种总线各有其应用领域3）每种总线各有其国际组织4）每种总线均有其支持背景5）设备制造商参加多个总线组织6）多种总线均作为国家和地区的标准7）协调共存8）工业以太网引入工业领域六、现场总线的现状七、以太网与控制网络的结合

现场总线和工业以太网是当前工业控制应用中普遍采用的两种技术。工业以太网在一些行业的应用上已经真正实现了一网到底，但对于另一些行业，现场总线和工业以太网在并存使用。现场总线存在着协议多、标准难以统一导致不同厂商的设备之间系统集成困难；而以太网在控制网络中存在的网络故障快速恢复、本质安全等问题是制约以太网全面应用的主要障碍。事实上，工业以太网已经成为一种新的现场总线标准。3031七、以太网与控制网络的结合

工业以太网作为现场总线使用具有一定的优势。1.应用方便：工业以太网是基于TCP/IP协议的以太网，是一种标准的开放式通信网络，不同厂商的设备很容易互联。2.价格低廉、组网容易：由于信息网络的存在和以太网的大量使用，使得其具有价格明显低于控制网络相应软硬件的特点。3.技术支持广泛：技术成熟、易于得到、已为许多人掌握，有利于企业网络的信息集成、及与上层网络的连接，便于实现企业管控一体化。32现场总线的定义什么是集散控制系统?其基本设计思想是什么?现场总线的技术特点体现在哪几个方面？工业以太网作为现场总线具有哪些优势？你认为现场总线对自动控制系统会产生怎样的影响？思考与练习《现场总线技术及其应用》(第3版）一、总线的基本概念与操作二、通信系统的组成三、数据通信基础四、通信模型五、现场总线控制系统第2章现场总线通信基础第二章现场总线通信基础

现场总线把分散的测量控制设备变成网络节点，并把他们连接成可以相互沟通信息、共同完成自控任务的网络系统与控制系统。可以说现场总线系统实际上就是控制领域的计算机局域网络。因此有必要简述关于总线、数字通信、计算机局域网络方面的基础知识。一、总线的概念与操作1.总线与总线段

总线是多个系统功能部件之间传输信号或信息的公共路径，是遵循同一技术规范的连接与操作方式；使用统一的总线标准，不同设备之间的互连将更容易实现。一组设备通过总线相互连接在一起就称为“总线段”（BusSegment）；总线段之间可以相互连接构成一个网络系统。

总线主设备（BusMaster）是指能够在总线上发起信息传输的设备，其具备在总线上主动发起通信的能力；总线从设备（BusSlaver）是挂接在总线上、不能在总线上主动发起通信，只能对总线信息接收查询的设备。总线上可以有多个设备，这些设备可以做主站也可以做从站；总线上也可以有多个主设备，这些主设备都具有主动发起信息传输的能力；但某一设备不能同时既做主设备又做从设备。被总线主设备连接上的从设备通常称为响应者，参与主设备发起的数据传送。2.总线主设备与总线从设备一、总线的概念与操作3.总线的控制信号总线上的控制信号通常有三种类型，分别为：

1）控制设备的动作与状态。完成诸如设备清零、初始化、启动、停止等所规定的操作。

2）改变总线操作方式。例如改变数据流的方向、选择数据字段和字节等。

3）表明地址和数据的含义。例如对于地址，可以用于指定某一地址空间或表示出现了广播操作；对于数据，可以用于指定它能否转译成辅助地址或命令。一、总线的概念与操作4.总线协议

总线协议（BusProtocol）是管理主、从设备工作的一套规则，是事先规定的、共同遵守的规约。一、总线的概念与操作5.总线操作的基本内容

总线操作是指总线上主设备与从设备之间通过建立连接、数据传送、接收到脱开这一操作过程。所谓脱开（Disconnected）是指完成数据传送操作以后，主设备与从设备之间断开连接。主设备可以在执行完一次或多次总线操作后放弃总线占有权。一、总线的概念与操作5.总线操作的基本内容

通信请求：通信请求是由总线上某一设备向另一设备发出的传送数据或完成某种动作的请求信号，要求后者给予响应并进行某种服务。

总线仲裁：系统中可能会出现多个设备同时申请对总线的使用权，为避免产生总线“冲突”

，需要由总线仲裁机构合理地控制和管理系统中需要占用总线的申请者，在多个申请者同时提出使用总线请求时，以一定的优先算法仲裁哪个申请者应获得对总线的使用权。一、总线的概念与操作5.总线操作的基本内容

寻址：是主设备与从设备建立联系的一种总线操作，通常有物理寻址、逻辑寻址及广播寻址三种方式。

物理寻址：用于选择某一总线段上某一特定位置的从设备作为响应者；

逻辑寻址：用于指定存储单元的某一个通用区，而不顾及这些存储单元在设备中的物理分布；

广播寻址：用于选择多个响应者。

一、总线的概念与操作5.总线操作的基本内容

数据传送：如果主设备与响应者连接上，就可以进行数据的读/写操作。读/写操作需要在主设备和响应者之间传递数据。“读”（Read）数据操作是读取来自响应者的数据；“写”（Write）数据操作是向响应者发送数据。一、总线的概念与操作5.总线操作的基本内容

出错检测及容错：

总线传送信息时，有时会因传导干扰、辐射干扰等而出现信息错误，使得“1”变成“0”，“0”变成“1”，影响到现场总线的性能，甚至于现场总线不能正常工作。除了在系统的设计、安装、调试时采取必要的抗干扰措施以外，在高性能的总线中一般还设有出错码产生和校验机构，以实现传送过程的出错检测。一、总线的概念与操作5.总线操作的基本内容

总线定时

：主设备获得总线控制权以后，就进入总线操作，即进行主设备和响应者之间的信息交换，这种信息可以是地址也可以是数据。定时信号用于指明总线上的数据和地址何时有效。大多数总线标准都规定主设备可发起“控制”（Control）信号，指定操作的类型、从设备状态响应信号。一、总线的概念与操作二、通信系统的组成1.信源（信息源，也称发送端）

把待传输的消息转换成原始电信号，如电话系统中电话机可看成是信源。通信系统是传递信息所需要的一切技术设备的总和。2.发送设备：将信源和信道匹配起来，即将信源产生的消息经过编码并变换成便于传送的信号形式，送往传输介质。3.信道：信号传输的通道，可以是有线的，也可以是无线的，甚至还可以包含某些设备。4.接收设备：任务是从带有干扰的接收信号中恢复出相应的原始电信号来，即进行解调、译码、解密等。5.信宿：信息的使用者，将复原的原始电信号转换成相应的消息。三、数据通信基础1．数据与信息1）信息（Information）是客观事物属性和相互联系特性的表征，它反映了客观事物的存在形式和运动状态。2）数据（Data）一般可以理解为“信息的数字化形式”或“数字化的信息形式”。狭义的“数据”通常是指具有一定数字特性的信息，如统计数据、气象数据、测量数据及计算机中区别于程序的计算数据等。但在计算机网络系统中，数据通常被广义地理解为在网络中存储、处理和传输的二进制数字编码。

数据是信息的载体，它是信息的表示形式，可以是数字、字符、符号等。单独的数据没有实际的含义。数据和信息既有区别又有联系，数据是独立的，虽然数据本身并没有含义，但把数据按一定规则、形式组织起来时，就可以传达某种意义，这种具有某种意义的数据集合就是信息。

信号是数据在传输过程中的具体物理表示形式，具有确定的物理描述，如电压、磁场强度等。信号一般有模拟信号和数字信号两种表示方式。2．概念和术语1）比特率S和波特率B

数据传输率常用比特率和波特率表示。比特率是一种数字信号的传输速率，它表示单位时间（1秒）内所传送的二进制代码的有效位（bit）数。S用每秒比特数bit/s（bps）、每秒千比特数（Kbps）或每秒兆比特数（Mbps）等单位来表示。波特率是一种调制速率，也称波形速率。它表示模拟信号在传输过程中，从调制解调器输出的调制信号，每秒钟载波调制状态改变的次数。或者说，数据传输过程中，线路上每秒钟传送的波形个数就是波特率B=1/T(Baud)。三、数据通信基础三、数据通信基础2．概念和术语2）带宽

物理信道的频带宽度，即信道允许的最高频率和最低频率之差，单位为赫兹（Hz）。模拟信道中，使用“带宽”表示传输信息的能力，单位有Hz，KHz，MHz。

数字信道中，使用“数据传输率”表示传输信息的能力，单位有bps，Kbps，Mbps。三、数据通信基础2．概念和术语3）信道容量

信道是用来表示向某一个方向传送信息的媒体。是传输信息的必经之路。一般来说，一条通信线路至少包含两条信道，一条用于发送的信道和一条用于接收的信道。信道容量一般是指物理信道能够传输信息的最大能力，它的大小由信道的带宽F、可使用的时间T、传输速率，及信道质量（即信号功率与干扰功率之比S/N）等因素决定。三、数据通信基础2．概念和术语4）误码率

误码率是衡量通信系统线路质量的一个重要参数。它的定义为：二进制符号在传输系统中被传错的概率，近似等于被传错的二进制符号数与所传二进制符号总数的比较，即：误码率=接收的错误比特数/传输的总比特数在计算机网络中误码率要求低于10-6。三、数据通信基础3.数据编码技术

数字通信系统的任务是传输数字信息，数字信息可能来自数据终端设备的原始数据信号，也可能来自模拟信号经数字化处理后的脉冲编码信号。数字数据的数字信号为什么要编码？数字数据为二进制数(0或1)，数字信号为高电平或低电平进行传输，所以需要将二进制数转换为高电平或低电平。可以采用：1）基带方式2）4B/5B编码方式：就是用5bit的二进制制码来代表4bit二进制码。三、数据通信基础3.数据编码技术

数字信号可以直接采用基带传输,所谓基带就是指基本频带。基带传输就是在线路中直接传送数字信号的电脉冲,这是一种最简单的传输方式,近距离通信的局域网都采用基带传输。数字数据采用数字信号传送是常采用非归零码、曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码。三、数据通信基础3.数据编码技术非归零码：nonreturntozerocode(NRZ)

一种二进制信息的编码，用两种不同的电联分别表示“1”和“0”，不使用零电平。信息密度高，但需要外同步并有误码积累。优点：易实现，直接将计算机的信号加到通信线路上，未做任何处理，代价最低；缺点：接收方无法判断一位的开始和结束，即不具备同步特性；含有直流成分（连续多个“1”或“0”），而数据传输中最不希望存在的就是直流成分。三、数据通信基础3.数据编码技术

曼彻斯特编码：应用最广泛的编码之一。特点：在每个位时间内有一次信号跳变，使接收端可以利用这一跳变信号作为提取数据的依据，即自同步信号。

每一位的中间有一跳变,位中间的跳变既作为时钟信号,又作为数据信号：从高到低的跳变表示"1",从低到高的跳变表示"0"。三、数据通信基础3.数据编码技术

曼彻斯特编码：应用最广泛的编码之一。特点：在每个位时间内有一次信号跳变，使接收端可以利用这一跳变信号作为提取数据的依据，即自同步信号。

优点：无需另外发送同步信号，这也是自同步信号得到广泛应用的原因；不含直流成分。缺点：传输速率低，因为每一位要占用两个波形。三、数据通信基础3.数据编码技术

差分曼彻斯特编码：前者的改进。特点：每一位中间的跳变只做提取时钟之用，每一位数据的值根据起始处有无跳变来决定。每位开始时有无跳变表示“0”或“1”,有跳变表示“0”,无跳变表示“1”。三、数据通信基础4.数据传输技术

数据传输的方式有串行传输和并行传输；单向传输和双向传输；同步和异步传输。串行传输和并行传输

1）串行通信：计算机中的一个字节由一个8位二进制代码来表示。将准备传输的每个字节的二进制代码按照由低到高位的顺序，依次发送。这种数据传输方式称为串行传输.适合远距离传输，在分散控制系统中数据通信网络几乎全部采用串行通信。三、数据通信基础4.数据传输技术

2）并行传输:指同时传输一组比特，每个比特用一个线路通道。传输距离短时采用之可以提高传输速率。但若数据位数较多、传送距离较远时，则线路复杂，成本较高且干扰大，不适合远距离传送。一般用于在可编程序控制器内部的各元件之间、主机与扩展模块或近距离智能模块之间的数据处理。三、数据通信基础4.数据传输技术

数据传输的方式有串行传输和并行传输；单向传输和双向传输；同步和异步传输。单向传输和双向传输串行通信按信息在设备间的传送方向可分为单工、半双工和全双工三种方式。（1）单工通信：单向通信。即只能有一个方向的通信，而没有反方向的交互。无线电广播或有线电广播以及电视广播就属于这种类型。（2）半双工通信：双向交替通信。即通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送（或同时接收），这种通信方式往往是一方发送另一方接收，例如无线对讲机。（3）全双工通信：双向同时通信。即通信双方可以同时发送和接收信息，例如电话。三、数据通信基础4.数据传输技术

数据传输的方式有串行传输和并行传输；单向传输和双向传输；同步和异步传输。异步传输与同步传输：按时钟分。在异步传输中，信息以字符为单位进行传输，每个信息字符都有自己的起始位和停止位，每个字符中的各个位是同步的，相邻两个字符传送数据之间的停顿时间长短是不确定的，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。三、数据通信基础4.数据传输技术异步传输：简单便宜，但每个字符有2-3个位的额外开销，传输效率低，主要用于中、低速场合三、数据通信基础4.数据传输技术同步传输：

同步通信的数据传输是以数据块为单位的，字符与字符之间、字符内部的位与位之间都同步；每次传送1～2个同步字符、若干个数据字节和校验字符；同步字符起联络作用，用它来通知接收方开始接收数据。在同步通信中发送方和接收方要保持完全的同步，即发送方和接收方应使用同一时钟频率。

由于同步通信方式不需要在每个数据字符中加起始位、校验位和停止位，只需要在数据块之前加一两个同步字符，所以传输效率高，但对硬件要求也相应提高，主要用于高速通信。三、数据通信基础5.数据交换方式

数据交换技术是网络的核心技术。在数据通信系统中通常采用线路交换、报文交换和分组交换的数据交换方式。使用线路（电路）交换（CircuitSwitching）方式，就是通过网络中的节点在两个站之间建立一条专用的通信线路。最普通的线路交换例子是电话系统。线路交换方式的通信包括三种状态：（1）线路建立（2）数据传送（3）线路拆除线路交换

报文交换不需要事先建立实际的物理连接，而是经由中间节点的存储转发功能实现数据交换，因此有时又将其称为存储转发方式。报文交换方式交换的基本数据单位是一个完整的报文。这个报文由要发送的数据加上目的地址、源地址和控制信息组成的。报文交换

报文交换比线路交换有以下优点：（1）线路效率较高，因为许多报文可以分时共享一条节点到节点的通道。（2）不需要同时使用发送器和接收器来传输数据，网络可以在接收器可用之前，暂时存储这个报文。（3）在线路交换网上，当通信量变得很大时，就不能接受某些呼叫。（4）报文交换系统可以把一个报文发送到多个目的地。（5）根据报文的长短或其他特征能够建立报文的优先权，使得一些短的、重要的报文优先传递。（6）报文交换网可以进行速度和代码的转换。

缺点：延时长，不能满足实时交互式的通信要求。报文交换

分组交换与报文交换类似，只是交换的单位为报文分组，且限制了每个分组的长度，即将长的报文分成若干个报文组。在每个分组的前面加上一个分组头，用以指明该分组发往何地址，然后由交换机根据每个分组的地址标志，将他们转发至目的地，这些分组不一定按顺序抵达。这样处理可以减轻节点的负担，改善网络传输性能，例如因特网。

分组交换

分组交换的优点是转发延时短，数据传输灵活。由于分组是较小的传输单位，只有出错的分组会被重发而非整个报文，因此大大降低了重发比例，提高了交换速度，而且每个分组可按不同路径不同顺序到达。缺点是在目的结点要对分组进行重组，增加了系统的复杂性。

分组交换

（1）线路交换：在数据传送之前需建立一条物理通路，在线路被释放之前，该通路将一直被一对用户完全占有。（2）报文交换：报文从发送方传送到接收方采用存储转发的方式。（3）分组交换：此方式与报文交换类似，但报文被分成组传送，并规定了分组的最大长度，到达目的地后需重新将分组组装成报文。三种数据交换技术的比较三、数据通信基础5.差错控制技术

差错控制是指在数据通信过程中发现或纠正差错，并把差错限制在尽可能小的、允许的范围内而采用的技术和方法。差错控制编码就是对网络中传输的数字信号进行抗干扰编码，目的是为了提高数字通信系统的容错性和可靠性，它在发送端被传输的信息码元序列中，以一定的编码规则附加一些校验码元，接收端利用该规则进行相应的译码，译码的结果有可能发现差错或纠正差错。在差错控制码中，检错码是指能自动发现出现差错的编码，纠错码是指不仅能发现差错而且能够自动纠正差错的编码。当然，检错和纠错能力是用信息量的冗余和降低系统的效率为代价来换取的。基本概念奇偶校验码奇偶校验码是一种最简单也是最基本的检错码，一维奇偶校验码的编码规则是把信息码元先分组，在每组最后加一位校验码元，使该码中1的数目为奇数或偶数，奇数时称为奇校验码，偶数时称为偶校验码。

在奇校验法中，校验位使字符代码中“1”的个数为奇数，例如：

11010110；接收端按同样的校验方式对收到的信息进行校验；

如发送时收到的字符及校验位中“1”的数目为奇数，则认为传输

正确，否则认为传输错误；在偶校验法中，校验位使字符代码

中“1”的个数为偶数，例如：01010110。常用的差错控制编码奇偶校验码

奇偶校验码是一种最简单也是最基本的检错码，一维奇偶校验码的编码规则是把信息码元先分组，在每组最后加一位校验码元，使该码中1的数目为奇数或偶数，奇数时称为奇校验码，偶数时称为偶校验码。循环冗余码循环冗余码（CRC，CyclicRedundancyCode）校验（Check）是目前在计算机网络通信及存储器中应用最广泛的一种校验编码方法，它所约定的校验规则是：让校验码能为某一约定代码所除尽；如果除得尽，表明代码正确；如果除不尽，余数将指明出错位所在位置。常用的差错控制编码四、通信模型1.ISO/OSI模型

为了实现不同设备之间的互联与通信，1978年国际标准化组织ISO(InternationalOrganizationforStandardization)提出了一个试图使各种计算机在世界范围内互联为网络的标准框架，即开放式通信系统互联参考模型OSI(OpenSystemInterconnection)1983年其成为正式国际标准(ISO7498)。ISO/OSI七层参考模型:物理层（PhysicalLayer）数据链路层（DataLinkLayer）网络层（NetworkLayer）传输层（TransportLayer）会话层（SessionLayer）表示层（PresentationLayer）应用层（ApplicationLayer）四、通信模型1.ISO/OSI模型

四、通信模型1.ISO/OSI模型

OSI通信模型是一个理论模型，在实际环境中并没有一个真实的网络系统与之完全相对应，它更多地被用于作为分析、判断通信网络技术的依据；多数应用只是将OSI模型与应用的协议进行大致的对应，对应于OSI的某层或包含某层的功能。四、通信模型2.现场总线通信模型

现场总线是工业控制现场的底层网络。工业生产现场存在大量的传感器、控制器、执行器等设备，并被零散地分布在一个较大的工作范围内。由这些设备组成的工业控制底层网络，某个节点面向控制的信息量并不大，信息传输的任务也相对比较简单，但系统对实时性、快速性的要求较高。对于这样的控制系统要构成开放式的互联系统，需要考虑以下几个重要问题：

1）采用什么样的通信模型合适？是采用ISO/OSI的完全模型还是在此基础上做进一步的简化？

2）采用什么样的协议合适？是否需要实现OSI的全部功能？

3）所选择的通信模型能适应生产现场的环境要求和系统性能要求吗？

四、通信模型2.现场总线通信模型2.现场总线通信模型现场总线通信模型的主要特点总结如下：1）简化了ISO/OSI参考模型。通常只采用ISO/OSI参考模型的第1层（物理层）、第2层（数据链路层）及最高层（应用层），以便简化通信模型结构、缩短通信开销、降低系统成本及提高系统的实时性。2）采用相应的补充方法实现被删除的OSI各层功能，并增设了用户层。3）现场总线通信模型通信数据的信息量较小。相对于其他通信网络而言，通信模型相对简单，但结构更加紧凑，实时性更好，通信速率更快。4）多种现场总线并存，并采用不同的通信协议。但在应用与发展中都已形成自己的特点和应用领域。五、现场总线控制系统1.现场总线网络节点

现场总线控制网络就是把单个分散的、有通信能力的测控设备作为网络节点，按照总线型、星型、树型等网络拓扑结构连接而成的网络系统，使得各个节点之间可以相互沟通信息、共同配合完成系统的控制任务。五、现场总线控制系统1.现场总线网络节点五、现场总线控制系统2.网络互联设备

采用中继器、网桥、路由器、网关等网络互连设备可以将不同网段或子网连接成企业应用系统。

1）中继器中继器工作在物理层，是一种最为简单但也是用得最多的互联设备。它负责在两个节点的物理层上按位传递信息，完成信号的复制、调整和放大功能，以此来延长网络的长度。中继器由于不对信号作校验等其他处理，因此即使是差错信号，中继器也照样整形放大。五、现场总线控制系统2.网络互联设备2）网桥网桥工作在数据链路层，根据MAC地址（物理地址）对帧进行存储转发。它可以有效地连接两个局域网（LocalAreaNetwork，简称LAN），使本地通信限制在本网段内，并转发相应的信号至另一网段。网桥通常用于连接数量不多的、同一类型的网段。网桥将一个较大的LAN分成子段，有利于改善网络的可靠性和安全性。2.网络互联设备3）路由器路由器工作在网络层，在不同网络之间转发数据单元。因此路由器具有判断网络地址和选择路径的功能，能在多网络互连环境中建立灵活的连接。路由器最重要的功能是路由选择，即为经过路由器的每个数据分组，并按某种路由策略选择一条最佳路径将该数据分组转发出去。路由器比网桥更复杂、管理功能更强大，同时更具灵活性，经常被用于多个局域网、局域网与广域网以及异构网络的互连。2.网络互联设备

4）网关网关工作在在传输层以上，是最复杂的网络互联设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连，用于提供协议转换、路由选择、数据交换等网络兼容功能。与网桥只是简单地传达信息不同，网关对收到的信息要重新打包，以适应目的端系统的需求。网关具有从物理层到应用层的协议转换能力，主要用于异构网络的互联、局域网与广域网的互联，不存在通用的网关。五、现场总线控制系统3.接口标准

所谓接口就是微处理器与外围设备之间的连接电路，它是两者之间进行信息交换时的必要通路，不同的外设有不同的输入/输出接口电路。例如，键盘输入有键盘接口电路，CRT显示器有显示器输出接口电路，打印机也有打印输出接口电路等等.

3.接口标准

接口标准是指外设接口的规范和定义，它涉及外设接口的信号线定义、传输速率、传输方向、拓朴结构、电气和机械特性等方面。3.接口标准接口标准的一般特点：1）接口标准的最大特点是专用性，一般情况下是一种接口只连接一类设备，不能混用；2）一般在机箱外，以插头或插座形式提供；3）信号传输形式既有并行传输又有串行传输；4）定义信号线较少，且种类不多。1）RS-232C串行通信接口标准RS-232C是数据终端设备（DTE）和数据通信设备（DCE）之间的接口标准，是在微机接口应用中常用的一种串行通信总线标准，全称为EIA—RS—232C标准（ElectoronicIndustrialAssociateRecommendedStandard—232C）

RS-232C串行通信接口标准的信号线

RS—232C标准的信号线共25根，其中只定义了22根。这22根信号线又分为主、辅两个信道，大多数微机串行通信系统中都只使用主信道的信号线。在通信中，即便是只使用主信道，也并非主信道的所有信号都要连接，一般情况下只需使用其中的9根信号线。这就是为什么我们在微机的机箱上看到的串行通信接口（如COM1、COM2）只有9根的原因。

RS-232C接口引脚功能RS-232C串行通信接口标准的电气特性

RS-232C串行通信接口标准中，对于发送端，规定－5V～－15V表示逻辑“1”（MARK信号），用＋5V～＋15V表示逻辑“0”（SPACE信号），内阻为几百欧姆，可以带2500pF的电容负载。负载开路时电压不得超过±25V。对于接收端，电压低于－3表示逻辑“1”，高于＋3表示逻辑“0”RS-232C的机械特性

RS-232C的机械特性规定：微机的RS-232C接口通向外部的连接器是一种标准的“D”型插针。

总结

RS-232C虽然使用广泛，但缺点也不少，已不能满足现代网络通信的许多要求，主要表现如下：（1）数据传输速率慢。RS-232C规定的最大20kbps的传输速率远不能满足用户日益增长的传输速率要求。（2）传送距离短。RS-232C接口一般规定电缆长度在15m以内，即使有较好的线路器件，优良的信号质量，电缆长度也不会超过60m。（3）未规定标准的连接器，因而出现了互不兼容的25芯和9芯连接器。（4）接口处各信号间容易产生串扰（单端驱动/单端接收）。2）RS-422A串行通信接口标准

针对RS-232C的不足，美国电子协会EIA于1977年推出了串行通信接口RS-499，对RS-232C的电气特性作了改进；RS-422A是RS-499的子集，它定义了RS-232C所没有的10种电路功能，规定用37脚连接器。RS-449在很多方面可代替RS-232C。两者的主要差别是信号在导线上的传输方法不同。RS-232C是利用传输信号线与公共地之间的电压差，RS-449接口是利用信号导线之间的信号电压差，可在1200m的双绞线上进行数字通信，速率可达90000bps。RS-449可以不使用调制解调器，它比RS-232C传输速率高，通信距离长，由于RS-449系统用平衡信号差电路传输高速信号，所以噪声低，又可以多点或者使用公用线通信，两台以上的设备可与RS-449通信电缆并联。RS-449

RS-422A标准接口RS-422A是RS-449标准的子集。它具体通过传输线驱动器，把逻辑电平变换成电位差，完成始端的信息传送；通过传输线接收器，把电位差转变成逻辑电平，实现终端的信息接收。RS-422A比RS-232C传输信号距离长，速度快，传输率最大为10Mbit/s，在此速率下电缆允许长度为120m。如果采用较低传输速率，如90000波特率时，最大距离可达1200m。RS-422A标准接口

RS-422A每个通道要用二条信号线，如果其中一条是逻辑“1”状态，另一条就为逻辑“0”，若传输过程中，信号中混入了干扰和噪声（以共模形式出现），由于差分器的作用，就能识别有用信号并正确接收传输的信息，并使干扰和噪声相互抵消。RS-422电路由发送器、平衡连接电缆、电缆终端负载、接收器几部分组成。在电路中规定只许有一个发送器，可有多个接收器，因此通常采用点对点通信方式。该标准允许驱动器输出为±2V～±6V，接收器可以检测到的输入信号电平可低到200mV。

RS-232C即是一种电气标准，又是一种物理接口功能标准，而RS-422A仅是一种电气标准。

PC机不带RS-422A。因此要使用RS-232/RS-422A转换器，把RS-232C接口转换成RS-422A接口。3）RS-485串行通信接口标准

RS-485是RS-422A的变型。RS-422A用于全双工，采用两对平衡差分信号线；而RS-485则为半双工，采用一对平衡差分信号线。RS-485对于多站互连是十分方便的，允许最多并联32台驱动器和32台接收器。RS-485电气特性RS-485的信号传输采用两线间的电压来表示逻辑“1”和逻辑”0”，由于收发方需要两根传输线，数据采用差分传输，所以干扰抑制性好。又因无接地问题，所以传输距离可达1200米，传输速率可达1Mbps。总线两端要接匹配电阻。驱动器输出电平在-1.5V以下时为逻辑“1”，在+1.5V以上时为逻辑“0”。接收器输入电平在-0.2V以下时为逻辑“1”，在+0.2V以上为逻辑“0”。普通的PC机一般不带RS-485接口，因此要使用RS-232/RS-485转换器。4.传输介质

传输介质也称传输媒质或通信介质，是指通信双方用于彼此传输信息的物理通道。通常分为有线传输介质和无线传输介质两大类。有线传输介质使用物理导体提供从一个设备到另一个设备的通信通道；无线传输介质不使用任何人为的物理连接，通过空间来广播传输信息。4.传输介质

4.传输介质5.网络拓扑结构与网络控制方法

网络拓扑结构

网络控制方法令牌方式

这种传送方式对介质访问的控制权是以令牌为标志的。只有得到令牌的节点才有权控制和使用网络，常用于总线型网络和环型网络结构。令牌是一组特定的二进制代码，它按照事先排列的某种逻辑顺序沿网络而行，令牌有空、忙两种状态，开始时为空闲；节点只有得到空令牌时才具有信息发送权，同时将令牌置为忙。令牌沿网络而行，当信息被目标节点取走后，令牌被重新置为空。5.网络拓扑结构与网络控制方法

网络控制方法5.网络拓扑结构与网络控制方法

网络控制方法争用方式

这种传送方式允许网络中的各节点自由发送信息，但如果两个以上的节点同时发送信息就会出现线路冲突，故需要加以约束，目前常用的是CSMA/CD方式，即载波监听多路访问/冲突检测。

CSMA/CD控制方式原理比较简单、技术上容易实现；网络中各工作站处于平等地位，不需集中控制，不提供优先级控制；但在网络负载增大时，冲突概率增加，发送效率急剧下降；因此CSMA/CD控制方式常用于总线型网络、且通信负荷较轻的场合。5.网络拓扑结构与网络控制方法

网络控制方法主从方式

在这种传送方式中，网络中有主站，主站周期性地轮询各从站节点是否需要通信，被轮询的节点允许与其他节点通信，多用于信息量少的简单系统。适合于星型网络结构或具有主站的总线型用于主从结构网络的网络拓扑结构。5.网络拓扑结构与网络控制方法6.现场总线控制网络的任务

1）将控制系统中现场运行的各种信息传送到控制室，使现场设备始终处于远程监视之中。例如在控制室监视生产现场阀门的开度、开关的状态、运行参数的测量值及现场仪表的工作状况等信息。

2）控制室将各种控制、维护、参数修改等命令送往位于生产现场的测量控制设备中，使得生产现场的设备处于可控状态之中。3）与操作终端、上层管理网络实现数据传输与信息共享。此外，现场总线控制网络还要面临工业生产的高温高压、强电磁干扰、各种机械振动及其他恶劣工作环境，因此要求现场总线控制网络能适应各种可能的工作环境。由于现场总线控制网络要完成的工作任务和所处的工作环境，使得它具有许多不同于普通计算机网络的特点。思考与练习总线的寻址方式有哪些？各有什么特点？数据通信系统由哪些设备组成？各起什么作用？串行通信接口标准有哪些？试分别阐述其电气特性

采用光缆传输数据有哪些优势？简述ISO/OSI七层模型的结构和每一层的作用现场总线通信模型有什么特点？试阐述现场总线控制网络的特点和它承担的主要任务。《现场总线技术及其应用》(第3版）117第3章Profibus总线及其应用一、Profibus现场总线概述二、Profibus传输技术三、

Profibus

-DP系统配置和设备类型四、GSD文件五、S7-300之间Profibus-DP总线通信的实现六、S7-300PLC与DP从站（变频器）之间的通信一、PROFIBUS现场总线概述1）PROFIBUS是一种国际化、开放式、不依赖于设备生产商的现场总线标准。广泛适用于制造业自动化、流程工业自动化和楼宇、交通、电力等其他领域自动化。2）PROFIBUS由三个兼容部分组成。

PROFIBUS-DP（DecentralizedPeriphery，分布式外围设备）

PROFIBUS-PA(ProcessAutomation，过程自动化)

PROFIBUS-FMS(FieldbusMessageSpecification，现场总线报文规范)。PROFIBUS-DP：是一种高速低成本通信，用于设备级控制系统与分散式I/O的通信。使用PROFIBUS-DP可取代办24VDC或4-20mA信号传输。

PROFIBUS-PA：专为过程自动化设计，可使传感器和执行机构联在一根总线上，并有本征安全规范。

随着现场总线应用领域的不断扩大和工业以太网的发展，PROFIBUS技术也在不断发生变化，例如PROFIBUS-FMS行规目前已不再使用，而PROFIBUS-DP和PROFIBUS-PA的应用越来越多，另外像PROFIdrive、PROFIsafe等新的行规随着应用的增加也在逐渐普及。

Profibus是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术。可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络，从而为实现工厂综合自动化和现场设备智能化提供了可行的解决方案。二、PROFIBUS传输技术

PROFIBUS提供了三种数据传输类型：

1.用于DP和FMS的RS485传输。

2.用于PA的IEC1158-2传输。

3.光纤1.用于DP/FMS的RS485传输技术

由于DP与FMS系统使用了同样的传输技术和统一的总线访问协议，因而，这两套系统可在同一根电缆上同时操作。

RS-485传输是PROFIBUS最常用的一种传输技术。采用的电缆是屏蔽双绞铜线。RS-485传输技术基本特征网络拓扑：线性总线，两端有有源的总线终端电阻传输速率：9.6Kbit/s~12Mbit/s介质：屏蔽双绞电缆，也可取消屏蔽，取决于环境条件（EMC）插头连接：最好使用9针D型插头

·站点数：每分段32个站（不带中继），可多到127个站（带中继）电缆最大长度取决于传输速率：如使用A型电缆，则传输速率与长度如下表。波特率（Kbit/s）9.619.293.75187.5500150012000距离/段（M）1200120012001000400200100三、PROFIBUS-DP系统配置和设备类型在同一总线上最多可连接127个站点。系统配置的描述包括：站数、站地址、输入/输出地址、输入/输出数据格式等。每个PROFIBUS-DP系统可包括以下三种不同类型设备：

1)一级DP主站（DPM1）：一级DP主站是中央控制器，它在预定的信息周期内与分散的站（如DP从站）交换信息。典型的DPM1如PLC或PC2)二级DP主站（DPM2）：二级DP主站是编程器、组态设备或操作面板，在DP系统组态操作时使用，完成系统操作和监视目的。

3)DP从站：DP从站是进行输入和输出信息采集和发送的外围设备（I/O设备、驱动器、HMI、阀门等）。

PROFIBUS-DP允许构成单主站或多主站系统.四、GSD文件

1．GSD文件简介GSD文件用来描述Profibus-DP设备的特性。为了将不同厂商生产的Profibus产品集成在一起，生产厂商必须为其产品提供电子设备数据库文件，即GSD文件。

四、GSD文件

2．GSD文件组成

GSD文件包含用于通信通用的和设备专用的规范，其文件结构可以分为以下三个部分：

1）一般规范。这部分包括制造商的信息、设备的名称、硬件和软件的版本状况、所支持的传输速率、可能的监视时间间隔以及在总线连接器上的信号分配等；

四、GSD文件

2．GSD文件的组成

2）与DP主站有关的规范。这部分包含所有与主站有关的参数，如最大可连接的从站个数、上装和下载选项等。这部分内容不能用于从站设备；3）与DP从站有关的规范。这部分包括与从站有关的信息，如输入／输出通道的数量和类型、中断测试的规范、输入／输出数据一致性的信息等。

四、GSD文件

3．GSD文件格式GSD是可读的ASCII文本文件，可以用任何一种ASCII编辑器进行编辑，如计事本、UltraEdit等，也可使用Profibus用户组织提供的编辑程序GSDEdit编辑。GSD文件由若干行组成，每行都用一个关键字开头，包括关键字及参数(无符号数或字符串)两部分。

四、GSD文件

3．GSD文件格式

四、GSD文件

4．GSD文件安装

为了支持设备商，Profibus网站上有专用的GSD编辑/检查程序可供下载，便于用户创建和检查GSD文件，也有专用的GSD文件库供相关设备的用户下载使用。

五、S7-300之间Profibus-DP总线通信的实现控制要求

采用Profibus-DP通信方式，完成S7-300PLC之间的信息交换和控制功能。实验设备CPU313C-2DP(6ES7313-6CF03-00AB0)PLC2台；PC机1台；PC/适配器编程电缆1根。中央处理单元(CPU)电源单元(PS)信号模板(SM)接口模板(IM)功能模板(FM)通讯模板(CP)特殊模板(SM374仿真器)1.S7-300PLC系统组成导轨（机架）系统背板总线S7300模块电源模块（选项）

CPU模块

MPI接口

ProfibusDP接口

24VDC连接器

CPU工作模式选择开关

CPU状态及故障指示灯

信号模块

通信模块

MMC存储卡（CPU313以上）

S7-300系统结构

24VDCSFBFDC5VFRCERUNSTOPRUNSTOPMRESPUSHSIEMENSSIEMENS++PS307CPU31x-2DP012345670123456701234567012345670123456701234567PSCPUSMDISMDOSMAISMAO0123456701234567USB/MPIPROFIBUS总线电缆SFSFSFSFx234x234x234x23424VDCSFBFDC5VFRCERUNSTOPRUNSTOPMRESPUSHSIEMENSSIEMENS++PS307CPU31x-2DP012345670123456701234567012345670123456701234567PSCPUSMDISMDOSMAISMAO0123456701234567SFSFSFSFx234x234x234x234SIMATICS7-300SIMATICS7-300五、S7-300之间Profibus-DP总线通信的实现2.项目建立网络拓扑图主站通信参数设置PLC_1PLC_1主站通信参数设置PLC_2从站通信参数设置PLC_2从站通信参数设置说明：1.保证数据的完整性--选择“按长度单位”表示通信数据中每个字节都是独立的单元；如果选择“总长度”，表示通信数据是一个数组，通信数字在同一数据包中。2.通信方向总是从输出Q区到输入I区，单击通信方向箭头，可以设置通信的地址区。从站侧通信数据设置PLC_1主站程序编写通信不停机处理：当系统出现故障时CPU会进入相应的中断(寻找OB)处理，当找不到相应的OB时系统将停机，因此下载相应的空的OB可以防止CPU停机，进一步来说如果对OB块进行编程，此时CPU将执行OB的程序，至于里面具体是什么程序取决于项目的具体使用情况。在两个站程序中创建组织块OB82、OB86、OB87、OB122,他们的作用主要是保证通信正常运行，为了防止从站出现故障和断电时造成CPU停止。主从站通信变量的对应PLC_1PLC_2六、S7-300PLC与DP从站（变频器）之间的通信控制要求

采用Profibus-DP通信方式，完成S7-300PLC远程监视与控制变频器状态与参数的功能。实验设备CPU314C-2DP(6ES7314-6CH04-0AB0)PLC1台；带有DP接口的变频器(6SE6400-1PB00-0AA0)1台，PC机1台；PC/适配器编程电缆1根。1.MM420变频器介绍

选择带DP接口的MM420变频器做从站，相关参数如下：1）变频器货号：6SE6420-2UC11-2AA1；2）输入电压范围：200～240V/（+10%～-10%）；3）输出电压范围：0～输入电压，三相交流；4）输出频率范围：0Hz～650Hz；5）适配电机功率：0.12KW。2.主站通信参数设置_1六、S7-300PLC与DP从站（变频器）之间的通信2.主站通信参数设置_2六、S7-300PLC与DP从站（变频器）之间的通信3.从站组态与通信参数设置_硬件目录六、S7-300PLC与DP从站（变频器）之间的通信3.从站组态与通信参数设置_添加变频器通信接口六、S7-300PLC与DP从站（变频器）之间的通信3.从站组态与通信参数设置_主从站的通信连接六、S7-300PLC与DP从站（变频器）之间的通信3.从站组态与通信参数设置_设置DP从站六、S7-300PLC与DP从站（变频器）之间的通信3.从站组态与通信参数设置_DP从站数据通道六、S7-300PLC与DP从站（变频器）之间的通信3.从站组态与通信参数设置_系统网络视图六、S7-300PLC与DP从站（变频器）之间的通信4.程序设计与调试六、S7-300PLC与DP从站（变频器）之间的通信1）变频器的状态字（ZSW）4.程序设计与调试六、S7-300PLC与DP从站（变频器）之间的通信2）变频器的控制字（STW）4.程序设计与调试六、S7-300PLC与DP从站（变频器）之间的通信3）PLC通信指令-DPRD_DAT

读取DP从站的一致性数据。指令引脚LADDR(WORD型)是待读取数据的智能模块的通信起始地址，且地址必须用16进制格式指定；本例中组态为IW290（16#122）；RET_VAL（INT型）用来存放指令执行过程中的返回值，包括错误代码；RECORD（ANY型）用于存放读取的目标数据。4.程序设计与调试六、S7-300PLC与DP从站（变频器）之间的通信3）PLC通信指令-DPWR_DAT

将一致性数据写入DP从站。指令引脚LADDR(WORD型)是将数据写入智能模块的通信起始地址，且地址必须用16进制格式指定；本例中组态为QW272(16#110)；RECORD（ANY型）为写入从站数据的源数据区域；RET_VAL（INT型）用来存放指令执行过程中的返回值，包括错误代码。4.程序设计与调试六、S7-300PLC与DP从站（变频器）之间的通信4）Main[OB1]程序设计思考与练习Profibus有哪几种传输技术？各有什么特点？Profibus-DP、Profibus-PA有什么区别，有什么共同点？在Profibus网络中1类主站起什么作用？哪些设备可以做1类主站？Profibus网络从站设备可以分为几类？列举几种能做从站的设备名称。GSD文件有什么作用？它包括哪几部分内容？如何获取和安装GSD文件？硬件组态有什么作用？包括哪些内容？DP主站与智能从站通信的传输区域采用什么区域变量？具有什么特性？《现场总线技术及其应用》(第3版）168第4章CC-Link总线及其应用一、CC-Link现场总线概述二、CC-Link总线网络的配置三、

主站模块的认识四、创建主站程序五、FX3U-16CCL-M模块的应用

CC-Link是Control&CommunicationLink（控制与通信链路系统）的简称，可以同时高速处理控制和信息数据，是三菱电机于1996年推出的开放式现场总线，也是唯一起源于亚洲地区的总线系统。一、CC-Link现场总线概述1）组态简单

只需使用通用的PLC编程软件在主站程序中进行简单的参数设置，或者在具有组态功能的编程软件配置菜单中设置相应的参数。

2）接线简单

系统接线时，仅需使用3芯双绞线与设备的两根通信线DA、DB和接地线DG的接线端子对应连接，另外接好屏蔽线SLD和终端电阻即可完成一般系统的接线。1.总线特点3）设置简单

系统需要对每一个站的站号、传输速度及相关信息进行设置；通过接口模块上相应的开关就可进行相关内容的设置，操作方便直观。4）维护简单、运行可靠

由于接线、设置简单直观，含有丰富的RAS功能，使得CC-Link系统的维护更加方便，运行可靠性更高；其监视和自检测功能使CC-Link系统的维护和故障后恢复系统也变得方便和简单。1.总线特点

CC-Link的底层通讯协议遵循RS485，采用的是主从通讯方式，一个CC-Link系统必须有一个主站而且也只能有一个主站，主站负责控制整个网络的运行。但是为了防止主站出现故障而导致整个系统的瘫痪，CC-Link可以设置备用主站，当主站出故障时，系统可以自动切换到备用主站。3.通信协议和方式

CC-Link提供循环传输和瞬时传输两种通信方式。

CC-Link主要采用循环传输的方式进行通讯，即主站按照从站站号依次轮询从站，从站再给予响应，因而无论是主站访问从站还是从站响应主站，都是按照站号进行的，从而可以避免通讯冲突造成的系统瘫痪。对于整个网络而言，循环传输每次链接扫描的最大容量是2048位和512字，在循环传输数据量不够的情况下，CC-Link还能提供瞬时传输功能，将960字节的数据，用专用指令传送给智能设备站或本地站，并且瞬时传输不影响循环传输的进行。二、CC-Link总线网络的配置1.FX3UPLC最大连接的配置CC-Link主站模块FX3U-16CCL-M是特殊扩展模块，它将与之相连的FX3G/FX3U系列PLC作为CC-Link的主站，主站在整个网络中是控制数据链接系统的站。

FX3U-64CCL是将FX3G/FX3U系列PLC连入CC-Link网络的接口模块，将与之连接的PLC作为智能设备站，形成简单的分散系统。二、CC-Link总线网络的配置1.FX3UPLC最大连接的配置示例FX3UPLC最大连接的配置示例

FX3U-80MPLC基本单元有80个点、主站模块占用8个点、每个远程I/O站占用32个点，则PLC、主站模块及远程I/O站所占有的总点数为：80+8+32×8=344个，剩余输入输出点数为（384-344）=40点，因此本系统还可扩展40点的输入输出模块或特殊扩展模块；系统最多连接的远程设备站+智能设备站的总数为8站，符合约束条件4）。因此系统配置符合基本要求。可见，如果是远程设备站和智能设备站，可以在不考虑远程I/O点的数量情况下最多连接8个站。1.FX3UPLC最大连接的配置

在传输线路两端的站上还需要连接终端电阻，以防止线路终端的信号反射。CC-LINK提供了110欧姆和130欧姆两种终端电阻，当使用CC-LINK专用电缆时，终端站选用110欧姆电阻，当使用CC-LINK专用高性能电缆时，终端站选用130欧姆电阻。二、CC-Link总线网络的配置2.几个概念1)本地站

设备本身有CPU并且可以与主站和其它本地站通信，没有控制网络参数的功能。2)远程站

包括远程I/O