第7章 plc网络通信

《电气控制与可编程序控制器》第七章可编程序控制器网络通信及可编程终端第七章可编程序控制器网络通信及可编程终端概述（网络通信基础知识）OMRON PLC主从总线结构网络OMRON PLC的其它通信网络PLC的可编程终端网络通信基础知识一、数据通信方式二、数据通信形式三、数据通信接口四、网络通信协议网络通信基础知识一、数据通信方式1．并行通信与串行通信2．异步通信与同步通信3．单工通信与双工通信网络通信基础知识一、数据通信方式并行通信并行通信一般发生在PLC的内部，指的是多处理器PLC中多台处理器之间和CPU与各智能模板之间的数据交换。

并行通信以字或字节为单位同时进行数据传输，除了8根或16根数据线、一根公共线外，还需要数据通信联络用的控制线。

并行通信速度快，但传输线根数多、成本高，一般用于近距离的数据传送。

网络通信基础知识一、数据通信方式串行通信串行通信一般发生在PLC的外部，指的是在PLC间和PLC与计算机间的数据交换。

串行通信以二进制的位（bit）为单位依次顺序进行的数据传输，每次只传送一位，除地线外，在一个数据传输方向上只需一根数据线，这根线既作为数据线又作为通信联络控制线，数据和联络信号在这根线上按位进行传送。

串行通信需要的信号线少，但数据传送的效率较低，适用于距离较远的场合。

计算机和PLC都备有通用的串行通信接口，工业控制中一般使用串行通信。

网络通信基础知识一、数据通信方式异步通信异步通信的数据格式，发送的数据字符由一个起始位、7个数据位、1个奇偶校验位（奇校验或偶校验）和停止位（1位、1.5位或2位）组成。

通信的双方需要对所采用的数据格式和数据的传输速率作相同的约定，接收端检测到停止位和起始位的下降沿后，将它作为接收的起始点，在每一位的中间接收数据。

由于一个字符中包含的位数不多，即使发送端和接收端的收发频率略有不同，也不会因两台机器之间时钟周期的误差累积而导致错位。

网络通信基础知识网络通信基础知识一、数据通信方式同步通信同步通信的数据格式，同步通信用1个或2个同步字符作为传送过程的开始，接着传送N个字节的数据块，字符之间不允许有空隙，当没有字符发送时，则连续发送同步字符。

发送端首先对欲发送的原始数据进行编码，形成编码数据后再向外发送。

由于每位码元包含数据状态和时钟信息，接收端经过解码，就可以得到原始数据和时钟信号。

可见，发送端发出的编码自带时钟信息，实现了收、发双方的自同步功能。

网络通信基础知识网络通信基础知识一、数据通信方式单工通信单工通信方式只能沿单一方向发送和接收数据，而没有反方向的交互，数据的传输只需要一个信道。

网络通信基础知识一、数据通信方式双工通信双工通信方式的信息可沿两个方向传送，每一站既可以发送数据，也可以接收数据。

网络通信基础知识网络通信基础知识网络通信基础知识一、数据通信方式在串行通信中，波特率是指单位时间内传输的信息量，用位/秒表示，即bit/s。

常用的标准波特率为300，600，1200，2400，9600和19200bit/s。

不同串行通信网络的传输速率差别较大，有的只有数百bit/s，有的可达100Mbit/s。

网络通信基础知识二、数据通信形式1．基带传输2．频带传输网络通信基础知识二、数据通信形式1．基带传输基带传输方式是利用通信介质的整个带宽进行信号传送，需要对数字信号进行编码，按照数字波形的原样在信道上传输。

网络通信基础知识二、数据通信形式1．基带传输数据编码分三种：非归零码NRZ曼彻斯特编码差动曼彻斯特编码网络通信基础知识二、数据通信形式网络通信基础知识二、数据通信形式网络通信基础知识二、数据通信形式网络通信基础知识二、数据通信形式2．频带传输频带传输方式是把通信信道以不同的载频划分成若干个通道，采用调制、解调技术，在同一通信介质上同时传送多路信号。

在发送端，采用调制手段，对数字信号进行某种变换，将代表数据的二进制“1”和“0”，变换成具有一定频带范围的模拟信号，以适应在模拟信道上传输；在接收端，通过解调手段进行相反变换，把模拟的调制信号复原为“1”或“0”。

常用的调制方法：频率调制、振幅调制和相位调制。

网络通信基础知识三、数据通信接口1．RS232C通信接口2．RS422A/RS485通信接口3．RS232C/ RS422A（RS485）转换电路网络通信基础知识三、数据通信接口1．RS232C通信接口RS232C是一种串行通信接口协议，广泛用于计算机、PLC和其它控制设备中。

它采用负逻辑，用-5～-15V表示逻辑状态“1”，用+5～+15V表示逻辑状态“0”。

RS232C的最高传输速率为20Kbit/s，最大传输距离为15m，只能进行一对一的通信。

距离较近的连接只需3根线，计算机与PLC之间和PLC与PLC之间一般使用9针的连接器。

网络通信基础知识1．RS232C 通信接口RS232C 连接方法网络通信基础知识网络通信基础知识三、数据通信接口2．RS422A/RS485通信接口RS422A采用全双工通信，两对平衡差分信号线分别用于接收和发送；RS485采用半双工通信，只有一对平衡差分信号线，接收和发送不能同时进行。

RS422A/ RS485在最大传输速率（10Mbit/s）时，允许的最大通信距离为12m；当传输速率（100Kbit/s）时，允许的最大通信距离为1200m。

网络通信基础知识三、数据通信接口3．RS232C/ RS422A（RS485）转换电路实际应用中，计算机和工业控制设备往往都配有RS232C接口，有时为了把远距离的两个或多个带RS232C接口的设备连接起来，组成分布式控制系统，就需要有RS232C/ RS422A（RS485）转换器把RS232C转换成RS422A（RS485接口是RS422A接口的简化）再进行连接。

网络通信基础知识网络通信基础知识四、网络通信协议建立计算机网络的目的就是为了能在广阔的范围内实现信息资源共享，但没有统一规范的网络产品却成了网络互联的障碍。

为此，国际标准化组织（ISO）于1978年提出了开放系统互联的OSI（Open System Interconnection）参考模型。

网络通信基础知识网络通信基础知识四、网络通信协议7个功能层：1．物理层（Physical）物理层的任务是在信道上传输未经处理的信息，该层协议为通信双方提供建立、保持和断开物理连接的功能，RS232C、RS422A/RS485等均为物理层协议。

网络通信基础知识四、网络通信协议7个功能层：2．数据链路层（Data Link）数据链路层的任务是将可能有差错的物理链路改造成对于网络层来说是无差错的传输线路。

它把输入的数据组成数据帧，并在接收端检验传输的正确性。

若正确，则发送确认信息；若不正确，则抛弃该帧，等待发送端超时重发。

数据链路层在两个相邻节点间的链路上实现差错控制、数据成帧、同步控制等。

网络通信基础知识四、网络通信协议7个功能层：3．网络层（Network）网络层的任务是使数据在网络传输中分组。

它规定了分组在网络中的传输规范，包括报文包的分段、阻塞处理和本层内信息的交换和路由的选择，为数据从源点到终点建立物理和逻辑的连接。

网络通信基础知识四、网络通信协议7个功能层：4．传输层（Transport）传输层的任务是从会话层接收数据，把它们传到网络层，该层提供一个可靠的端到端的数据传送服务，确保传送数据的完整性和准确性，起到网络层和会话层之间的“桥梁”作用。

网络通信基础知识四、网络通信协议7个功能层：5．会话层（Session）会话层的任务是控制一个通信会话的进程，按正确的顺序收发数据，进行对话。

这一层检查并确定一个正常的通信是否正在发生。

如果没有发生，该层必须在不丢失数据的情况下，恢复会话，或根据规定，在会话不能正常发生的情况下终止会话。

如果正在发生，则按用户提供的会话地址，在遵守双方约定的规约前提下，建立或结束数据传输。

网络通信基础知识四、网络通信协议7个功能层：6．表示层（Presentation）表示层的任务是实现不同信息格式和编码之间的转换。

如数据加密/解密、信息压缩/解压缩；不同计算机之间不相容文件格式的转换（文件传输协议）；不相容终端输入、输出格式的转换（虚拟终端协议）等等。

网络通信基础知识四、网络通信协议7个功能层：7．应用层（Application）应用层的任务是为用户的应用服务提供信息交换，为应用接口提供操作标准。

第七章可编程序控制器网络通信及可编程终端概述（网络通信基础知识）OMRON PLC主从总线结构网络OMRON PLC的其它通信网络PLC的可编程终端第七章可编程序控制器网络通信及可编程终端OMRON公司PLC的网络类型较多，功能齐全，可以适合不同层次自动化网络的需要。

早期推出的网络有：HOST Link、PC Link、Remote I/O；目前推出的主流网络有：信息层Ethernet、控制层Controller Link和器件层CompoBus/S、CompoBus/D等。

OMRON PLC主从总线结构网络主从总线结构网络一、HOST Link通信网络HOST Link网络是由上位机（计算机）和下位机（PLC）通过HOST Link单元及串行总线互联而成的控制网络。

上位机对系统中的PLC进行集中管理与控制，它可以编辑或修改下位机的程序，实时监控运行，实现自动化系统的分布式控制。

主从总线结构网络1．HOST Link通信网络的组成(1)光缆连接的HOST Link网络光缆连接的HOST Link网络上位机最多可接32台PLC，有串行结构和并行结构两种方式。

主从总线结构网络1．HOST Link通信网络的组成(2)RS232C/RS422电缆连接的HOST Link网络OMRON的HOST Link单元有：C200H-LK201-V1、3G2A5-LK201-EV1、C500-LK201-V1、C500-LK203和3G2A6-LK201-EV1。

用RS232C电缆将HOST Link单元直接连接到上位机，形成上位1:1通信网络。

对于有RS232通信接口的PLC，如CPM2A、C200H、C200HS等，可以直接与上位机通信；对于无RS232通信接口的PLC，如CPM1A、CQM1、SRM1等，可以通过RS232适配器与上位机通信。

如图7-6所示连接方法，将计算机或可编程终端PT与一台PLC连接，形成上位1:1通信网络。

．HOST Link主从总线结构网络2．HOST Link通信协议HOST Link网络使用HOST Link通信协议进行通信，上位机具有优先传送权并启动通信，HOST Link单元收到命令交由PLC执行，然后将执行结果返回上位机，两者以帧为单位轮流交换数据。