plc應(yīng)用技術(shù)課件-5

1、第五章 PLC聯(lián)網(wǎng)與通信一、網(wǎng)絡(luò)與通信的基礎(chǔ)知識(shí) 二、OMRON PLC通信系統(tǒng)綜述 三、OMRON鏈接系統(tǒng)四、典型PLC網(wǎng)絡(luò)9/15/20221一、網(wǎng)絡(luò)與通信的基礎(chǔ)知識(shí)1.數(shù)據(jù)通信的基本方式2.數(shù)據(jù)通信的主要技術(shù)指標(biāo)3.差錯(cuò)控制4.RS232C、RS422/RS485串行通信接口5.工業(yè)局域網(wǎng)概述 9/15/202221.數(shù)據(jù)通信的基本方式并行通信：數(shù)據(jù)的各個(gè)位同時(shí)傳送串行通信：數(shù)據(jù)一位一位順序傳送串行通信雙方信息交互主要有三種方式：?jiǎn)喂ねㄐ胖挥幸粋€(gè)方向的通信而沒(méi)有反向的交互。 半雙工通信通信雙方都可以發(fā)送（接收）信息，但不能同時(shí)雙向發(fā)送。 全雙工通信通信雙方可以同時(shí)發(fā)送和接收信息，雙方的發(fā)

2、送和接收裝置同時(shí)工作。9/15/202232.數(shù)據(jù)通信的主要技術(shù)指標(biāo)通信波特率指單位時(shí)間內(nèi)傳送的信息量。 誤碼率誤碼率Pc=Nc/N。N：傳輸?shù)拇a元（一位二進(jìn)制符號(hào)）數(shù)Nc：錯(cuò)誤碼元數(shù)。9/15/202243.差錯(cuò)控制為了能在傳輸過(guò)程中盡量降低誤碼率，要對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行編碼、錯(cuò)誤測(cè)量和錯(cuò)誤糾正，即所說(shuō)的差錯(cuò)控制。 編碼分為檢錯(cuò)碼和糾錯(cuò)碼。糾錯(cuò)碼編碼效率不高，因而通信中多用檢錯(cuò)碼。 常見的檢錯(cuò)碼有以下兩種： （1）奇偶校驗(yàn)碼（2）循環(huán)冗余碼CRC 一個(gè)字符一般有8位，低7位為信息位，高1位為奇偶校驗(yàn)位。 在信息位為n的二進(jìn)制序列（與多項(xiàng)式 g(x)對(duì)應(yīng))后，增加r=k-n位監(jiān)督位，組成長(zhǎng)度為

3、k的循環(huán)碼。傳輸時(shí)，發(fā)送循環(huán)碼，接收端用g(x)去除，余式為零則正確。 9/15/20225常見的差錯(cuò)控制 自動(dòng)請(qǐng)求重傳ARQ（Automatic Request for Repeat） 前向糾錯(cuò)FEC（Forward Error Correction） 混合糾錯(cuò)HEC（Hybrid Error Control） 9/15/202264.RS232C、RS422/RS485串行通信接口RS是英文“推薦標(biāo)準(zhǔn)”一詞的縮寫。232是標(biāo)識(shí)號(hào)，C表示修改的次數(shù) RS-232C的電氣接口是單端、雙極性電源供電電路 缺點(diǎn)： 傳輸速率低，最高為20Kbps。 傳輸距離短，最遠(yuǎn)15m。 兩個(gè)傳輸方向共用一根信號(hào)

4、地線，接口使用不平衡受/發(fā)器，可能在各種信號(hào)成分間產(chǎn)生干擾。RS-422/RS-485電氣接口電路采用的是平衡驅(qū)動(dòng)差分接收電路RS-422和RS-485的區(qū)別：前者為全雙工型（即收、發(fā)可以同時(shí)進(jìn)行），后者為半雙工型（即收、發(fā)分時(shí)進(jìn)行） RS-422和RS-485收、發(fā)不共地，可以大大減少共地所帶來(lái)的共模干擾。9/15/20227IBM-PC與PLC RS-232C口的鏈接信號(hào)DCDRSDTXDDTRGNDDSRRTSCTSCI腳號(hào)123456789信號(hào)FGSDRDRSCS5VDRERSG腳號(hào)123456789IBM9芯PLC9芯屏蔽9/15/20228PLC與PLC RS-232C口的鏈接信號(hào)

5、FGSDRDRSCS5VDRERSG腳號(hào)123456789信號(hào)FGSDRDRSCS5VDRERSG腳號(hào)123456789PLC9芯PLC9芯屏蔽9/15/20229RS-232C、RS-422、RS-485性能參數(shù)對(duì)照 項(xiàng)目RS232CRS422RS485接口電路單端差動(dòng)差動(dòng)傳輸距離（m）1512001200最高傳輸速率（Mbit/s）0.021010接收器輸入阻抗（K）37412驅(qū)動(dòng)器輸出阻抗（）30010054輸入電壓范圍（V）252577712輸入電壓閥植（K）330.20.29/15/2022105.工業(yè)局域網(wǎng)概述網(wǎng)絡(luò)中計(jì)算機(jī)或信息交換設(shè)備稱為站或節(jié)點(diǎn)。 按站間距離長(zhǎng)短將網(wǎng)絡(luò)分成三類：

6、全域網(wǎng)（跨國(guó)跨洲聯(lián)網(wǎng)，通過(guò)衛(wèi)星通信）、廣域網(wǎng)（幾千米到幾千千米，常通過(guò)公共電報(bào)或電話線實(shí)現(xiàn)）、和局域網(wǎng)（幾十米到幾千米，通過(guò)電纜或光纜等傳輸信息）。工業(yè)局域網(wǎng)作為局域網(wǎng)的一個(gè)特例，除了具有局域網(wǎng)傳輸率高、誤碼率低、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)規(guī)則等優(yōu)點(diǎn)外，更側(cè)重有較強(qiáng)的抗干擾能力。構(gòu)成工業(yè)局域網(wǎng)的三大要素為：網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹鬏斀橘|(zhì)、介質(zhì)訪問(wèn)控制方式。 9/15/202211網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞娜N形式星形拓?fù)?環(huán)形拓?fù)?總線形拓?fù)?9/15/202212傳輸介質(zhì) 在PLC網(wǎng)絡(luò)中常使用的傳輸介質(zhì)有雙絞線、同軸電纜、光纜。 9/15/202213介質(zhì)訪問(wèn)控制方式 1）CSMA/CD方式也稱“先聽后發(fā)，邊發(fā)邊聽”方式，物理結(jié)構(gòu)采

7、用總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?）令牌環(huán)方式物理結(jié)構(gòu)采用環(huán)形拓?fù)?，?duì)總線的訪問(wèn)權(quán)以令牌為標(biāo)志。3）令牌總線方式物理結(jié)構(gòu)采用總線形式，事先指定一個(gè)順序，令牌按此順序傳遞，周而復(fù)始，邏輯上形成一個(gè)環(huán)。這種控制簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，較令牌環(huán)更適于工業(yè)環(huán)境。 9/15/202214二、OMRON PLC通信系統(tǒng)綜述OMRON PLC通信系統(tǒng)分為鏈接系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)兩大類。OMRON PLC鏈接系統(tǒng)SYSMAC Link系統(tǒng)，由上位鏈接系統(tǒng)Host Link系統(tǒng)、同位鏈接系統(tǒng)PC Link系統(tǒng)和I/O Link鏈接系統(tǒng)三級(jí)組成。OMRON PLC網(wǎng)絡(luò)類型較多，功能齊全，可以適用于各種層次工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的不同需要。從高到低可分為

8、3層：信息層、控制層、器件層。 9/15/202215OMRON鏈接系統(tǒng)HOST Link網(wǎng)（上位鏈接系統(tǒng)）是OMRON較早推出使用較多的一種網(wǎng)。上位機(jī)使用HOST通信協(xié)議與各臺(tái)PLC通信PC Link 網(wǎng)（同位鏈接系統(tǒng)）的主要功能是各臺(tái)PLC建立數(shù)據(jù)鏈接（容量較?。?，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息共享 Remote I/O網(wǎng)（下位鏈接系統(tǒng)）實(shí)際上是PLC機(jī)I/O點(diǎn)的遠(yuǎn)程擴(kuò)展 9/15/202216OMRON三層網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 9/15/202217網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)簡(jiǎn)介Ethernet 網(wǎng)（以太網(wǎng)）屬于大型網(wǎng)：信息處理功能很強(qiáng) ，支持FINS協(xié)議 ，是OMRON 的信息管理高層網(wǎng)絡(luò) SYSMAC NET 網(wǎng)屬于大型網(wǎng)，是光纖

9、環(huán)網(wǎng)，使用C模式或CV模式（FINS）指令進(jìn)行信息通信 ，用于大容量數(shù)據(jù)鏈接和節(jié)點(diǎn)間信息通信 Controller Link 網(wǎng)（控制器網(wǎng)）是SYSMAC Link網(wǎng)的簡(jiǎn)化，相比而言，規(guī)模要小一些，但實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單 CompoBus/D是一種開放、多主控的器件網(wǎng) ：符合DeviceNet標(biāo)準(zhǔn)的PLC都可以接入其中。用于遠(yuǎn)程開關(guān)量和模擬量的I/O控制及信息通信CompoBus/S也是器件網(wǎng)， 是一種高速ON/OFF系統(tǒng)控制總線，使用CompoBus/S專用通信協(xié)議。CompoBus/S的功能不及CompoBus/D，但它實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，通信速度更快。主要用于遠(yuǎn)程開關(guān)量的I/O控制。9/15/202218三、

10、OMRON鏈接系統(tǒng)Host Link系統(tǒng) PC Link系統(tǒng) 9/15/202219Host Link系統(tǒng)上位鏈接系統(tǒng)按通信信道共分為四類：即RS-232C電纜上位鏈接系統(tǒng)、RS-232C和RS-422電纜上位鏈接系統(tǒng)、光纜上位鏈接系統(tǒng)、多級(jí)HOST-Link系統(tǒng)。 9/15/202220HOST-Link單元的主要技術(shù)特性 接口標(biāo)準(zhǔn)RS-232CRS-422光纜通信通信協(xié)議異步協(xié)定 啟停同步波特率300/600/1 200 /2 400 /4 800/9 600 /19 200b/s中選用傳輸距離最大15m總長(zhǎng)最大500m，分支10m最大800m異步數(shù)據(jù)格式1位啟動(dòng)位，7（8）位數(shù)據(jù)位，1位

11、奇偶校驗(yàn)位，2（1）位停止位可選特征碼ASC碼差錯(cuò)校驗(yàn)字符級(jí)奇偶校驗(yàn)（可選），幀一級(jí)異或校驗(yàn)可鏈接的最多的PLC數(shù)1臺(tái)（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)）32臺(tái)（1N）32（1N）9/15/202221PC Link系統(tǒng) 同位鏈接系統(tǒng)共分為以下四類： 電纜單層同位鏈接系統(tǒng)； 電纜多層同位鏈接系統(tǒng)； 光纜單層同位鏈接系統(tǒng)； 光纜多層同位鏈接系統(tǒng)。電纜同位鏈接系統(tǒng)的互聯(lián)線采用屏蔽雙絞線，電纜總長(zhǎng)不超過(guò)500m，支線不超過(guò)10m。只有兩臺(tái)PLC時(shí)可以直接用電纜鏈接，不需要鏈接適配器。光纜同位鏈接系統(tǒng)是用光纜互聯(lián)實(shí)現(xiàn)的，并且光纜鏈接可以有效地抑制噪聲和增大傳輸距離。9/15/202222工作原理在每個(gè)PC-Link單元中都有一個(gè)鏈接繼電器區(qū)LR，同位鏈接系統(tǒng)把每臺(tái)PLC的LR區(qū)地址重合在一起作為公共數(shù)據(jù)區(qū)共享，就好像整個(gè)同位鏈接系統(tǒng)只有一個(gè)LR區(qū)一樣。這個(gè)LR區(qū)作為“全局I/O”為每臺(tái)PLC共享。圖為共享LR區(qū)的郵箱結(jié)構(gòu)。0#發(fā)送區(qū)（寫）1#接收區(qū)（讀）1#接收區(qū)（讀）（n1）#接收區(qū)（讀）2#接收區(qū)（讀）0#接收區(qū)（讀）1#發(fā)送區(qū)（寫）（n1）#接收區(qū)（讀）1#接收區(qū)（讀）0#接收區(qū)（讀）2#發(fā)送區(qū)（寫）（n1）#接收區(qū)（讀）2#接收區(qū)（讀）0#接收區(qū)（讀）（n1）#發(fā)送區(qū)（寫）1#接收區(qū)（讀）0#單元LR區(qū)1#單元LR區(qū)2#單元LR區(qū)（n1）#單元LR區(qū)9/15/2