现场总线与PLC网络通信图解项目化教程课件 - 实例分析

现场总线与PLC网络通信图解项目化教程PPT课件-实例分析本课程旨在深入浅出地讲解现场总线与PLC网络通信的技术原理，并通过丰富的实例分析，帮助学员掌握现场总线与PLC网络通信的实际应用。课程介绍课程内容本课程涵盖现场总线与PLC网络通信的基本概念、通信协议、网络拓扑、连接方式以及实际应用案例分析等内容。课程目标通过本课程的学习，学员能够了解现场总线与PLC网络通信的原理，掌握常用通信协议，并能够独立完成相关项目的设计、调试和应用。教学目标1了解现场总线与PLC网络通信的概念理解现场总线的定义、特点、分类和应用场景。2掌握常用的PLC通信协议熟悉各种通信协议的规范、特点和应用范围。3学习PLC网络的拓扑结构和连接方式了解常见的网络拓扑结构和连接方式，并能够根据实际情况选择合适的方案。4熟练运用实例分析方法通过实际案例分析，掌握现场总线与PLC网络通信的应用技巧。现场总线概述现场总线是一种用于工业自动化系统中设备之间数据传输的通信技术，它以串行方式连接多个设备，实现实时数据交换。现场总线通常采用开放式协议，能够实现不同厂商设备之间的互联互通，提高了系统的灵活性。现场总线的特点高带宽能够满足高速数据传输的需求，实现实时数据交换。低成本相较于传统点对点通信方式，现场总线的成本更低，能够有效降低系统成本。易于安装维护现场总线的布线简单，安装维护更加方便快捷。开放性采用开放式协议，能够实现不同厂商设备之间的互联互通，提高系统的灵活性。现场总线的分类工业以太网基于以太网协议的现场总线，具有高带宽、高可靠性、高扩展性等特点。现场总线专为工业现场环境设计的现场总线，如PROFIBUS、CANopen等，具有实时性强、抗干扰能力强等特点。无线现场总线利用无线通信技术实现数据传输，具有灵活性高、布线简便等特点。PLC通信协议概述PLC通信协议是PLC与其他设备进行数据交换的规则和标准，它定义了数据格式、传输方式、错误处理机制等内容。选择合适的通信协议是实现PLC网络通信的关键。PLC通信协议规范1数据格式定义数据类型、数据长度、数据编码方式等。2传输方式定义数据传输的物理层、数据链路层和网络层等。3错误处理定义错误检测、错误纠正和错误恢复机制等。常见的PLC通信协议Modbus工业领域广泛应用的通信协议，具有开放性、可靠性、易于实现等特点。PROFINET基于以太网协议的通信协议，具有高带宽、高可靠性、高扩展性等特点。EtherNet/IP基于以太网协议的通信协议，具有开放性、安全性、易于集成等特点。CANopen用于自动化控制领域，具有实时性强、抗干扰能力强等特点。PLC通信网络拓扑总线型所有设备连接到一条公共总线上，数据在总线上广播传输。星型所有设备连接到一个中央控制器，数据通过中央控制器转发。环型设备连接成环状，数据沿环路单方向传输。树型主设备连接多个从设备，形成树状结构，数据从主设备向下层设备传输。PLC通信连接方式串行通信采用单根线缆连接PLC与其他设备，数据以串行方式传输。1并行通信采用多根线缆连接PLC与其他设备，数据以并行方式传输。2总线通信多个设备连接到一条公共总线上，数据在总线上广播传输。3无线通信利用无线通信技术实现数据传输，具有灵活性高、布线简便等特点。4实例分析-模拟量输入输出1温度传感器获取实时温度数据，并将其转换为电压信号。2模拟量输入模块接收电压信号，将其转换为数字信号，并传输给PLC。3PLC处理模拟量数据，并根据需要进行运算和控制。4模拟量输出模块接收PLC发出的数字信号，将其转换为电压信号，并驱动执行机构。5电动执行机构根据电压信号控制执行机构，实现温度调节。模拟量输入模块配置1地址分配为模拟量输入模块分配唯一的通信地址，方便PLC识别和访问。2数据类型设定根据传感器输出的数据类型，设定模拟量输入模块的数据类型，如电压、电流、温度等。3量程设定设定模拟量输入模块的量程，确保传感器输出的信号在模块的测量范围内。4滤波设定设定模拟量输入模块的滤波参数，减少噪声干扰，提高测量精度。模拟量输出模块配置地址10数据类型电压量程0-10V输出模式电流输出模拟量数据交换过程实例分析-开关量输入输出1按钮按下按钮，产生开关信号。2开关量输入模块接收开关信号，将其转换为数字信号，并传输给PLC。3PLC处理开关量数据，并根据需要进行控制。4开关量输出模块接收PLC发出的数字信号，将其转换为开关信号，并控制执行机构。开关量输入模块配置地址分配为开关量输入模块分配唯一的通信地址，方便PLC识别和访问。输入类型设定设定开关量输入模块的输入类型，如常开、常闭、高电平有效、低电平有效等。防抖设定设定开关量输入模块的防抖参数，消除开关信号的抖动，提高可靠性。开关量输出模块配置开关量数据交换过程当按下按钮时，开关量输入模块检测到信号变化，并将信号转换为数字信号，传输给PLC。PLC处理开关量数据，并根据需要控制开关量输出模块，驱动执行机构，完成相应动作。实例分析-串行通信串行通信是指数据一位一位地依次传输，通常采用RS-232、RS-485等标准。PLC通过串行通信模块与其他设备进行数据交换，例如，读取传感器数据、控制远程设备等。串行通信模块配置波特率设定串行通信模块的传输速率，单位为bps。数据位设定每个数据字节包含的数据位数，通常为8位。校验位设定数据校验的方式，如奇校验、偶校验或无校验。停止位设定每个数据字节后的停止位数，通常为1位或2位。串行通信数据交换过程PLC通过串行通信模块发送数据包，数据包包含数据内容、校验位等信息。接收设备接收数据包，并进行数据校验，确认数据完整性，然后提取数据内容，完成数据交换。实例分析-总线通信总线通信是指多个设备共享一条公共总线进行数据传输，数据在总线上广播传输。PLC通过总线通信模块与其他设备进行数据交换，例如，与其他PLC、传感器、执行机构等设备进行通信。总线通信模块配置地址分配为总线通信模块分配唯一的通信地址，方便其他设备识别和访问。通信模式设定设定总线通信模块的通信模式，如主模式、从模式或广播模式。数据传输速率设定设定总线通信模块的数据传输速率，确保与其他设备的通信同步。总线通信数据交换过程PLC通过总线通信模块发送数据帧，数据帧包含数据内容、地址信息、校验位等信息。其他设备接收数据帧，并根据地址信息判断是否为目标设备，如果是目标设备，则提取数据内容，完成数据交换。实例分析-现场总线集成现场总线集成是指将现场总线与PLC网络通信系统进行整合，实现不同设备之间的互联互通，提高系统的效率和可靠性。通过现场总线集成，可以实现数据的集中采集、控制指令的统一发布以及系统状态的实时监控等功能。现场总线通信模块配置1地址分配为现场总线通信模块分配唯一的通信地址，方便PLC识别和访问。2通信协议选择选择与现场总线系统兼容的通信协议，例如，PROFIBUS、CANopen等。3参数设置根据现场总线系统要求，设定通信模块的波特率、数据位、校验位等参数。4网络连接将现场总线通信模块连接到现场总线网络，完成网络连接。现场总线通信数据交换过程PLC通过现场总线通信模块发送数据帧，数据帧包含数据内容、地址信息、校验位等信息。现场总线网络中的其他设备接收数据帧，并根据地址信息判断是否为目标设备，如果是目标设备，则提取数据内容，完成数据交换。应用实例演示-自动化生产线本实例演示了如何在自动化生产线中应用现场总线与PLC网络通信技术，实现对生产线的控制和监控。实例拓扑结构PLC作为控制中心，负责控制生产线的运行。现场总线网络连接传感器、执行机构、触摸屏等设备，实现数据传输和控制指令发布。传感器获取生产线的运行状态数据，并将其传输给PLC。执行机构接收PLC发出的控制指令，控制生产线的运行。实例通信协议分析本实例采用Modbus协议作为PLC与现场总线设备之间通信的协议。Modbus协议是一种开放式协议，能够实现不同厂商设备之间的互联互通。实例参数配置步骤PLC通信地址配置设定PLC的通信地址，方便其他设备识别和访问。通信模块配置配置现场总线通信模块的地址、协议类型、波特率等参数。传感器配置配置传感器的地址、数据类型、量程等参数。执行机构配置配置执行机构的地址、控制信号类型、控制范围等参数。实例数据交换过程PLC通过现场总线通信模块向传感器发送读取指令，传感器接收指令，并将传感器数据发送给PLC。PLC处理传感器数据，并根据需要向执行机构发送控制指令，执行机构接收指令，控制生