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 2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(xiàng)目電壓輸入電流輸入4通道模擬量輸

2、入。通過輸入端子變換可選電壓或電流模擬量輸入圍DC-10+10V （輸入電阻200k）絕對最大輸入DC-20+20mA （輸入電阻250）絕對最大輸入15V32mA數(shù)字量輸岀圍帶符號為的16位二進(jìn)制（有線數(shù)值 11位）數(shù)值圍-2048+2047分辨率5mV (10V1/2000)20 A (20mA 1/1000)綜合精確度1%(在-10+10V 圍)1%(在-20+20V 圍)轉(zhuǎn)換速度每通道15ms （高速轉(zhuǎn)換方式時(shí)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(diǎn)數(shù)程

3、序上為8點(diǎn)（計(jì)輸入或輸岀點(diǎn)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(gè)通道可獨(dú)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(xiàng)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岀圍-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)

4、20 A (20mA 1/1000)綜合精確度滿量程10V的 1%1%(在-20+20V 圍)轉(zhuǎn)換速度每通道9ms （高速轉(zhuǎn)換方式時(shí)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(diǎn)數(shù)程序上為8點(diǎn)（計(jì)輸入或輸出點(diǎn)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FX2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

5、最靠近基本單元的那一個(gè)開始順次編號為07號。FX-48MRFX-8EXFX-32ERX0X27FX-4ADFX-2AX40X57FX-2AD-PTY0Y27X30X37Y30Y470號1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(gè)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容*#0通道初始化缺省設(shè)定值=H 0000*#1通道1*#2通道2平均值取樣次數(shù)缺

6、省值=8*#3通道3*#4通道4#5通道1#6通道2平均值#7通道3#8通道4#9通道1#10通道2當(dāng)前值#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(diǎn)和增益調(diào)整缺省設(shè)定值=0.1 （允許）b7 b6 b5b4 b3 b2 b1 b0*#22零點(diǎn)、增益調(diào)整G4 O4 G3O3 G2 O2 G1 O1*#23零點(diǎn)值缺省設(shè)定值=0*#24增益值缺省設(shè)定值=5000*#25*#28空置*#29岀錯(cuò)信息BFM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

7、表BFM容*#0模擬量輸岀模塊（電流/電壓） 缺省值=H 00*#1通道1輸岀數(shù)據(jù)*#2通道2輸岀數(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(diǎn)和增益調(diào)整缺省設(shè)定值=0.1 （允許）*#22零點(diǎn)、增益調(diào)整b3b2b1b0G2O2G101*#23零點(diǎn)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岀錯(cuò)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mlm2Dn讀特殊功K、HK、HKnY、KnM、K、

8、HFROM9步能模FROMFNC78KnS T、C、D、塊指(m仁07)(m2=031)V、Z(n=132)(D)FROM 17 步令XIml m25】nTNC78JEOWK2K10DIOK6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助記符指令代碼操作數(shù)程序步名稱m1m2Dn寫特K、H、KnX、殊功能模TOFNC79K、HK、HKnY、KnM、KnSK、HTO9步塊指令(m仁07)(m2=031)T、C、D、V、Z(n=132)(D)TO 17 步I X0就述S山HFHC刑 TCH2K10D20K11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.

9、2通信模塊及應(yīng)用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(shí)時(shí)性？4.可編程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(dòng)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(gè)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

10、會(huì)掩蓋問題的本質(zhì)， 通常會(huì)遇到這樣的情況： 兩個(gè)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)于如何實(shí)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(huì)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?？删幊炭刂破骶W(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(gè)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

11、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(gè)站收，或者多個(gè)站收，還是全體接 收？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)層次的容， 這里專門把它們抽出來加以介紹，是因?yàn)橛盟鼈儊砻枋鲆环N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 容。2. 工業(yè)局域網(wǎng)實(shí)時(shí)性的含義工業(yè)局域網(wǎng)對實(shí)時(shí)性是有要求的，各級子網(wǎng)對實(shí)時(shí)性的要求不同。通常愈靠底層的子網(wǎng)對實(shí)時(shí)性要求愈高，愈靠上層的子網(wǎng)對實(shí)時(shí)性的要求

12、愈低。實(shí)時(shí)性通常采用 響應(yīng)時(shí)間”來定量描述。響應(yīng)時(shí)間是指某一系統(tǒng)對輸入做出響應(yīng)所需的時(shí)間，以ms, s, min, h為計(jì)量單位。響應(yīng)時(shí)間越短，就標(biāo)志著系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性越好?？删幊炭刂破骶W(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(shí)，它對響應(yīng)時(shí)間是有要求的。不同站對實(shí)時(shí)性的要求可能不同，同一站中不同通信任務(wù)對實(shí)時(shí)性的要求也可能不同。一項(xiàng)通信任務(wù)的實(shí)時(shí)性得到滿足是指其響應(yīng)時(shí)間小于規(guī)定的時(shí)限；一個(gè)站的實(shí)時(shí)性合乎要指該站提出的所有通信任務(wù)在指定的時(shí)限都能獲得響應(yīng)。整個(gè)通信子網(wǎng)的實(shí)時(shí)性符合要指分布在子網(wǎng)上每一個(gè)站的每項(xiàng)通信任務(wù)的實(shí)時(shí)性均得到保證。要保證可編程控制器網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性必須滿足下列三個(gè)

13、時(shí)間約束條件：a. 必須限定每個(gè)站每次取得通信權(quán)的時(shí)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(shí)時(shí)性惡化。b. 應(yīng)當(dāng)保證在某一固定的時(shí)間周期，通信子網(wǎng)上的每個(gè)站都有機(jī)會(huì)取得通信權(quán)，這將為每個(gè)站提供基 本實(shí)時(shí)性。c. 對于重要的站可優(yōu)先服務(wù)，對于某項(xiàng)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(dòng)態(tài)（臨時(shí)）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(shí)時(shí)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(shí)時(shí)性還可以通過減少通信協(xié)議的層數(shù)來實(shí)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(shí)時(shí)性，另外選擇適當(dāng)?shù)?/p>

14、數(shù)據(jù)傳送方式對于提高實(shí)時(shí)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)則更慢，而廣播式通信最快。當(dāng)然不能只考慮實(shí)時(shí)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(shí)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/of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(diǎn)可編程控制器控制網(wǎng)絡(luò)盡管要傳送

15、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(diǎn)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(shí)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

16、通局域網(wǎng)工作過程。還需要說明一點(diǎn)的是：人們常把應(yīng)用系統(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(huì)造成混淆。可編程序控制器與計(jì)算機(jī)的通信問題提出1計(jì)算機(jī)端是如何編程來實(shí)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(jì)算機(jī)和可編程序控制器連接起來？1概述通用計(jì)算機(jī)軟件豐富，界面友好，操作便利，使用通用計(jì)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(jì)算機(jī)的通信近年來發(fā)展很快。在可編程控制器與計(jì)算機(jī)連接構(gòu)成的綜合系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)主要完成數(shù)據(jù)處理、修改參數(shù)、

17、圖像顯示、打印報(bào)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)?？删幊炭刂破魅匀恢苯用嫦颥F(xiàn)場、面向設(shè)備，進(jìn)行實(shí)時(shí)控制?？删幊炭刂破髋c計(jì)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用通訊適配

18、器 FX-232ADP 等?？删幊炭刂破髋c計(jì)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(jì)算機(jī)上的RS232C接口進(jìn)行的。可編程控制器與計(jì)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(jì)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(gè)與外部計(jì)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(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)采集這些數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析及運(yùn)行狀態(tài)

19、監(jiān)測，用計(jì)算機(jī)可改變可編程控制器的初始值和設(shè)定值，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。通訊設(shè)備包括計(jì)算機(jī)、條形碼讀出器、圖像檢測器等。使用FX-232ADP時(shí)，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(tái)通用計(jì)算機(jī)與一臺(tái)FX2系列pic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，由特殊寄存器D8120的容指定，交換數(shù)據(jù)的點(diǎn)數(shù)、地址用RS指令設(shè)置，并

20、通過 pic的數(shù)據(jù)寄存器和文件寄存器實(shí)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(gè)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(yàn)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(0N)bo數(shù)據(jù)長度7位8位(00):無校驗(yàn)bl校驗(yàn)(b2 bl)(01):奇校驗(yàn)b2(11):偶校驗(yàn)b3停止位1位2位(0011 )300bps(0100)600bpsb4(0101 )1200bpsb5波特率(b7 b6 b5 b4)(0110)

21、2400bpsb6(0111 )4800bpsb7(1000)9600bps(1001 )19200bpsb8起始字符無D8124b9結(jié)束字符無D8125b10握手信號類型1無H/W1b11模式（控制線）常規(guī)單控b12握手信號類型2無H/W2b13b15|可取代b8b12用于FX-485網(wǎng)絡(luò)使用說明如下：如D8120 = 0F9EH則選擇下列參數(shù)。E = 7位數(shù)據(jù)位、偶校驗(yàn)、2位停止位9 =波特率為 19200bpsF =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

22、符和結(jié)束字符在發(fā)送時(shí)自動(dòng)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(shí)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

23、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)一一在發(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(M8121為ON )。(c) 在程序中可以有多條RS指令，但在任一時(shí)刻只能有一條被執(zhí)行。(2) RS指令自動(dòng)定義的軟元件(下表所示)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

24、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(gè)遠(yuǎn)程I/O緩沖區(qū)”采用信箱結(jié)構(gòu)，劃分為n個(gè)分信箱與每個(gè)從站一一對應(yīng)，每個(gè)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(gè)周期都有一段時(shí)間集中進(jìn)行I/O處理，這時(shí)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?/p>

25、程控制器的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

26、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(chǔ)區(qū)通信方式，它主要用于帶有區(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(tái)可編程控制器的I/O區(qū)中劃出一個(gè)塊來作為區(qū)，每個(gè)區(qū)都采用圖中所表示的結(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(gè)為發(fā)送區(qū)，其它皆為接收區(qū)。采用廣播方式通信。可編程控制器把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

27、程控制器網(wǎng)上廣播，可編程控制器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。可編程控制器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的各區(qū)中數(shù)據(jù)是相同的， 這個(gè)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(tái)可編程控制器的區(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(tái)可編程控制器的區(qū)大小一樣，占用的地址段相同，每臺(tái)可編程控制器只要訪問自己的區(qū)，就等于訪問其它可編程控制器的區(qū)，也

28、就相當(dāng)于與其它可編程控制器交換了數(shù)據(jù)。這樣區(qū)就變成了名符其實(shí)的共享存儲(chǔ)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(chǔ)區(qū)與并行總線的共享存儲(chǔ)區(qū)在結(jié)構(gòu)上有些差別，它把物理上分布在各站的區(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(gè)存儲(chǔ)區(qū)，大小與一個(gè)區(qū)一樣。這種共享存儲(chǔ)區(qū)稱為串行共享存儲(chǔ)區(qū)。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，使其所有區(qū)保持等值化。同步方式刷新是由用戶程序中對區(qū)的發(fā)送指令啟動(dòng)一次刷新。這種方式只有當(dāng)區(qū)的發(fā)送區(qū)數(shù)據(jù)變化時(shí)才刷新（等值化

29、），這樣事半功倍。全局I/O方式中的區(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區(qū)進(jìn) 行讀寫操作，簡單、方便、快速，但應(yīng)注意在一臺(tái)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(gè)站，其中只

30、有一個(gè)主站，其它皆是從站，也就是因?yàn)檫@個(gè)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(shí)時(shí)性， 要求輪詢表包含每個(gè)從站號不能少于一次， 這樣在周期輪詢時(shí)， 每個(gè)從站在一個(gè) 周期中至少有一次機(jī)會(huì)取得總線使用權(quán)，從而保證了每個(gè)站的基本實(shí)時(shí)性。對于實(shí)時(shí)性要求比較高的站，可以在輪詢表中讓其從機(jī)號多出現(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

31、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(dòng)態(tài)方式賦予某項(xiàng)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)）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(gè)站，它們地

32、位平等沒有主站與從站之分，也可以說N個(gè)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(gè)邏輯環(huán)，讓一個(gè)令牌在邏輯環(huán)中按一定方向依次流動(dòng)，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(gè)站的令牌持有時(shí)間，保證在令牌循環(huán)一周時(shí)每個(gè)站都有機(jī)會(huì)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(shí)時(shí)性。取得令牌的站采用什么樣的數(shù)據(jù)傳送方式對實(shí)時(shí)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

33、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(gè)通信過程才結(jié)束。這樣一來響應(yīng)時(shí)間明顯增長，而使實(shí)時(shí)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(dòng)主站N: M通信方式（可編程控制器通信網(wǎng)絡(luò)）浮動(dòng)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(gè)站，其中N個(gè)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與主從總線相結(jié)合的存取控制技術(shù)。首先把N個(gè)主站組成邏輯環(huán)，通過令牌在邏輯環(huán)中依次流動(dòng)，在N個(gè)主站之間分配總線使用權(quán)，這就是浮動(dòng)主站的含義。獲得總線使

34、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(shí)間與哪些站通信。一般在主站中配置有一輪詢表，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(shí)時(shí)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(shí)，B站把令牌變?yōu)闀憾ㄗC，然后把等待發(fā)送數(shù)據(jù)按圖中