三菱模擬量模塊_fx-4ad_plc網(wǎng)絡(luò)

1、第8章 可編程控制器的特殊功能模塊教學(xué)目的及要求 通過教學(xué)，使學(xué)生了解模擬量處理模塊和通信模塊的功能及使用方法。8.1 模擬量處理模塊及應(yīng)用FX系列PLC模擬量輸入/輸出模塊主要包括4模擬量輸入模塊FX-4AD，2模擬量輸出模塊FX-2DA，2通道熱電阻溫度傳感器模擬量輸入模塊FX-2DA-PT，4通道熱電偶溫度傳感器模擬量輸入模塊FX-4AD-TC等。1. 模擬量輸入模塊FX-4AD的技術(shù)指標(biāo)FX-4AD為4通道12位A/D轉(zhuǎn)換模塊，是一種具有高精度的直接在擴(kuò)展總線上的模擬量輸量單元。FX-4AD的技術(shù)指標(biāo)如表8-1所示。表8-1 FX-4AD技術(shù)指標(biāo)項目電壓輸入電流輸入4通道模擬量輸入。通

2、過輸入端子變換可選電壓或電流模擬量輸入范圍DC-10+10V（輸入電阻200k）絕對最大輸入15VDC-20+20mA（輸入電阻250）絕對最大輸入32mA數(shù)字量輸出范圍帶符號為的16位二進(jìn)制（有線數(shù)值11位）數(shù)值范圍-2048+2047分辨率5mV（10V1/2000）20A（20mA1/1000）綜合精確度1%(在-10+10V范圍)1%(在-20+20V范圍)轉(zhuǎn)換速度每通道15ms（高速轉(zhuǎn)換方式時為每通道6ms）隔離方式模擬量與數(shù)字量間用光電隔離。從基本單元來的電源經(jīng)DC/DC轉(zhuǎn)換器隔離。各輸入端子間不隔離模擬量用電量24（110%）VDC 50mAI/O占有點數(shù)程序上為8點（計輸入或輸

3、出點均可），有PLC供電的消耗功率為5V 30mA2 模擬量輸出模塊FX-2DA的技術(shù)指標(biāo)FX-2DA為2通道12位D/A轉(zhuǎn)換模塊，每個通道可獨立設(shè)置電壓或電流輸出。FX-2DA是一種具有高精度的直接在擴(kuò)展總線上的模擬量輸出單元。FX-2DA的技術(shù)指標(biāo)如表8-2 所示。表8-2 FX-2DA技術(shù)指標(biāo)項目電壓輸入電流輸入2通道模擬量輸出。根據(jù)電流輸出還是電壓輸出，使用不同的端子模擬量輸出范圍-10+10V DC（外部負(fù)載電阻110M）+4+20mA DC（外部負(fù)載電阻500以下）數(shù)字量輸入電壓=-2048+2047電流=01024分辨率5mV（10V1/2000）20A（20mA1/1000）綜

4、合精確度滿量程10V的1%1%(在-20+20V范圍)轉(zhuǎn)換速度每通道9ms（高速轉(zhuǎn)換方式時為每通道3.5ms）隔離方式模擬量與數(shù)字量間用光電隔離。與基本單元來的電源經(jīng)DC/DC轉(zhuǎn)換器隔離。通道間沒有隔離模擬量用電量24（110%）VDC 130mAI/O占有點數(shù)程序上為8點（計輸入或輸出點均可），有PLC供電的消耗功率為5V 30mA3. 模擬量輸入輸出模塊使用 模塊的連接與編號如圖8-1所示，接在FX基本單元右邊擴(kuò)展總線上的特殊功能模塊（如模擬量輸入模塊FX-4AD、模擬量輸出模塊FX-2DA、溫度傳感器模擬量輸入模塊FX-2DA-PT 等），從最靠近基本單元的那一個開始順次編號為07 號。

5、FX-48MRX0X27Y0Y27FX-4ADFX-8EXX30X37FX-2AFX-32ERX40X57Y30Y47FX-2AD-PT 0號 1號 2號圖8-1 功能模塊連接 緩沖寄存器（BFM）編號 特殊功能模塊FX-4AD、FX-2DA的緩沖寄存器BFM，是FX-2DAtongPLC基本單元進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊的區(qū)域，這一緩沖寄存器區(qū)由32個16位的寄存器組成，編號為BFM#0#31。a. FX-4AD模塊BFM的分配表見表8-3。表8-3 FX-4AD模塊BFM分配表BFM內(nèi)容*#0通道初始化 缺省設(shè)定值=H 0000*#1通道1平均值取樣次數(shù) 缺省值=8*#2通道2*#3通道3*#4通道4#

6、5通道1平均值#6通道2#7通道3#8通道4#9通道1當(dāng)前值#10通道2#11通道3#12通道4#1319不能使用*#20重置為缺省設(shè)定值 缺省設(shè)定值=H 0000*#21禁止零點和增益調(diào)整 缺省設(shè)定值=0.1（允許）*#22零點、增益調(diào)整b7b6b5b4b3b2b1b0G4O4G3O3G2O2G1O1*#23零點值 缺省設(shè)定值=0*#24增益值缺省設(shè)定值=5000*#25*#28空置*#29出錯信息BFM內(nèi)容*#30識別碼2 010D*#30不能使用b. FX-2DA BFM 分配表如表8-4所示。表8-4 FX-2DA 模塊BFM分配表BFM內(nèi)容*#0模擬量輸出模塊（電流/電壓） 缺省值=

7、H 00*#1通道1輸出數(shù)據(jù)*#2通道2輸出數(shù)據(jù)#34空置*#5輸出保持或回零 缺省值=H 0000#619空置*#20重置為缺省設(shè)定值 缺省設(shè)定值=H 0000*#21禁止零點和增益調(diào)整 缺省設(shè)定值=0.1（允許）*#22零點、增益調(diào)整b3b2b1b0G2O2G1O1*#23零點值（單位mV或A） 缺省設(shè)定值=0*#24增益值（單位mV或A） 缺省設(shè)定值=H5000#2528空置#29出錯信息#30識別碼3 010D#31空置表8-5 讀特殊功能模塊指令要素指令名稱助記符指令代碼操作數(shù)程序步m1m2Dn讀特殊功能模塊指令FROMFNC78K、H(m1=07)K、H(m2=031)KnY、Kn

8、M、KnS T、C、D、V、ZK、H(n=132)FROM9步(D)FROM17步圖8-2 FROM指令使用說明表8-6 寫特殊功能模塊指令要素指令名稱助記符指令代碼操作數(shù)程序步m1m2Dn寫特殊功能模塊指令TOFNC79K、H(m1=07)K、H(m2=031)K、H、KnX、KnY、KnM、KnS T、C、D、V、ZK、H(n=132)TO9步(D)TO17步圖8-3 TO指令使用說明圖8-4 例1梯形圖圖8-5 例2的梯形圖8.2 通信模塊及應(yīng)用8.2.1 可編程序控制器通信與網(wǎng)絡(luò)概述問題提出 1. 什么是可編程控制器的通信？ 2. 通信的方式有哪些？ 3. 什么是實時性？ 4. 可編程

9、序控制器之間是如何連接的？ 可編程序控制器的組網(wǎng)與通訊是近年來自動化領(lǐng)域頗受重視的新興技術(shù)。在可編程控制器及其網(wǎng)絡(luò)中存在兩類通信：一類是并行通信，另一類是串行通信。 1. 通信方法的含義 可編程控制器網(wǎng)絡(luò)是由幾級子網(wǎng)復(fù)合而成，每級子網(wǎng)中都配置不同的協(xié)議，其中大部分是公司的專用通信協(xié)議。 各級子網(wǎng)的通信過程是由通信協(xié)議決定的。從根本上講，要搞清楚某級可編程控制器子網(wǎng)的通信就必須徹底剖析它所采用的通信協(xié)議，這個工作量很大，更何況大多數(shù)又都是各公司的專用協(xié)議。繁瑣的協(xié)議規(guī)定常會掩蓋問題的本質(zhì)，通常會遇到這樣的情況：兩個公司的專用協(xié)議，從協(xié)議的規(guī)定，幀格式等表面現(xiàn)象看可能有明顯的不同，然而它們關(guān)于如何

10、實現(xiàn)通信的思路卻極為相似，如出一轍。抓住它們的同一性，就會把表面上孤立無關(guān)的事情串聯(lián)起來。正是基于這樣一種思想，我們引入了“通信方法”這一概念。 可編程控制器網(wǎng)絡(luò)的各級子網(wǎng)無論采用總線結(jié)構(gòu)，還是環(huán)形結(jié)構(gòu)，它的通信介質(zhì)是共享資源。掛在共享介質(zhì)上的各站要想通信，首先要解決共享通信介質(zhì)使用權(quán)的分配問題，這就是常說的存取控制或訪問控制。 一個站取得了通信介質(zhì)使用權(quán)，并不等于完成了通信過程，還有怎樣傳送數(shù)據(jù)的問題，這就是常說的數(shù)據(jù)傳送方式。比如說采用的數(shù)據(jù)傳送方式是否要先建立一種邏輯連接，然后再傳送？所采用的數(shù)據(jù)傳送方式發(fā)給對方的數(shù)據(jù)是否要對方應(yīng)答？發(fā)出去的數(shù)據(jù)是由一個站收，或者多個站收，還是全體接收？

11、諸如此類就是所謂的數(shù)據(jù)傳送方式。 這里所謂的通信方法 = 存取控制方式 + 數(shù)據(jù)傳送方式。本來存取控制方式與數(shù)據(jù)傳送方式都是通信協(xié)議有關(guān)層次的內(nèi)容，這里專門把它們抽出來加以介紹，是因為用它們來描述一種通信過程與人們意念上有關(guān)通信的概念非常接近。對于局域網(wǎng)來說，存取控制方式與數(shù)據(jù)傳送方式是其通信協(xié)議最核心的內(nèi)容。 2. 工業(yè)局域網(wǎng)實時性的含義 工業(yè)局域網(wǎng)對實時性是有要求的，各級子網(wǎng)對實時性的要求不同。通常愈靠底層的子網(wǎng)對實時性要求愈高，愈靠上層的子網(wǎng)對實時性的要求愈低。 實時性通常采用“響應(yīng)時間”來定量描述。響應(yīng)時間是指某一系統(tǒng)對輸入做出響應(yīng)所需的時間，以 ms, s, min, h 為計量單位

12、。響應(yīng)時間越短，就標(biāo)志著系統(tǒng)的實時性越好。 可編程控制器網(wǎng)絡(luò)中，各站通過通信子網(wǎng)互連在一起，當(dāng)某站對子網(wǎng)請求通信時，它對響應(yīng)時間是有要求的。不同站對實時性的要求可能不同，同一站中不同通信任務(wù)對實時性的要求也可能不同。一項通信任務(wù)的實時性得到滿足是指其響應(yīng)時間小于規(guī)定的時限；一個站的實時性合乎要求是指該站提出的所有通信任務(wù)在指定的時限內(nèi)都能獲得響應(yīng)。整個通信子網(wǎng)的實時性符合要求是指分布在子網(wǎng)上每一個站的每項通信任務(wù)的實時性均得到保證。 要保證可編程控制器網(wǎng)絡(luò)的實時性必須滿足下列三個時間約束條件： a. 必須限定每個站每次取得通信權(quán)的時間上限值，以防某一站長期霸占子網(wǎng)而導(dǎo)致其它各站實時性惡化。 b

13、. 應(yīng)當(dāng)保證在某一固定的時間周期內(nèi)，通信子網(wǎng)上的每個站都有機(jī)會取得通信權(quán)，這將為每個站提供基本實時性。 c. 對于重要的站可優(yōu)先服務(wù)，對于某項緊急通信任務(wù)應(yīng)當(dāng)給予優(yōu)先處理，應(yīng)當(dāng)可以用靜態(tài)（固定）的方式賦予某些站以較高的優(yōu)先權(quán)，應(yīng)當(dāng)可以用動態(tài)（臨時）方式賦予某些緊急任務(wù)緊急以較高的優(yōu)先權(quán)。 可編程控制器網(wǎng)絡(luò)的實時性首先是由它所選用的存取控制方式來保證的。此外提高實時性還可以通過減少通信協(xié)議的層數(shù)來實現(xiàn)，一般靠底層的子網(wǎng)采用只包含 3 層通信協(xié)議的塌縮結(jié)構(gòu)，這正是為了提高實時性，另外選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)傳送方式對于提高實時性有明顯的效果，發(fā)送數(shù)據(jù)要求對方應(yīng)答，比無應(yīng)答服務(wù)慢得多，要求連接又要應(yīng)答的服務(wù)則

14、更慢，而廣播式通信最快。當(dāng)然不能只考慮實時性，還要考慮可靠性。 3. 可編程控制器控制網(wǎng)絡(luò)與可編程控制器通信網(wǎng)絡(luò)的概念 可編程控制器網(wǎng)絡(luò)包括可編程控制器控制網(wǎng)絡(luò)與可編程控制器通信網(wǎng)絡(luò)兩種，人們常常不加以區(qū)分，把這兩種可編程控制器網(wǎng)絡(luò)當(dāng)成一回事，其實它們是不同的。 (1) 可編程控制器控制網(wǎng)絡(luò) a. 功能 可編程控制器控制網(wǎng)絡(luò)是只傳送 on/off 開關(guān)量，且一次傳送的數(shù)據(jù)量較少的網(wǎng)絡(luò)。例如可編程控制器的遠(yuǎn)程 I/O 鏈路，通過 Link 區(qū)交換數(shù)據(jù)的可編程控制器同位系統(tǒng)。 b. 特點 可編程控制器控制網(wǎng)絡(luò)盡管要傳送的開關(guān)量遠(yuǎn)離可編程控制器，但可編程控制器對它們的操作，就像直接對自己的 I/O

15、區(qū)操作這樣簡單、方便迅速。 (2) 可編程控制器通信網(wǎng)絡(luò) a. 功能 可編程控制器通信網(wǎng)絡(luò)又稱高速數(shù)據(jù)公路，這類網(wǎng)絡(luò)既可傳送開關(guān)量又可傳送數(shù)字量，一次通信傳送的數(shù)據(jù)量較大。這類網(wǎng)絡(luò)的工作過程類似于普通局域網(wǎng)。 b. 特點 隨著通信技術(shù)的發(fā)展，可編程控制器控制網(wǎng)絡(luò)既傳送開關(guān)量又能傳送數(shù)字量，其實開關(guān)量與數(shù)字量沒有界限，多位開關(guān)量并在一起就是數(shù)字量。(3) 可編程控制器控制網(wǎng)絡(luò)與可編程控制器通信網(wǎng)絡(luò)區(qū)別 兩種可編程控制器網(wǎng)絡(luò)的本質(zhì)區(qū)別在于： 可編程控制器控制網(wǎng)絡(luò) 工作過程就像可編程控制器對自己 I/O 區(qū)操作一樣， 可編程控制器通信網(wǎng)絡(luò) 類似于普通局域網(wǎng)工作過程。 還需要說明一點的是：人們常把應(yīng)用

16、系統(tǒng)中的可編程控制器網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)稱為可編程控制器控制網(wǎng)絡(luò)，這是針對應(yīng)用而言，與通信無關(guān)，一般不會造成混淆。8.2.2 可編程序控制器與計算機(jī)的通信問題提出 1. 計算機(jī)端是如何編程來實現(xiàn)接收和發(fā)送端口的數(shù)據(jù)的？ 2. 如何設(shè)置特殊寄存器 D8120 ？ 3. 可編程序控制器端是如何編程來接收和發(fā)送端口的數(shù)據(jù)的？ 4. 如何將計算機(jī)和可編程序控制器連接起來？ 1. 概述 通用計算機(jī)軟件豐富，界面友好，操作便利，使用通用計算機(jī)作為可編程控制器的編程工具也十分方便，可編程控制器與計算機(jī)的通信近年來發(fā)展很快。在可編程控制器與計算機(jī)連接構(gòu)成的綜合系統(tǒng)中，計算機(jī)主要完成數(shù)據(jù)處理、修改參數(shù)、圖像顯示、打印報

17、表、文字處理、編制可編程控制器程序、工作狀態(tài)監(jiān)視等任務(wù)。可編程控制器仍然直接面向現(xiàn)場、面向設(shè)備，進(jìn)行實時控制?？删幊炭刂破髋c計算機(jī)的連接，可以更有效地發(fā)揮各自的優(yōu)勢，互補(bǔ)應(yīng)用上的不足，擴(kuò)大可編程控制器的處理能力。 為了適應(yīng)可編程控制器網(wǎng)絡(luò)化的要求，擴(kuò)大聯(lián)網(wǎng)功能，幾乎所有的可編程控制器廠家，都為可編程控制器開發(fā)了與上位機(jī)通訊的接口或?qū)Ｓ猛ㄓ嵞K。一般在小型可編程控制器上都設(shè)有 RS422 通訊接口或 RS232C 通訊接口；在中大型可編程控制器上都設(shè)有專用的通訊模塊。如：三菱 F 、 F1 、 F2 系列都設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)的 RS422 接口， FX 系列設(shè)有 FX-232AW 接口、 RS232C 用

18、通訊適配器 FX-232ADP 等。可編程控制器與計算機(jī)之間的通訊正是通過可編程控制器上的 RS422 或 RS232C 接口和計算機(jī)上的 RS232C 接口進(jìn)行的。可編程控制器與計算機(jī)之間的信息交換方式，一般采用字符串、雙工或半、異步、串行通信方式。因此可以這樣說，凡具有 RS232C 口并能輸入輸出字符串的計算機(jī)都可以用于和可編程控制器的通訊。 運(yùn)用 RS232C 和 RS422 通道，可容易配置一個與外部計算機(jī)進(jìn)行通訊的系統(tǒng)。該系統(tǒng)中可編程控制器接受控制系統(tǒng)中的各種控制信息，分析處理后轉(zhuǎn)化為可編程控制器中軟元件的狀態(tài)和數(shù)據(jù)；可編程控制器又將所有軟元件的數(shù)據(jù)和狀態(tài)送入計算機(jī)，由計算機(jī)采集這

19、些數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析及運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測，用計算機(jī)可改變可編程控制器的初始值和設(shè)定值，從而實現(xiàn)計算機(jī)對可編程控制器的直接控制。 2. 如何采用 FX-232ADP 的連接通信 RS232C 用通訊適配器 FX-232ADP 能夠以無規(guī)約方式與各種具有 RS232C 接口的通訊設(shè)備連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。通訊設(shè)備包括計算機(jī)、條形碼讀出器、圖像檢測器等。使用 FX-232ADP 時，也可用調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊。 a. 通訊系統(tǒng)的連接 圖中是采用 FX-232ADP 接口單元，將一臺通用計算機(jī)與一臺 FX2 系列 plc 連接進(jìn)行通訊的示意圖。 b. 通訊操作 FX2 系列PLC 與通訊設(shè)備間的數(shù)據(jù)交換，由特殊

20、寄存器 D8120 的內(nèi)容指定，交換數(shù)據(jù)的點數(shù)、地址用 RS 指令設(shè)置，并通過 plc 的數(shù)據(jù)寄存器和文件寄存器實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。下面對其使用做一簡要介紹。 通訊參數(shù)的設(shè)置 在兩個串行通訊設(shè)備進(jìn)行任意通訊之前，必須設(shè)置相互可辨認(rèn)的參數(shù)，只有設(shè)置一致，才能進(jìn)行可靠通訊。這些參數(shù)包括波特率、停止位和奇偶校驗等，它們通過位組合方式來選擇，這些位存放在數(shù)據(jù)寄存器 D8120 中，具體規(guī)定如下表所示 D8120 的位 說明 位狀態(tài) 0 （ OFF ） 1(ON) bo 數(shù)據(jù)長度 7 位 8 位 b1 b2 校驗（ b2 b1 ） （ 00 ）：無校驗 （ 01 ）：奇校驗 （ 11 ）：偶校驗 b3 停止位

21、 1 位 2 位 b4 b5 b6 b7 波特率（ b7 b6 b5 b4 ） （ 0011 ）： 300bps （ 0100 ）： 600bps （ 0101 ）： 1200bps （ 0110 ）： 2400bps （ 0111 ）： 4800bps （ 1000 ）： 9600bps （ 1001 ）： 19200bps b8 起始字符 無 D8124 b9 結(jié)束字符 無 D8125 b10 握手信號類型 1 無 H/W1 b11 模式（控制線） 常規(guī) 單控 b12 握手信號類型 2 無 H/W2 b13b15 可取代 b8b12 用于 FX-485 網(wǎng)絡(luò) 使用說明如下： (1) 如 D

22、8120 0F9EH 則選擇下列參數(shù)。 E 7 位數(shù)據(jù)位、偶校驗、 2 位停止位 9 波特率為 19200bps F 起始字符、結(jié)束字符、硬件 1 型（ H/W1 ）握手信號、單線模式控制 0 硬件 2 型（ H/W2 ）握手信號為 OFF (2) 起始字符和結(jié)束字符可以根據(jù)用戶的需要自行修改。 (3) 起始字符和結(jié)束字符在發(fā)送時自動加到發(fā)送的信息上。在接收信息過程中，除非接收到起始字符，不然數(shù)據(jù)將被忽略；數(shù)據(jù)將被連續(xù)不斷地讀進(jìn)直到接到結(jié)束字符或接收緩沖區(qū)全部占滿為為止。因此，必須將接收緩沖區(qū)的長度與所要接收的最長信息的長度設(shè)定的一樣。 串行通訊指令 該指令的助記符、指令代碼、操作數(shù)、程序步如

23、下表所示。 RS 指令用于對 FX 系列 PLC 的通訊適配器 FX-232ADP 進(jìn)行通訊控制，實現(xiàn) PLC 與外圍設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳送和接收。 RS 指令在梯形圖中使用的情況如下圖所示。 S 指定傳送緩沖區(qū)的首地址 m 指定傳送信息長度 D 指定接收緩沖區(qū)的首地址 n 指定接收數(shù)據(jù)長度，即接收信息的最大長度 (1) RS 指令使用說明 (a) 發(fā)送和接收緩沖區(qū)的大小決定了每傳送一次信息所允許的最大數(shù)據(jù)量，緩沖區(qū)的大小在下列情況下可加以修改。 發(fā)送緩沖區(qū)在發(fā)送之前，即 M8122 置 ON 之前。 接收緩沖區(qū)信息接收完后，且 M8123 復(fù)位前。 (b) 在信息接收過程不能發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送將被延遲

24、（ M8121 為 ON ）。 (c) 在程序中可以有多條 RS 指令，但在任一時刻只能有一條被執(zhí)行。 (2) RS 指令自動定義的軟元件（下表所示） 8.2.3 可編程控制器網(wǎng)絡(luò)中常用的通信方式1. 可編程控制器控制網(wǎng)絡(luò)的“周期 I/O 方式”通信 可編程控制器的遠(yuǎn)程 I/O 鏈路就是一種可編程控制器控制網(wǎng)絡(luò)，在遠(yuǎn)程 I/O 鏈路中采用“周期 I/O 方式”交換數(shù)據(jù)。遠(yuǎn)程 I/O 鏈路按主從方式工作，可編程控制器帶的遠(yuǎn)程 I/O 主單元在遠(yuǎn)程 I/O 鏈路中擔(dān)任主站，其它遠(yuǎn)程 I/O 單元皆為從站。在主站中設(shè)立一個“遠(yuǎn)程 I/O 緩沖區(qū)”，采用信箱結(jié)構(gòu)，劃分為 n 個分信箱與每個從站一一對應(yīng)

25、，每個分信箱再分為兩格，一格管發(fā)送，一格管接收。主站中負(fù)責(zé)通信的處理器采用周期掃描方式，按順序與各從站交換數(shù)據(jù)，把與其對應(yīng)的分箱中發(fā)送分格的數(shù)據(jù)送從站，從從站中讀取數(shù)據(jù)放入與其對應(yīng)的分信箱的接收分格中。這樣周而復(fù)始，使主站中的“遠(yuǎn)程 I/O 緩沖區(qū)”得到周期性的刷新。 在主站中可編程控制器的 CPU 單元負(fù)責(zé)用戶程序的掃描，它按照循環(huán)掃描方式進(jìn)行處理，每個周期都有一段時間集中進(jìn)行 I/O 處理，這時它對本地 I/O 單元及遠(yuǎn)程 I/O 緩沖區(qū)進(jìn)行讀寫操作?？删幊炭刂破鞯?CPU 單元對用戶程序的周期性循環(huán)掃描，與可編程控制器負(fù)責(zé)通信的處理器對各遠(yuǎn)程 I/O 單元的周期性掃描是異步進(jìn)行的。 盡管

26、可編程控制器的 CPU 單元沒有直接對遠(yuǎn)程 I/O 單元進(jìn)行操作，但是由于遠(yuǎn)程 I/O 緩沖區(qū)獲得周期性刷新，可編程控制器的 CPU 單元對遠(yuǎn)程 I/O 緩沖區(qū)的讀寫操作，就相當(dāng)于直接訪問了遠(yuǎn)程 I/O 單元。 主站中負(fù)責(zé)通信的處理器采用周期掃描方式與各從站交換數(shù)據(jù)，使主站中“遠(yuǎn)程 I/O 緩沖區(qū)”得到周期性刷新，這樣一種通信方式既涉及到周期又涉及到 I/O ，因而被稱為“周期 I/O 方式”。這種通信方式要占用可編程控制器的 I/O 區(qū)，因此只適用于少量數(shù)據(jù)的通信。從表面看來遠(yuǎn)程 I/O 鏈路的通信就好像是可編程控制器直接對遠(yuǎn)程 I/O 單元進(jìn)行讀寫操作，因此簡單、方便。 2. 可編程控制器

27、控制網(wǎng)絡(luò)的“全局 I/O 方式”通信 “全局 I/O 方式”是一種串行共享存儲區(qū)通信方式，它主要用于帶有鏈接區(qū)的可編程控制器之間的通信。 全局 I/O 方式的通信原理如圖所示。在可編程控制器網(wǎng)絡(luò)的每臺可編程控制器的 I/O 區(qū)中劃出一個塊來作為鏈接區(qū)，每個鏈接區(qū)都采用圖中所表示的郵箱結(jié)構(gòu)。相同編號的發(fā)送區(qū)與接收區(qū)大小相同，占用相同的地址段，一個為發(fā)送區(qū)，其它皆為接收區(qū)。采用廣播方式通信?？删幊炭刂破靼?1 發(fā)送區(qū)的數(shù)據(jù)在可編程控制器網(wǎng)絡(luò)上廣播，可編程控制器 2 、可編程控制器 3 收聽到后把它接收下來存入各自的 1 接收區(qū)中?？删幊炭刂破?2 把 2 發(fā)送區(qū)數(shù)據(jù)在可編程控制器網(wǎng)上廣播，可編程控

28、制器 1 、可編程控制器 3 把它接收下來存入各自的 2 接收區(qū)中?？删幊炭刂破?3 把 3發(fā)送區(qū)數(shù)據(jù)在可編程控制器網(wǎng)上廣播，可編程控制器 1 、可編程控制器 2 把它接收下來存入各自的 3 接收區(qū)中。顯然通過上述廣播通信過程，可編程控制器 1 、可編程控制器 2 、可編程控制器 3 的各鏈接區(qū)中數(shù)據(jù)是相同的，這個過程稱為等值化過程。通過等值化的通信使得可編程控制器網(wǎng)絡(luò)中的每臺可編程控制器的鏈接區(qū)中的數(shù)據(jù)保持一致。它既包含著自己送出去的數(shù)據(jù)，也包含著其它可編程控制器送來的數(shù)據(jù)。由于每臺可編程控制器的鏈接區(qū)大小一樣，占用的地址段相同，每臺可編程控制器只要訪問自己的鏈接區(qū)，就等于訪問其它可編程控制

29、器的鏈接區(qū)，也就相當(dāng)于與其它可編程控制器交換了數(shù)據(jù)。這樣鏈接區(qū)就變成了名符其實的共享存儲區(qū)，共享區(qū)成為各可編程控制器交換數(shù)據(jù)的中介。 當(dāng)然這里的共享存儲區(qū)與并行總線的共享存儲區(qū)在結(jié)構(gòu)上有些差別，它把物理上分布在各站的鏈接區(qū)，通過等值化通信使其好像重疊在一起，在邏輯上變成一個存儲區(qū)，大小與一個鏈接區(qū)一樣。這種共享存儲區(qū)稱為串行共享存儲區(qū)。 鏈接區(qū)可以采用異步方式刷新（等值化），也可以采用同步方式刷新。異步方式刷新與可編程控制器中用戶程序無關(guān)，由各可編程控制器所帶的通信處理器按順序進(jìn)行廣播通信，周而復(fù)始，使其所有鏈接區(qū)保持等值化。同步方式刷新是由用戶程序中對鏈接區(qū)的發(fā)送指令啟動一次刷新。這種方式只

30、有當(dāng)鏈接區(qū)的發(fā)送區(qū)數(shù)據(jù)變化時才刷新（等值化），這樣事半功倍。 全局 I/O 方式中的鏈接區(qū)是從可編程控制器的 I/O 區(qū)劃分出來的，經(jīng)過等值化通信變成所有可編程控制器共享（全局共享），因此稱為“全局 I/O 方式”。這種方式下可編程控制器直接用讀寫指令對鏈接區(qū)進(jìn)行讀寫操作，簡單、方便、快速，但應(yīng)注意在一臺可編程控制器中對某地址的寫操作在其它可編程控制器中對同一地址只能進(jìn)行讀操作。與周期 I/O 方式一樣，全局 I/O 方式也要占用可編程控制器的 I/O 區(qū)，因而只適用于少量數(shù)據(jù)的通信。 3. 主從總線 1:N 通信方式（可編程控制器通信網(wǎng)絡(luò)） 主從總線通信方式又稱為 1:N 通信方式，這是在可

31、編程控制器通信網(wǎng)絡(luò)上采用的一種通信方式。在總線結(jié)構(gòu)的可編程控制器子網(wǎng)上有 N 個站，其中只有一個主站，其它皆是從站，也就是因為這個原因主從總線通信方式又稱為 1:N 通信方式。 主從總線通信方式采用集中式存取控制技術(shù)分配總線使用權(quán)，通常采用輪詢表法。所謂輪詢表法是一張從機(jī)號排列順序表，該表配置在主站中，主站按照輪詢表的排列順序?qū)恼具M(jìn)行詢問，看它是否要使用總線，從而達(dá)到分配總線使用權(quán)的目的。 為了保證實時性，要求輪詢表包含每個從站號不能少于一次，這樣在周期輪詢時，每個從站在一個周期中至少有一次機(jī)會取得總線使用權(quán)，從而保證了每個站的基本實時性。對于實時性要求比較高的站，可以在輪詢表中讓其從機(jī)號多

32、出現(xiàn)幾次，這樣就用靜態(tài)的方式，賦予該站較高的通信優(yōu)先權(quán)。在有些主從總線中把輪詢表法與中斷法結(jié)合使用，讓緊急任務(wù)可以打斷正常的周期輪詢而插入，獲得優(yōu)先服務(wù)，這就是用動態(tài)方式賦予某項緊急任務(wù)以較高優(yōu)先權(quán)。 存取控制只解決了誰使用總線的問題，獲得總線的從站還有如何使用總線的問題，即采用什么樣的數(shù)據(jù)傳送方式。主從總線通信方式中有兩種基本的數(shù)據(jù)傳送方式。一種是只允許主從通信，不允許從從通信，從站與從站要交換數(shù)據(jù)，必須經(jīng)主站中轉(zhuǎn)。另一種是既允許主從通信也允許從從通信，從站獲得總線使用權(quán)后先安排主從通信，再安排自己與其它從站（即從從）之間的通信。 4. 令牌總線 N : N 通信方式（可編程控制器通信網(wǎng)絡(luò)）

33、 令牌總線通信方式又稱為 N : N 通信方式。在總線結(jié)構(gòu)上的可編程控制器子網(wǎng)上有 N 個站，它們地位平等沒有主站與從站之分，也可以說 N 個站都可以是主站，所以稱之為 N ： N 通信方式。 N : N 通信方式采用令牌總線存取控制技術(shù)。在物理總線上組成一個邏輯環(huán)，讓一個令牌在邏輯環(huán)中按一定方向依次流動，獲得令牌的站就取得了總線使用權(quán)。令牌總線存取控制方式限定每個站的令牌持有時間，保證在令牌循環(huán)一周時每個站都有機(jī)會獲得總線使用權(quán)，并提供優(yōu)先級服務(wù)，因此令牌總線存取控制方式具有較好的實時性。 取得令牌的站采用什么樣的數(shù)據(jù)傳送方式對實時性影響非常明顯。如果采用無應(yīng)答數(shù)據(jù)傳送方式，取得令牌的站可以

34、立即向目的站發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送結(jié)束，通信過程也就完成了。如果采用有應(yīng)答數(shù)據(jù)傳送方式，取得令牌的站向目的站發(fā)送完數(shù)據(jù)后并不算通信完成，必須等目的站獲得令牌并把應(yīng)答幀發(fā)給發(fā)送站后，整個通信過程才結(jié)束。這樣一來響應(yīng)時間明顯增長，而使實時性下降。 有些令牌總線型可編程控制器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳送方式固定為一種，有些則可由用戶選擇。 5. 浮動主站 N: M 通信方式（可編程控制器通信網(wǎng)絡(luò)） 浮動主站通信方式又稱 N : M 通信方式，它適用于總線結(jié)構(gòu)的可編程控制器網(wǎng)絡(luò)。設(shè)在總線上有 M 個站，其中 N 個為主站，其余為從站（ N<M ） , 故稱之為 N : M 通信方式。 N : M 通信方式采用令牌總線

35、與主從總線相結(jié)合的存取控制技術(shù)。首先把 N 個主站組成邏輯環(huán)，通過令牌在邏輯環(huán)中依次流動，在 N 個主站之間分配總線使用權(quán)，這就是浮動主站的含義。獲得總線使用權(quán)的主站再按照主從方式來確定在自己的令牌持有時間內(nèi)與哪些站通信。一般在主站中配置有一張輪詢表，可按照輪詢表上排列的其它主站號及從站號進(jìn)行輪詢循。獲得令牌的主站對于用戶隨機(jī)提出的通信任務(wù)可按優(yōu)先級安排在輪詢之前或之后進(jìn)行。 獲得總線使用權(quán)的主站可以采用多種數(shù)據(jù)傳送方式與目的站的通信，其中以無應(yīng)答無連接方式速度最快。 6. 令牌環(huán)通信方式（可編程控制器通信網(wǎng)絡(luò)） 有少量的可編程控制器網(wǎng)絡(luò)采用環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其存取控制采用令牌法，具有較好的實時性。如圖所示，其表示了令牌環(huán)工作過程及其幀結(jié)構(gòu)。在圖中，令牌在物理環(huán)中按箭頭指向，一站接一站地傳送，獲得令牌的站才有權(quán)發(fā)送數(shù)據(jù)。設(shè) B 站要向 D 站發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)令牌傳送到 B 站時， B 站把令牌變?yōu)闀?/p>