第6章可编程序控制器的通信及网络

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1、1可编程序控制器原理与应用基础可编程序控制器原理与应用基础 大连理工大学2第第6章章 可编程序控制器的通信及网络可编程序控制器的通信及网络 大连理工大学3 数据通信的传输方式可以分为串行通信和并行通信。数据通信的传输方式可以分为串行通信和并行通信。并行通信并行通信 (Serial Communication)：在多个信道同：在多个信道同时传输的方式称为并行通信方式。时传输的方式称为并行通信方式。串行通信串行通信 (Parallel Communication)：数据在一个：数据在一个信道上，以二进制的位信道上，以二进制的位 (bit) 为单位按顺序发送或为单位按顺序发送或接收的数据传输方式，称

2、为串行通信方式。接收的数据传输方式，称为串行通信方式。第第6章章 可编程序控制器的通信及网络可编程序控制器的通信及网络 大连理工大学4 串行通信中采用了两种同步技术：异步通信和同串行通信中采用了两种同步技术：异步通信和同步通信。步通信。 异步通信：异步通信又称起止式通信。异步通异步通信：异步通信又称起止式通信。异步通信中的一帧数据包括一个字符代码或一个字节信中的一帧数据包括一个字符代码或一个字节数据，每个传输的字符都有一个附加的起始位数据，每个传输的字符都有一个附加的起始位和多个停止位作为字符的开始标志和结束标志。和多个停止位作为字符的开始标志和结束标志。 异步通信传送效率低，主要应用于中、低

3、速通信场合。异步通信传送效率低，主要应用于中、低速通信场合。PLC 一般使用串行异步通信。一般使用串行异步通信。 第第6章章 可编程序控制器的通信及网络可编程序控制器的通信及网络 大连理工大学5下图为传送一个下图为传送一个 7 位位 ASCII 码字符的格式码字符的格式 ，选用，选用 2位停止位，位停止位，1 位校验位和位校验位和 1 位起始位。位起始位。第第6章章 可编程序控制器的通信及网络可编程序控制器的通信及网络 大连理工大学6同步通信同步通信 ：同步通信就是把每个完整的数：同步通信就是把每个完整的数据块作为整体来传输。同步传输时，用据块作为整体来传输。同步传输时，用 12 个同步字符表

4、示传输过程的开始，接着是个同步字符表示传输过程的开始，接着是 n 个字符的数据块，由定时信号来实现收发个字符的数据块，由定时信号来实现收发端同步。端同步。同步通信传输效率高，对软、硬件的要求高，一般同步通信传输效率高，对软、硬件的要求高，一般只用于近距离的高速通信场合，通常在传输速率超只用于近距离的高速通信场合，通常在传输速率超过过 2kbit/s 的系统中采用。的系统中采用。 第第6章章 可编程序控制器的通信及网络可编程序控制器的通信及网络 大连理工大学7 按串行通信的数据在某一时刻的传送方向，线按串行通信的数据在某一时刻的传送方向，线路通信的方式可以分为单工通信方式和双工通路通信的方式可以

5、分为单工通信方式和双工通信方式，其中双工通信方式又可以分为半双工信方式，其中双工通信方式又可以分为半双工通信方式和全双工通信方式。通信方式和全双工通信方式。 单工通信方式：数据的传送始终保持同一个方向，单工通信方式：数据的传送始终保持同一个方向，不能反向传送不能反向传送 。 第第6章章 可编程序控制器的通信及网络可编程序控制器的通信及网络 大连理工大学8半双工通信方式：信息流可以沿两个方向传送，半双工通信方式：信息流可以沿两个方向传送，但同一时刻只限于一个方向传送。但同一时刻只限于一个方向传送。全双工通信方式：通信的双方都能在同一时刻全双工通信方式：通信的双方都能在同一时刻接收和发送信息。接收

6、和发送信息。第第6章章 可编程序控制器的通信及网络可编程序控制器的通信及网络 大连理工大学9数据传输速率，即波特率，表示每秒传送的二数据传输速率，即波特率，表示每秒传送的二进制的位数，单位是进制的位数，单位是 bit/s。 常用的标准数据传输率有：常用的标准数据传输率有：300 bit/s、600 bit/s、1200 bit/s、2400 bit/s、4800 bit/s、9600 bit/s、19200 bit/s 等。等。 网络拓扑结构是指网络中的通信线路和结点网络拓扑结构是指网络中的通信线路和结点间的几何构形，用以反映出网络各组成成分间的几何构形，用以反映出网络各组成成分之间的结构关系

7、。之间的结构关系。 常用的拓扑结构有：星型、树型、环型、总常用的拓扑结构有：星型、树型、环型、总线型。线型。 第第6章章 可编程序控制器的通信及网络可编程序控制器的通信及网络 大连理工大学10 各网络拓扑结构如下图：各网络拓扑结构如下图： (a) 星型结构星型结构 (b) 树型结构树型结构 (c) 环型结构环型结构 (d) 总线结构总线结构 第第6章章 可编程序控制器的通信及网络可编程序控制器的通信及网络 大连理工大学11介质访问控制是指对网络通道占有权的控制介质访问控制是指对网络通道占有权的控制和管理。和管理。 目前局域网上的介质访问控制主要应用两种目前局域网上的介质访问控制主要应用两种方式

8、：令牌传送方式和争用方式方式：令牌传送方式和争用方式 。 第第6章章 可编程序控制器的通信及网络可编程序控制器的通信及网络 大连理工大学12国际标准化组织国际标准化组织 ISO 于于 1981 年正式提出了一年正式提出了一个网络系统结构，即开放系统互连模型个网络系统结构，即开放系统互连模型 (OSI，Open Systems Interconnection)。该模型自底层。该模型自底层到顶层一般为如下七层到顶层一般为如下七层: 物理层物理层数据链路层数据链路层网络层网络层传输层传输层会话层会话层表示层表示层应用层应用层第第6章章 可编程序控制器的通信及网络可编程序控制器的通信及网络 大连理工大

9、学13 常用的通道利用方式有两种：基带和宽带。常用的通道利用方式有两种：基带和宽带。 基带传输是指数据传输系统不对信号做任何基带传输是指数据传输系统不对信号做任何调制的直接传输方式。调制的直接传输方式。 宽带传输是把信号调制到某一频带上，以调宽带传输是把信号调制到某一频带上，以调制信号进行数据传输的方式。制信号进行数据传输的方式。 基带传输的优点是价格低、设备简单、可靠基带传输的优点是价格低、设备简单、可靠性高。缺点是通道利用率低，长距离传送衰性高。缺点是通道利用率低，长距离传送衰减大。宽带传输的优点是通道利用率高，但减大。宽带传输的优点是通道利用率高，但需加调制解调器，故成本较高。需加调制解

10、调器，故成本较高。 第第6章章 可编程序控制器的通信及网络可编程序控制器的通信及网络 大连理工大学14(1) 通信接口通信接口 主要功能是进行数据的并行与串行转换，控制主要功能是进行数据的并行与串行转换，控制传输速率和字符格式，进行电平转换等。常用传输速率和字符格式，进行电平转换等。常用的串行通信接口有的串行通信接口有 RS-232C、RS-422A、RS-485。 RS-232C 接口规定了终端设备接口规定了终端设备 (DTE) 和通信设备和通信设备(DCE) 之间信息交换的方式与功能。部分引脚的信号之间信息交换的方式与功能。部分引脚的信号定义如下表所示。定义如下表所示。第第6章章 可编程序

11、控制器的通信及网络可编程序控制器的通信及网络 大连理工大学15引引 脚脚信信 号号说说 明明1保护地线保护地线设备地线设备地线2TXD发送数据发送数据3RXD 接收数据接收数据4RTS 请求发送请求发送5CTS允许发送允许发送6DSR数据装置准备好数据装置准备好7GND信号地线信号地线8DCD载波检测载波检测20DTR数据终端准备好数据终端准备好22振铃指示振铃指示 响铃信号响铃信号第第6章章 可编程序控制器的通信及网络可编程序控制器的通信及网络 大连理工大学16RS-232C、RS-422A、RS-485 三种通信接口的性能三种通信接口的性能比较如下所示。比较如下所示。 参考项目参考项目RS