第9章 可编程控制器的通信与网络

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1、u了解了解通信及网络基础的相关知识通信及网络基础的相关知识 u掌握掌握S7S7系列系列PLCPLC的网络类型及配置的网络类型及配置 u熟练掌握熟练掌握S7-200网络及应用网络及应用 学习目标：学习目标： 教学内容：教学内容： 9.1 通信及网络基础通信及网络基础 9.2 S7系列系列PLC的网络类型及配置的网络类型及配置 9.3 S7-200网络及应用网络及应用 u在实际工作中，无论是计算机之间还是计算机的在实际工作中，无论是计算机之间还是计算机的CPUCPU与外部设备之间常常要进行数据交换。不同与外部设备之间常常要进行数据交换。不同的独立系统由传输线路互相交换数据便是通信，的独立系统由传输

2、线路互相交换数据便是通信，构成整个通信的线路称之为网络。通信的独立系构成整个通信的线路称之为网络。通信的独立系统可以是计算机、统可以是计算机、PLCPLC或其他有数据通信功能的或其他有数据通信功能的数字设备，称为数字设备，称为DTEDTE（Data Terminal Data Terminal EquipmentEquipment）。传输线路的介质可以是双绞线、）。传输线路的介质可以是双绞线、同轴电缆、光纤或无线电波等。同轴电缆、光纤或无线电波等。返回返回u数据传输方式数据传输方式: :按照传输数据的时空顺序，数据的通信可分为按照传输数据的时空顺序，数据的通信可分为并行通信和串行通信两种：并行

3、通信和串行通信两种： v并行通信：所传送数据的各位同时发送或接收。并行通信：所传送数据的各位同时发送或接收。 v串行通信：所传送的数据按顺序一位一位地发串行通信：所传送的数据按顺序一位一位地发送或接收。送或接收。 u数据传输方式数据传输方式: :串行通信按信息传输格式分为同步通信和异步串行通信按信息传输格式分为同步通信和异步通信通信: : v异步通信：异步传送也称起止式传送，它是利异步通信：异步传送也称起止式传送，它是利用起止法来达到收发同步的。用起止法来达到收发同步的。 v同步传送：同步传送在数据开始处就用同步字同步传送：同步传送在数据开始处就用同步字符符（通常为通常为1 12 2个个）来指

4、示。来指示。 u数据传送方向数据传送方向: :按串行通信的数据在通信线路进行传送的方向按串行通信的数据在通信线路进行传送的方向可分为单工、半双工和全双工通信方式三种可分为单工、半双工和全双工通信方式三种: : v单工通信方式：单工通信就是指数据的传送始单工通信方式：单工通信就是指数据的传送始终保持同一个方向，而不能进行反向传送。终保持同一个方向，而不能进行反向传送。 v半双工通信方式：半双工通信就是指信息流可半双工通信方式：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以在两个方向上传送，但同一时刻只限于一个方向传送。方向传送。v全双工通信方式：全双工通信能在两个方向上全双工

5、通信方式：全双工通信能在两个方向上同时发送和接收。同时发送和接收。 u波特率波特率: :波特率，即数据传送速率，表示每秒钟传送二进波特率，即数据传送速率，表示每秒钟传送二进制代码的位数，它的单位是制代码的位数，它的单位是bit/sbit/s。假如数据传送速率是假如数据传送速率是120120字符字符/s/s，而每个字符包，而每个字符包含含1010个代码位（一个起始位、一个终止位、个代码位（一个起始位、一个终止位、8 8个个数据位）。这时传送的波特率为：数据位）。这时传送的波特率为： 10b/10b/字符字符120120字符字符/s=1200b/s/s=1200b/s u传送介质传送介质: :目前

6、普遍使用的传送介质有：同轴电缆、双绞线、目前普遍使用的传送介质有：同轴电缆、双绞线、光缆，其它介质如无线电、红外微波等在光缆，其它介质如无线电、红外微波等在PLCPLC网网络中应用很少。其中双绞络中应用很少。其中双绞线（带屏蔽）成线（带屏蔽）成本低、本低、安装简单；光缆尺寸小、质量轻、传输距离远，安装简单；光缆尺寸小、质量轻、传输距离远，但成本高、安装维修需专用仪器。但成本高、安装维修需专用仪器。 u串行通信接口串行通信接口: :RS-RS-232232接口：接口：C C接口是接口是19691969年由美国电子工业协年由美国电子工业协会会EIAEIA（E1ectronic Industries

7、 AssociationE1ectronic Industries Association）所公布的串行通信接口标准。它采用按位串行的所公布的串行通信接口标准。它采用按位串行的方式方式 ，单端发送、单端接收。，单端发送、单端接收。 RS-422RS-422接口：接口：RS-422RS-422接口传输线采用差动接收和接口传输线采用差动接收和差动发送的方式传送数据，也有较高的通信速率差动发送的方式传送数据，也有较高的通信速率（波特率可达（波特率可达10MB10MB以上）以上）和较强的抗干扰能力。和较强的抗干扰能力。 RS-485RS-485接口：接口：RS-485RS-485接口是接口是RS-42

8、2RS-422的变型。的变型。 u将具有独立功能而又分散在不同地理位置的多台将具有独立功能而又分散在不同地理位置的多台计算机，通过通信设备和通信线路连接起来构成计算机，通过通信设备和通信线路连接起来构成的计算机系统称为计算机网络。的计算机系统称为计算机网络。uPLCPLC与计算机之间或多台与计算机之间或多台PLCPLC之间也可直接或通过之间也可直接或通过通信处理器构成网络，以实现信息交换；各通信处理器构成网络，以实现信息交换；各PLCPLC或远程或远程I/OI/O模块按功能各自放置在生产现场进行模块按功能各自放置在生产现场进行分散控制，再用网络连接起来，组成集中管理的分散控制，再用网络连接起来

9、，组成集中管理的分布式网络。分布式网络。 u互连和通信是网络的核心，互连和通信是网络的核心，网络的拓扑结构、传网络的拓扑结构、传输控制、传输介质和通道利用方式是构成网络的输控制、传输介质和通道利用方式是构成网络的四大要素。四大要素。 返回返回u数据通信的网络拓扑结构数据通信的网络拓扑结构: :树形结构：结构中处于较高位置的站点控制位于树形结构：结构中处于较高位置的站点控制位于它下面的那些站点的数据通信。它下面的那些站点的数据通信。 总线形结构：利用总线把所有节点连接起来，其总线形结构：利用总线把所有节点连接起来，其特点是所有站点共享一个公共通信总线。特点是所有站点共享一个公共通信总线。 星形结

10、构：以中央节点为中心与各个节点连接组星形结构：以中央节点为中心与各个节点连接组成，网络中任何两个节点要进行通讯都由中央控成，网络中任何两个节点要进行通讯都由中央控制站点控制并转换。制站点控制并转换。环路结构：以环行网中各节点首尾顺序连接形成。环路结构：以环行网中各节点首尾顺序连接形成。 u介质访问控制也称传输控制，是指对网络通道占介质访问控制也称传输控制，是指对网络通道占有权的管理和控制。局部网络上的信息交换方式有权的管理和控制。局部网络上的信息交换方式有两种：有两种： 线路交换，即发送节点与接收节点之间有固定的线路交换，即发送节点与接收节点之间有固定的物理通道，且该通道一直保物理通道，且该通

11、道一直保持到通话结束，如电持到通话结束，如电话系统。话系统。“报文交换报文交换”或或“包交换包交换”，这种交换方式是把，这种交换方式是把编址数据组，从一个转换节点传到另一个转换节编址数据组，从一个转换节点传到另一个转换节点，直到目的站。发送节点和接收节点之间无固点，直到目的站。发送节点和接收节点之间无固定的物理通道。定的物理通道。 u目前局域网应用较多的传输控制有两种即令牌传目前局域网应用较多的传输控制有两种即令牌传送方式和争用方式送方式和争用方式： 令牌传送方式，这种方式对介质的访问控制权是以令牌令牌传送方式，这种方式对介质的访问控制权是以令牌为标志的。令牌是一组二进制码，网络上的节点按某种