模块9 PLC 网络通信
工厂电气控制与PLC教学课件
课题9．1 串行通信
9．1．1 串行通信基础
1．异步通信的字符信息格式
异步通信采用字符同步方式，其字符信息格式如图9-1所 示，发送的字符由一个起始位、7个或8个数据位、1个奇偶 校验位(可以没有)和停止位（1位或2位）组成。通信双方 需要对采用的信息格式和数据的传输速率作相同的约定。
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2．单工通信与双工通信 2．单工通信与双工通信 2．单工通信与双工通信
单工通信方式只能沿单一方向传输数据，双工通信方式的
信息可以沿两个方向传送，每一个站既可以发送数据，也 可以接收数据。双工方式又分为全双工方式和半双工方式。
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(1)CSMA/CD
CSMA/CD各站共享一条广播式的传输总线，每个站 都是平等的，采用竞争方式发送报文到传输线上，也就是 说，任何一个站都可以随时发送广播报文，并被其他各站 接受.
(2)令牌总线
令牌传递式总线能在很重的负荷下提供实时同步操作， 传输效率高，适于频繁、少量的数据传送，因此它最适合 于需要进行实时通信的工业控制网络系统。
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知识点
1．串行通信的基础、串行通信的标准、现场总线及其标准； 2．PROFIBUS通信网络与通信服务； 3．主战与从站通信的组态；
学习要求
1．掌握PROFIBUS-DP的功能,分类； 2．熟悉PROFIBUS-DP设备； 3．掌握主战与从站通信的组态与参数设定。
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9．2.3 SIMATIC通信网络和通信服务
1. 工厂自动化通信网络 大型的工厂自动化通信网络一般采用三级网络结构。 (1)现场设备层 (2)车间监控层 (3)工厂管理层
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当通信距离较近时，只需要接发送线，接收线和信号 地线如图9-4所示，便可以实行全双工异步串行通信。RS232C的最大传输距离为15米，最高传输速率为20Kbit/s, 只能进行一对一的通信。
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2. RS-422A串行通信接口。 与RS-232C相比，RS-422A的通信速率和传输距离都
有很大的提高。在最大传输速率10Mbit/s时，允许的 最大通信距离为12m；传输速率为100Kbit/s时，最大 通信距离为1200m。
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3．485通信接口 构成分布式系统，总线上最多可有32个站。
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PROFIBUS-DP的主站之间的通信为令牌方式，主站与从 站之间为主从方式。
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9.2.2 现场总线及其国际标准现场总线及其国际 标准
1．现场总线的基本概念
IEC(国际电工委员会)对现场总线(Fieldbus)的定义是“安装 在制造和过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置 之间的数字式、串行、多点通信的数据总线”。现场总线 以开放的、独立的、全数字化的双向多变量通信取代4～ 20mA现场模拟量信号。现场总线I/O集检测、数据处理和 数据通信为一体，可以代替变送器、调节器、记录仪等模 拟仪表，它不需要框架、机柜，可以直接安装在现场导轨 槽上。现场总线I／O的接线极为简单，只需一根电缆，从 主机开始，沿数据链从一个现场总线I/O连接到下一个现 场总线I/O。使用现场总线后，可以节约配线、安装、调 试和维护等方面的费用，现场总线I/O与PLC可以组成高性 能价格比的DCS(集散控制系统)。
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3．传输速率
3．3．传输速率 传输速率
在串行通信中，传输速率的单位为bit/s,即每秒传送 的二进制位数。
9．1．2 串行通信接口标准
1．RS-232C通信接口
RS-232C是美国EIC（电子工业联合会）在1969年公布 的通信协议。RS是推荐标准的意思，232是标识号，C表示 修改的次数。它既是一种协议标准，又是一种电气器的标 准。工业控制中RS-232一般采用9针D型连接器。
媒体访问控制层（MAC）的主要功能是控制对传输媒体 的访问，实现帧的寻址和识别，并检测传输媒体的异常情 况。逻辑链路层（LLC）用于在节点间对帧的发送、接收 信号进行控制，同时检测传输中的差错。MAC层包括带 冲突的载波侦听多路访问（CSMA/CD）通信协议、令牌
总线（Token Bus）和令牌环(Token Ring)。
(3)令牌环
在令牌环上，最多只能有一个令牌绕环运动，不允许 两个站同时发送数据。
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信方式，它并不属 于什么标准。主从通信网络只有一个主站，其他的站都是 从站。在主从通信中，主站是主动的，主站首先向某个从 站发送请求帧(轮询报文)，该从站接收到后才能向主站返 回响应帧。主站按事先设置好的轮询表的排列顺序对从站 进行周期性的查询，并分配总线的使用权。每个从站在轮 询表中至少要出现一次，对实时性要求较高的从站可以在 轮询表中出现几次，还可以用中断方式来处理紧急事件。
课题9．2 计算机通信的国际标准
9．2．1 开放系统互连模型和IEEE802通信标准 1．开放系统互连模型
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2 .IEEE802通信标准
IEEE( 国际电工与电子工程师学会)的802委员会于1982年 颁布了一系列计算机局域网分层通信协议标准草案，总称 为IEEE802标准。它把OSI参考模型的数据链路层分解为逻 辑链路控制层（LLC）和媒体访问控制层（MAC）。数据 链路层是一条链路（LINK）两端的两台设备进行通信时必 须共同遵守的规则和约定。