可編程序控制器通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介

第9講可編程序控制器通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介9.1數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)9.2OMRONPLC的通信與擴(kuò)展9.3CPM1A通信功能可編程序控制器通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁(yè)!9.1數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)9.1.1并行通信與串行通信數(shù)據(jù)通信主要采用并行通信和串行通信兩種方式。1．并行通信并行通信時(shí)數(shù)據(jù)的各個(gè)位同時(shí)傳送，可以字或字節(jié)為單位并行進(jìn)行。并行通信速度快，但用的通信線多，成本高，故不宜進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信。計(jì)算機(jī)或PLC各種內(nèi)部總線就是以并行方式傳送數(shù)據(jù)的。2．串行通信串行通信時(shí)數(shù)據(jù)是按位順序傳送的，只用很少幾根通信線。串行傳送的速度低，但傳送的距離較長(zhǎng)，因此串行通信適用于長(zhǎng)距離且速度要求不高的場(chǎng)合。在PLC網(wǎng)絡(luò)中傳送數(shù)據(jù)絕大多數(shù)采用串行方式。從通信雙方信息的交互方式看，串行通信方式可以有以下三種：可編程序控制器通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁(yè)!單工通信。單工通信是指只有一個(gè)方向的信息傳送而沒(méi)有反方向的交互。(2)半雙工通信。半雙工通信是指通信雙方都可以發(fā)送(接收)信息，但不能同時(shí)雙向發(fā)送。(3)全雙工通信。全雙工通信是指通信雙方可以同時(shí)發(fā)送和接收信息，雙方的發(fā)送與接收裝置同時(shí)工作。單工通信不能實(shí)現(xiàn)雙方信息交流，故在PLC網(wǎng)絡(luò)中極少使用。因此，在PLC網(wǎng)絡(luò)中主要應(yīng)用半雙工及全雙工通信方式。串行通信中，傳輸速率用每秒鐘傳送的數(shù)據(jù)位數(shù)(比特/秒)來(lái)表示，稱之為比特率(b/s)。常用的標(biāo)準(zhǔn)傳輸速率有300b/s、600b/s、1200b/s、2400b/s、4800b/s、9600b/s和19200b/s等?？删幊绦蚩刂破魍ㄐ畔到y(tǒng)簡(jiǎn)介共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁(yè)!9.1.2串行異步傳輸與同步傳輸1．串行異步傳輸圖9-1給出了串行異步通信的二進(jìn)制串行位串的數(shù)據(jù)格式。在空閑狀態(tài)下，線路呈現(xiàn)出高電平或“1”狀態(tài)。傳輸時(shí)，首先發(fā)送起始位，接收端接收到起始位，即開(kāi)始接收過(guò)程。在后邊的整個(gè)二進(jìn)制傳送過(guò)程中，都以起始位作為同步時(shí)序的基準(zhǔn)信號(hào)。起始位以“0”表示。緊跟其后的是數(shù)據(jù)位，根據(jù)采用的編碼，數(shù)據(jù)位可能為5～8位。奇偶位可以有也可以沒(méi)有。處在最后的是停止位，停止位以“1”表示，位數(shù)可能是1位、1/2位或2位。一幀信息由10位、10.5位或11位構(gòu)成。圖9-1串行異步傳輸格式可編程序控制器通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁(yè)!9.1.3奇偶校驗(yàn)與循環(huán)冗余校驗(yàn)1．奇偶校驗(yàn)在進(jìn)行奇偶校驗(yàn)時(shí)，發(fā)送端按照事先約定的校驗(yàn)方式，在所發(fā)送的每個(gè)字符最高位之后附加一個(gè)奇偶校驗(yàn)位。這個(gè)校驗(yàn)位可為“1”或“0”，以便保證整個(gè)字符為“1”的位數(shù)符合約定。發(fā)送端按照奇或偶校驗(yàn)的原則編碼后，以字符為單位發(fā)送。接收端按照相同的原則檢查收到的每個(gè)字符中“1”的位數(shù)。如果為奇校驗(yàn)，發(fā)送端發(fā)出的每個(gè)字符中“1”的位數(shù)為奇數(shù)；若接收端收到的字符中“1”的位數(shù)也為奇數(shù)，則傳輸正確，否則傳輸錯(cuò)誤。2．循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)循環(huán)冗余校驗(yàn)以二進(jìn)制信息的多項(xiàng)式表示為基礎(chǔ)。它的基本思想是：在發(fā)送端給信息報(bào)文加上CRC校驗(yàn)位，構(gòu)成7個(gè)特定的待傳報(bào)文，使它所對(duì)應(yīng)的多項(xiàng)式能被一個(gè)事先指定的多項(xiàng)式除盡。這個(gè)指定的多項(xiàng)式稱作生成多項(xiàng)式。由發(fā)送方和接收方共同約定。接收方收到報(bào)文后，用來(lái)檢查收到的報(bào)文，即用去除收到的報(bào)文多項(xiàng)式，如果可以除盡，就表示傳輸無(wú)誤，否則說(shuō)明收到的報(bào)文不正確。CRC校驗(yàn)具有很強(qiáng)的檢錯(cuò)能力，并可以用集成電路芯片實(shí)現(xiàn)，是目前計(jì)算機(jī)通信中使用最普遍的校驗(yàn)碼之一。PLC網(wǎng)絡(luò)中廣泛使用CRC校驗(yàn)碼?？删幊绦蚩刂破魍ㄐ畔到y(tǒng)簡(jiǎn)介共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁(yè)!2)RS-232C接口物理連接器每個(gè)RS-232C接口有兩個(gè)物理連接器(插頭)。實(shí)際使用時(shí)，計(jì)算機(jī)的串口都是公插頭，而PLC端為母插頭，與它們相連的插頭正好相反。連接器規(guī)定為25芯，實(shí)際使用9芯連接器就夠了，所以，近年來(lái)多用9芯的連接器。一般微機(jī)多配有兩個(gè)RS-232C串口，25芯或9芯的連接器。3)PLC上的RS-232C口PLC上的RS-232C口有三種形式：(1)PLC的CPU單元內(nèi)置RS-232C口，通信由CPU管理。(2)PLC的CPU外設(shè)端口經(jīng)通信適配器轉(zhuǎn)換而形成RS-232C口。(3)在PLC的通信板或通信單元上，設(shè)置有RS-232C口。如OMRON的HostLink單元中有的就設(shè)置了RS-232C口?？删幊绦蚩刂破魍ㄐ畔到y(tǒng)簡(jiǎn)介共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁(yè)!圖9-2RS-232C口的連接方法(a)IBMPC與PLCRS-232C口的連接；(b)PLC與PLCRS-232C口的連接可編程序控制器通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁(yè)!2．RS-422/RS-485串行通信接口RS-422和RS-485電氣接口電路采用的是平衡驅(qū)動(dòng)差分接收電路，其收和發(fā)不共地，這樣可以大大減少共地所帶來(lái)的共模干擾。RS-422和RS-485的區(qū)別是，前者為全雙工型(即收和發(fā)可同時(shí)進(jìn)行)，后者為半雙工型(即收和發(fā)分時(shí)進(jìn)行)。由于RS-232C采用單端驅(qū)動(dòng)非差分接收電路，因此在收和發(fā)兩端必須有公共地線，這樣當(dāng)?shù)鼐€上有干擾信號(hào)時(shí)，會(huì)當(dāng)作有用信號(hào)接收進(jìn)來(lái)，故不適于在長(zhǎng)距離或強(qiáng)干擾的條件下使用。而RS-422/RS-485驅(qū)動(dòng)電路相當(dāng)于兩個(gè)單端驅(qū)動(dòng)器，當(dāng)輸入同一信號(hào)時(shí)其輸出是反相的，故如有共模信號(hào)干擾，接收器只接收差分輸入電壓，從而可大大提高了抗共模干擾能力，所以可進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸?？删幊绦蚩刂破魍ㄐ畔到y(tǒng)簡(jiǎn)介共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁(yè)!3．通信介質(zhì)目前普遍使用的通信介質(zhì)有雙絞線、多股屏蔽電纜、同軸電纜和光纖電纜。雙絞線是把兩根導(dǎo)線扭絞在一起，可以減少外部的電磁干擾。如果用金屬織網(wǎng)加以屏蔽，則抗干擾能力更強(qiáng)。雙絞線成本低、安裝簡(jiǎn)單，RS-485口多用它。多股屏蔽線是把多股導(dǎo)線捆在一起，再加上屏蔽層，RS-232C、RS-422口要用此電纜。同軸電纜共有四層。最內(nèi)層為中心導(dǎo)體，導(dǎo)體的外層為絕緣層，包著中心導(dǎo)體，再向外一層為屏蔽層，最外一層為表面的保護(hù)皮。同軸電纜可用于基帶(50Ω電纜)傳輸，也可用于寬帶(75Ω電纜)傳輸。與雙絞線相比，同軸電纜傳輸?shù)乃俾矢?、距離遠(yuǎn)，但成本相對(duì)要高。光纖電纜有全塑光纖電纜、塑料護(hù)套光纖電纜和硬塑料護(hù)套光纖電纜。光纜與電纜相比，價(jià)格較高，維修復(fù)雜，但抗干擾能力很強(qiáng)，傳輸距離也遠(yuǎn)?？删幊绦蚩刂破魍ㄐ畔到y(tǒng)簡(jiǎn)介共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁(yè)!圖9-3PLCI/O擴(kuò)展遠(yuǎn)程I/O擴(kuò)展方式通常采用RS-485通信接口，電纜總長(zhǎng)度不應(yīng)超過(guò)200m。在需要更長(zhǎng)的通信距離時(shí)或在干擾比較大的場(chǎng)合下，可采用通信適配器或光纖通信來(lái)加以解決。I/O擴(kuò)展方式為用戶擴(kuò)展系統(tǒng)的規(guī)模和I/O點(diǎn)數(shù)、合理布置系統(tǒng)、減少布線和I/O信號(hào)電纜的數(shù)量及長(zhǎng)度提供了一種經(jīng)濟(jì)而有效的解決方案?？删幊绦蚩刂破魍ㄐ畔到y(tǒng)簡(jiǎn)介共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁(yè)!PLCLink系統(tǒng)為OMRONPLC之間的互聯(lián)和協(xié)同提供了快捷有力的支持。PLCLink系統(tǒng)是一個(gè)N︰N型令牌總線網(wǎng)，長(zhǎng)達(dá)2KB的信息能以2Mb/s的速率傳輸，以組成PLC控制網(wǎng)絡(luò)。每臺(tái)PLC能夠安裝兩個(gè)或多個(gè)PLCLink單元，構(gòu)成多個(gè)PLCLink網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)冗余或組成多級(jí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。每個(gè)PLCLink單元可連接多達(dá)62個(gè)PLC。圖9-4SYSMAClink系統(tǒng)在遠(yuǎn)程I/O系統(tǒng)中，通過(guò)連接一個(gè)I/OLink單元到光纖遠(yuǎn)程I/O主單元的方法，可為大規(guī)模分布式控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)I/O鏈路，并在多個(gè)PLC之間實(shí)現(xiàn)光纖數(shù)據(jù)交換?？删幊绦蚩刂破魍ㄐ畔到y(tǒng)簡(jiǎn)介共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁(yè)!4.網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)1)以太網(wǎng)(Ethernet)OMRONPLC通過(guò)安裝EthernetPCMCIA卡或Ethernet單元即可實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)連接，與以太網(wǎng)中的計(jì)算機(jī)或編程器實(shí)現(xiàn)高速率數(shù)據(jù)通信和信息交換。網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)可實(shí)現(xiàn)對(duì)PLC系統(tǒng)的編程組態(tài)、系統(tǒng)監(jiān)視及系統(tǒng)維護(hù)功能，同時(shí)通過(guò)以太網(wǎng)與管理信息系統(tǒng)及辦公自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)連接，可實(shí)現(xiàn)控制與管理系統(tǒng)一體化。Ethernet單元支持多達(dá)8個(gè)TCP/IP和UDP/IP的Socket接口，也支持OMRON開(kāi)發(fā)的工廠自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)的指令/響應(yīng)系統(tǒng)(FINS)信息、FTP文件傳輸和電子郵件，因此能將生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)與產(chǎn)品管理連接起來(lái)。2)SYSMACNET網(wǎng)SYSMACNET網(wǎng)屬于大型網(wǎng)，是光纖環(huán)網(wǎng)。它使用C模式或CV模式(FINS)指令進(jìn)行信息通信，主要有大容量數(shù)據(jù)鏈接和節(jié)點(diǎn)間信息通信功能。它適用于地理范圍廣、控制區(qū)域大的場(chǎng)合，是一種大型集散控制的工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)?？删幊绦蚩刂破魍ㄐ畔到y(tǒng)簡(jiǎn)介共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁(yè)!9.2.2通信與擴(kuò)展系統(tǒng)的特點(diǎn)及性能對(duì)照(1)方便、經(jīng)濟(jì)的I/O擴(kuò)展功能以及系統(tǒng)的靈活配置，為中、小規(guī)模用戶擴(kuò)展系統(tǒng)規(guī)模和I/O點(diǎn)數(shù)提供了有力的技術(shù)支持。(2)HostLink系統(tǒng)使用戶可以使用微機(jī)或其他工業(yè)控制計(jì)算機(jī)來(lái)對(duì)PLCLink系統(tǒng)中的PLC進(jìn)行組態(tài)編程、運(yùn)行監(jiān)視和操作維護(hù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)信息和設(shè)備共享，可方便、迅速地組成小規(guī)模的集散控制系統(tǒng)。(3)PLCLink系統(tǒng)使不同系列、不同型號(hào)、不同規(guī)模的OMRONPLC之間可以方便地實(shí)現(xiàn)互連，并實(shí)現(xiàn)控制程序之間的信息交換和控制協(xié)同。(4)以太網(wǎng)(Ethernet)、ControllerLink控制器網(wǎng)絡(luò)、CompoBus/DDeviceNet器件網(wǎng)絡(luò)和CompoBus/SI/O網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成了一個(gè)完整無(wú)縫的通信網(wǎng)絡(luò)，為工廠實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化控制和自動(dòng)化管理提供了一個(gè)良好的應(yīng)用環(huán)境和開(kāi)發(fā)平臺(tái)。(5)完善、多樣的串行通信功能，保證了系統(tǒng)良好的兼容性和開(kāi)放性，使系統(tǒng)之間可以進(jìn)行靈活多樣的信息通信和交換?？删幊绦蚩刂破魍ㄐ畔到y(tǒng)簡(jiǎn)介共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁(yè)!OMRON的HostLink、PLCLink和RemoteI/O推出時(shí)間較早，ControllerLink網(wǎng)推出時(shí)間較晚，只有新型號(hào)PLC(如C200Hα、CV、CS1、CQM1H等)才能加入，其他老型號(hào)PLC不能入網(wǎng)。隨著ControllerLink的不斷發(fā)展和完善，其功能已覆蓋了控制層的其他三種網(wǎng)絡(luò)。目前，在信息層、控制層和器件層這三個(gè)網(wǎng)絡(luò)層次上，OMRON主推以下三種網(wǎng)：Ethernet、ControllerLink和CompoBus/D。這三種網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展勢(shì)頭最為強(qiáng)勁，新的器件、新的功能和新的技術(shù)的不斷推出和充實(shí)，使它們的應(yīng)用領(lǐng)域日漸擴(kuò)大，用戶越來(lái)越多。表9-5所示為OMRON公司提供的各種系統(tǒng)性能對(duì)照表。表9-5OMRON公司提供的各種系統(tǒng)性能對(duì)照表可編程序控制器通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁(yè)!9.2.3數(shù)據(jù)鏈接和信息通信1.數(shù)據(jù)鏈接SYSMACNET、SYSMACLink、ControllerLink和PLCLink網(wǎng)都設(shè)有數(shù)據(jù)鏈接的功能，一旦建立數(shù)據(jù)鏈接，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的通信便可自動(dòng)進(jìn)行。PLCLink網(wǎng)的功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)弱于其他三種網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)鏈接僅限在LR區(qū)進(jìn)行，模式固定，容量有限，而且通信比特率低(128kb/s)。而其他三種網(wǎng)可人工設(shè)置，靈活性很強(qiáng)，除LR區(qū)外，DM區(qū)甚至IR區(qū)和AR區(qū)都可以加入數(shù)據(jù)鏈接，容量很大，通信比特率也高(2Mb/s)。可編程序控制器通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁(yè)!圖9-5PLCLink的數(shù)據(jù)鏈接示意圖可編程序控制器通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁(yè)!2.信息通信CompoBus/D、SYSMACNET、SYSMACLink、ControllerLink和Ethernet網(wǎng)擁有信息通信的功能。信息通信是在用戶程序中使用通信指令SEND/RECV/CMND來(lái)實(shí)現(xiàn)PLC與PLC、PLC與計(jì)算機(jī)之間的信息交換的。信息通信比數(shù)據(jù)鏈接要靈活得多。數(shù)據(jù)鏈接和信息通信這兩種通信方式可以在網(wǎng)絡(luò)中同時(shí)使用。另外，OMRON公司特有的工廠接口網(wǎng)絡(luò)服務(wù)(FactoryInterfaceNetworkService，F(xiàn)INS)是OMRON公司自己開(kāi)發(fā)的專門用于各種OMRONFA網(wǎng)絡(luò)中的PLC之間的通信協(xié)議。FINS為指令/響應(yīng)系統(tǒng)，其格式如圖9-6所示。圖9-6FINS的格式可編程序控制器通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁(yè)!SYSMACNET、SYSMACLink、ControllerLink和Ethernet這四種網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)CV、CS1系列PLC可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)同類型或不同類型網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。例如，在一臺(tái)CV或CS1系列PLC上安裝Ethernet單元和ControllerLink單元，可以把Ethernet網(wǎng)和ControllerLink網(wǎng)連接起來(lái)。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)后，使用SEND、RECV和CMND指令可以進(jìn)行不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的信息通信。網(wǎng)絡(luò)間通信范圍可限制在包括本地網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)的三級(jí)網(wǎng)絡(luò)之間，如圖9-7所示。圖9-7網(wǎng)絡(luò)通信范圍可編程序控制器通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁(yè)!圖9-8HostLink通信連接示意圖主計(jì)算機(jī)與PLC通信連接；(b)PT與PLC通信連接；(c)1:NHostLink通信方式可編程序控制器通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁(yè)!2．HostLink通信命令表9-8HostLink通信命令一覽表可編程序控制器通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁(yè)!3．通信幀格式HostLink通信通過(guò)在上位機(jī)和PLC之間交換命令和應(yīng)答來(lái)實(shí)現(xiàn)。在一次交換中，傳輸?shù)拿罨驊?yīng)答數(shù)據(jù)稱為一幀。一幀最多可包含131個(gè)數(shù)據(jù)字符。當(dāng)PLC接收到從上位機(jī)發(fā)來(lái)的ASCII碼命令時(shí)，自動(dòng)返回ASCII碼應(yīng)答。上位機(jī)必須有一個(gè)能控制命令和應(yīng)答的傳送和接收的程序。1)命令幀格式從上位機(jī)發(fā)送一個(gè)命令時(shí)，按圖9-9所示的格式排列命令數(shù)據(jù)。(注：圖9-9中×101～×100表示十進(jìn)制數(shù)據(jù)，后續(xù)圖中×161～×160表示十六進(jìn)制數(shù)據(jù))圖9-9命令幀格式可編程序控制器通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁(yè)!2)應(yīng)答幀格式

圖9-10應(yīng)答幀格式表9-10應(yīng)答幀功能可編程序控制器通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁(yè)!4.通信順序圖9-12HostLink通信過(guò)程圖9-13132個(gè)字符以上的命令發(fā)送示例可編程序控制器通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁(yè)!9.3.2CPM1A系列1:1鏈接通信兩臺(tái)PLC之間進(jìn)行鏈接稱為1:1鏈接通信。在兩臺(tái)PLC之間，PLC與CQM1、CPM1、SRM1或C200HX/HE/HG/HS之間都可以進(jìn)行1:1鏈接通信。在這種通信方式下，一個(gè)PLC作為主機(jī)，另一個(gè)作為從機(jī)。兩臺(tái)PLC通過(guò)1:1鏈接后，可利用LR區(qū)交換數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)信息共享。LR區(qū)鏈接數(shù)據(jù)最多可達(dá)256位(LR0000～LR1515)。CPM1A系列的LR區(qū)只有16個(gè)通道(LR00～LR15)，當(dāng)CPM1A與其他PLC進(jìn)行1:1鏈接時(shí)，也只能使用這16個(gè)通道。圖9-14是兩臺(tái)CPM1A的1:1鏈接，每臺(tái)PLC都要配置RS-232C適配器。圖9-14CPM1A的1:1鏈接可編程序控制器通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁(yè)!2.1:1鏈接程序示例圖9-15在主機(jī)CPM1A與從機(jī)CPM1A之間進(jìn)行數(shù)據(jù)復(fù)制的示意圖可編程序控制器通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁(yè)!傳輸格式中的起始位和停止位在數(shù)據(jù)傳送過(guò)程中起著十分重要的作用。通信中有兩點(diǎn)影響著數(shù)據(jù)的正確接收。一是數(shù)據(jù)發(fā)送是隨機(jī)的，接收端必須隨時(shí)準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)；二是接收端和發(fā)送端不使用同一個(gè)時(shí)鐘。在通信線路的兩端各自具有時(shí)鐘信號(hào)源，雖然可以設(shè)定雙方的時(shí)鐘頻率一樣，但脈沖邊沿也不可能一致。脈沖周期、脈沖寬度總有誤差。開(kāi)始發(fā)送時(shí)，接收端必須準(zhǔn)確地檢測(cè)到起始位的下降邊沿，使其內(nèi)部時(shí)鐘和發(fā)送端保持同步。2．串行同步傳輸同步傳輸時(shí)，用1個(gè)或2個(gè)同步字符表示傳送過(guò)程的開(kāi)始，接著是n個(gè)字符的數(shù)據(jù)塊，字符之間不允許有空隙。發(fā)送端發(fā)送時(shí)，首先對(duì)欲發(fā)送的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，形成編碼數(shù)據(jù)后再向外發(fā)送。由于發(fā)送端發(fā)出的編碼自帶時(shí)鐘，因此實(shí)現(xiàn)了收、發(fā)雙方的自同步功能。接收端經(jīng)過(guò)解碼，便可以得到原始數(shù)據(jù)。可編程序控制器通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁(yè)!9.1.4RS-232C、RS-422/RS-485串行通信接口1．RS-232C串行通信接口RS-232C是1969年由美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)EIA公布的串行通信接口。RS(RemendedStandard)是英文“推薦標(biāo)準(zhǔn)”的縮寫，232是標(biāo)識(shí)號(hào)，C表示修改的次數(shù)。它規(guī)定了終端設(shè)備(DTE)和通信設(shè)備(DCE)之間的信息交換的方式和功能。早期RS-232C主要用于公用電話網(wǎng)的通信，通信雙方通過(guò)Modem連接到電話網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信?，F(xiàn)在微機(jī)系統(tǒng)可以直接通過(guò)RS-232C口進(jìn)行通信。目前幾乎每臺(tái)計(jì)算機(jī)和終端設(shè)備都配備了RS-232C接口。1)RS-232C接口標(biāo)準(zhǔn)的電平信號(hào)RS-232C接口標(biāo)準(zhǔn)的電平信號(hào)(EIA電平)不同于TTL電平。標(biāo)準(zhǔn)的邏輯“1”電平在-5～-15V之間，邏輯“0”電平在+5～+15V之間。串行接口能夠識(shí)別的邏輯“1”小于-3V，而邏輯“0”則大于+3V，顯然在-3V和+3V之間有一段不穩(wěn)定的電壓區(qū)間。另外，串行接口的空載輸出電壓可達(dá)-25V或+25V。在設(shè)計(jì)與RS-232C接口連接的設(shè)備接口電路時(shí)，其輸入端應(yīng)能承受這個(gè)電壓信號(hào)。可編程序控制器通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁(yè)!4)常見(jiàn)RS-232C端口信號(hào)

表9-1IBMPC/AT25芯RS-232C口表9-2IBMPC/AT9芯RS-232C口表9-3PLC9芯RS-232C口可編程序控制器通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁(yè)!5)RS-232C的不足之處RS-232C的電氣接口是單端、雙極性電源供電電路。RS-232C有許多不足之處，主要表現(xiàn)為：數(shù)據(jù)傳輸速率低，最高為20kb/s。(2)傳輸距離短，最遠(yuǎn)為15m。(3)兩個(gè)傳輸方向共用一根信號(hào)地線，接口使用不平衡收/發(fā)器，可能在各種信號(hào)成分間產(chǎn)生干擾。為了解決這些問(wèn)題，EIA推出RS-449標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)上述缺點(diǎn)加以改進(jìn)。目前工業(yè)環(huán)境中廣泛應(yīng)用的RS-422/RS-485就是在此標(biāo)準(zhǔn)下派生出來(lái)的?？删幊绦蚩刂破魍ㄐ畔到y(tǒng)簡(jiǎn)介共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁(yè)!普通微機(jī)一般不配備RS-422、RS-485口，但工業(yè)控制微機(jī)多有配置。普通微機(jī)欲配備上述兩個(gè)通信端口，可通過(guò)插入通信板予以擴(kuò)展。在實(shí)際使用中，有時(shí)為了把距離較遠(yuǎn)的兩個(gè)或多個(gè)帶RS-232C接口的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接起來(lái)進(jìn)行通信，或組成分散型系統(tǒng)，通常用RS-232C/RS-422轉(zhuǎn)換器把RS-232C轉(zhuǎn)換成RS-422，然后再進(jìn)行連接。PLC的不少通信單元帶有RS-422口或RS485口，如HostLink單元的LK202帶RS-422口，PLCLink單元LK401帶RS-485口。表9-4RS-232C、RS-422和RS-485的性能參數(shù)對(duì)照表可編程序控制器通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁(yè)!9.2OMRONPLC的通信與擴(kuò)展9.2.1通信與擴(kuò)展系統(tǒng)簡(jiǎn)介1.I/O擴(kuò)展OMRONPLC提供了兩種I/O擴(kuò)展方式。一種采用擴(kuò)展I/O總線技術(shù)，30點(diǎn)、40點(diǎn)的主機(jī)最多可連接3臺(tái)I/O擴(kuò)展單元。但對(duì)于中、大型機(jī)，如C200H等機(jī)型來(lái)說(shuō)，則可用擴(kuò)展I/O連接電纜將I/O擴(kuò)展機(jī)架連接到CPU單元所在的安裝機(jī)架上。此種連接最多可連接兩個(gè)擴(kuò)展機(jī)架到一個(gè)CPU機(jī)架上，且為串聯(lián)方式，兩機(jī)架之間最大距離為10m，但CPU與最遠(yuǎn)的擴(kuò)展機(jī)架之間的距離不能超過(guò)12m。擴(kuò)展機(jī)架上不需安裝CPU單元，但需安裝擴(kuò)展電源單元以便給機(jī)架供電。另一種擴(kuò)展方式采用遠(yuǎn)程I/O系統(tǒng)，將擴(kuò)展機(jī)架用雙絞線或光纖等其他通信介質(zhì)與主機(jī)架或其他擴(kuò)展機(jī)架相連。這種連接方式需要在每個(gè)機(jī)架中增加一個(gè)遠(yuǎn)程I/O單元，采用的是串行通信技術(shù)，如圖9-3所示。每個(gè)CPU單元最多可配置兩個(gè)遠(yuǎn)程I/O主單元，一個(gè)系統(tǒng)中最多可配置5個(gè)遠(yuǎn)程I/O從單元。可編程序控制器通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁(yè)!2.鏈接系統(tǒng)OMRONPLC提供的鏈接系統(tǒng)，即SYSMACLink系統(tǒng)是OMRONPLC的一種專用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，由上位機(jī)鏈接(HostLink)系統(tǒng)、PLC鏈接(PLCLink)和I/O鏈接(I/OLink)三級(jí)系統(tǒng)組成，如圖9-4所示。SYSMACLink系統(tǒng)為用戶提供了一種方便快捷的系統(tǒng)互聯(lián)與集成的方法。通過(guò)HostLink系統(tǒng)，PLC系統(tǒng)中的PLC可以很方便地與上位機(jī)進(jìn)行鏈接和信息交換。一方面可以通過(guò)上位機(jī)對(duì)與其相連的PLC進(jìn)行編程組態(tài)，監(jiān)視各PLC的運(yùn)行狀態(tài)，可以給各PLC發(fā)布相應(yīng)的控制和操作命令；另一方面，PLC系統(tǒng)中的各種I/O狀態(tài)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)地傳送給上位機(jī)，可以與上位機(jī)中的控制程序協(xié)同工作。通過(guò)HostLink系統(tǒng)，上位機(jī)可作為整個(gè)PLC系統(tǒng)的工程師站和操作員站?？删幊绦蚩刂破魍ㄐ畔到y(tǒng)簡(jiǎn)介共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁(yè)!3.OMRONPLC串行通信為了方便系統(tǒng)之間的互聯(lián)和信息交換，OMRONPLC提供了豐富的串行通信功能。PLCCPU單元或?qū)Ｓ么型ㄐ艈卧峁┝薘S-232C或RS-422/RS-485通用串行通信接口。通過(guò)串行通信接口可連接編程器、ASCII設(shè)備、顯示終端、打印機(jī)和條碼輸入設(shè)備等外部設(shè)備，還可以連接PLC、上位計(jì)算機(jī)及其他具有標(biāo)準(zhǔn)通信接口的設(shè)備。在指令系統(tǒng)和軟件方面，OMRONPLC提供了專用通信指令，借助系統(tǒng)軟件所提供的標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議與所連接的設(shè)備進(jìn)行信息交換。同時(shí),OMRONPLC還提供了BASIC語(yǔ)言編程和通用通信協(xié)議宏功能，使用戶可以根據(jù)所連設(shè)備的要求來(lái)編制通信程序或創(chuàng)建專用的通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)與所連設(shè)備的通信和信息交換。從理論上說(shuō)，通過(guò)串行通信，OMRONPLC可以與所有具有RS-232C或RS-422/RS485接口的設(shè)備實(shí)現(xiàn)互聯(lián)和信息交換。每臺(tái)PLC能支持多達(dá)16個(gè)串行通信單元和一個(gè)串行通信板，每個(gè)單元或板提供兩個(gè)端口，因此能連接多達(dá)34個(gè)串行通信設(shè)備，通信速率可高達(dá)38.4kb/s，信息長(zhǎng)度可長(zhǎng)達(dá)1000B。另外，通過(guò)調(diào)制解調(diào)器(Modem)的連接以及串行通信，還可實(shí)現(xiàn)PLC的遠(yuǎn)程編程、監(jiān)控及遠(yuǎn)程維護(hù)。可編程序控制器通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁(yè)!3)ControllerLink網(wǎng)絡(luò)它是PLC一級(jí)的控制網(wǎng)絡(luò)，采用雙絞線或光纜連接，具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、連接方便可靠等特點(diǎn)。它主要用于具有較大容量和較高速度，并執(zhí)行主要控制程序的一級(jí)PLC之間的互連和通信，是OMRONPLC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的核心。另外，ControllerLink還可以與具有ControllerLink支持板的計(jì)算機(jī)連接，構(gòu)成FinsGateway網(wǎng)關(guān)，使PLC能夠以FINS指令與其他系統(tǒng)進(jìn)行信息交換。4)器件網(wǎng)絡(luò)(DeviceNet)器件網(wǎng)絡(luò)主要用于連接在現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行控制任務(wù)的PLC、I/O終端、I/O鏈接單元、顯示終端及智能設(shè)備等現(xiàn)場(chǎng)器件。它采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，標(biāo)準(zhǔn)化、開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，不僅允許OMRONPLC產(chǎn)品和設(shè)備連入網(wǎng)絡(luò)，還允許符合標(biāo)準(zhǔn)的非OMRON產(chǎn)品在同一網(wǎng)絡(luò)中共存，進(jìn)行互連和信息交換。5)CompoBus/S網(wǎng)絡(luò)它是一種現(xiàn)場(chǎng)高速I/O網(wǎng)絡(luò)，是OMRONPLC系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的最低一級(jí)網(wǎng)絡(luò)，主要用于控制系統(tǒng)I/O通道設(shè)備，如I/O終端、遠(yuǎn)程I/O模塊、傳感器等的連接，在PLC和被控對(duì)象之間傳送I/O信息?？删幊绦蚩刂破魍ㄐ畔到y(tǒng)簡(jiǎn)介共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁(yè)!(6)功能強(qiáng)大的通信協(xié)議宏，使用戶可以控制和操作通信過(guò)程的每一細(xì)節(jié)，確保不同協(xié)議及非兼容系統(tǒng)之間的串行通信功能順利實(shí)現(xiàn)。(7)通過(guò)通信和網(wǎng)絡(luò)功能，OMRONPLC可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作和維護(hù)。通過(guò)Modem連接，編程或監(jiān)控遠(yuǎn)程PLC；通過(guò)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)和HostLink連接，實(shí)現(xiàn)編程或監(jiān)控遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)PLC及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；直接從連接到Ethernet的PLC上發(fā)送出錯(cuò)電子郵件。(8)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接，可實(shí)現(xiàn)廣泛的設(shè)備共享和系統(tǒng)的柔性連接和配置。OMRON公司提供的I/O擴(kuò)展、鏈接系統(tǒng)、串行通信和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等四個(gè)方面的結(jié)構(gòu)體系大體分為三個(gè)層次：信息層、控制層和器件層。信息層處在最高層，負(fù)責(zé)系統(tǒng)的管理與決策。?除了Ethernet網(wǎng)外，HostLink網(wǎng)也可算在其中，因?yàn)镠ostLink網(wǎng)主要用于計(jì)算機(jī)對(duì)PLC的管理和監(jiān)控?？刂茖泳佑谥虚g，負(fù)責(zé)生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)控、協(xié)調(diào)和優(yōu)化。該層的網(wǎng)絡(luò)有SYSMACNET、SYSMACLink、ControllerLink和PLCLink。器件層處于最低層，為現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)，直接面對(duì)現(xiàn)場(chǎng)器件和設(shè)備，負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的采集及執(zhí)行元件的驅(qū)動(dòng)，包括CompoBus/D、CompoBus/S和遠(yuǎn)程I/O?？删幊绦蚩刂破魍ㄐ畔到y(tǒng)簡(jiǎn)介共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁(yè)!PLC組網(wǎng)時(shí)，通常每臺(tái)PLC上要配置相應(yīng)的通信單元。每一種網(wǎng)絡(luò)都有自己專用的通信單元，如Ethernet單元、HostLink單元、SYSMACNETLink單元、SYSMACLink單元、ControllerLink單元和PLCLink單元。而計(jì)算機(jī)入網(wǎng)時(shí)要配置的是相應(yīng)的通信支持卡，如Ethernet支持卡、SYSMACNETLink支持卡、SYSMACLink支持卡及ControllerLink支持卡。通信支持卡通常插在計(jì)算機(jī)的擴(kuò)展槽上。可編程序控制器通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁(yè)!PLCLink是通過(guò)PLCLink單元把多臺(tái)PLC連接起來(lái)而形成的網(wǎng)絡(luò)。圖9-5為PLCLink的數(shù)據(jù)鏈接示意圖，箭頭指出數(shù)據(jù)在PLCLink中的流向。網(wǎng)絡(luò)中的PLC在LR區(qū)建立公共數(shù)據(jù)區(qū)，每臺(tái)PLC只要訪問(wèn)自己的LR區(qū)就可自動(dòng)完成與其他PLC的數(shù)據(jù)交換。在一個(gè)PLCLink中，所有PLC的LR區(qū)內(nèi)容保持一致，如同網(wǎng)絡(luò)只有一個(gè)LR區(qū)一樣。LR區(qū)自動(dòng)地均勻分配給每個(gè)PLCLink單元一個(gè)寫入?yún)^(qū)，PLC可以把數(shù)據(jù)寫到它的寫入?yún)^(qū)。每臺(tái)PLC寫入?yún)^(qū)之外的區(qū)域稱為它的讀出區(qū)，該讀出區(qū)對(duì)應(yīng)于其他PLC的寫入?yún)^(qū)。PLC只能從讀出區(qū)讀出其他PLC寫入的數(shù)據(jù)，不能向讀出區(qū)寫入數(shù)據(jù)。可編程序控制器通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁(yè)!例如，#0、#1、#2、#3四臺(tái)C200Hα組成PLCLink網(wǎng)。C200Hα的LR區(qū)有64個(gè)通道，每臺(tái)PLC的寫入?yún)^(qū)有16個(gè)通道、讀出區(qū)有48個(gè)通道，具體分配見(jiàn)表9-6。表9-6通道分配表通過(guò)數(shù)據(jù)鏈接可以實(shí)現(xiàn)PLC之間的數(shù)據(jù)傳輸。例如，欲將#0PLC的DM0000內(nèi)容傳到#3PLC的HR00中，就要在這兩臺(tái)PLC中編制傳輸程序，在#0PLC中用指令MOV將DM0000的內(nèi)容傳到LR00中，在#3PLC中用指令MOV將LR00的內(nèi)容傳到HR00中。這樣，#0PLCDM0000的數(shù)據(jù)就傳到了#3PLC的HR00中了。Ethernet網(wǎng)沒(méi)有設(shè)置數(shù)據(jù)鏈接功能?？删幊绦蚩刂破魍ㄐ畔到y(tǒng)簡(jiǎn)介共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁(yè)!各種PLC可使用的信息通信指令如下：?C200Hα：SEND(90)、RECV(98)。?CV：SEND(192)、RECV(193)和CMND(194)。?CS1：SEND(90)、RECV(98)和CMND(490)。?SEND：數(shù)據(jù)發(fā)送指令。在程序執(zhí)行該指令時(shí)，把本地PLC(源節(jié)點(diǎn))數(shù)據(jù)區(qū)中指定的一段數(shù)據(jù)，送到指定(目標(biāo))節(jié)點(diǎn)PLC數(shù)據(jù)區(qū)的指定位置。?RECV：數(shù)據(jù)接收指令。在程序執(zhí)行該指令時(shí)，把指定(源)節(jié)點(diǎn)PLC數(shù)據(jù)區(qū)中指定的一段數(shù)據(jù)，讀到本地(目標(biāo))節(jié)點(diǎn)的PLC并寫入數(shù)據(jù)區(qū)的指定位置。?CMND：發(fā)送FINS指令的指令，用于CV、CS1系列PLC。在程序執(zhí)行該指令時(shí)，可以向指定節(jié)點(diǎn)發(fā)送FINS指令。如：讀/寫指定節(jié)點(diǎn)PLC的存儲(chǔ)區(qū)，讀取狀態(tài)數(shù)據(jù)，改變操作模式以及執(zhí)行其他功能。C200Hα不支持CMND指令?？删幊绦蚩刂破魍ㄐ畔到y(tǒng)簡(jiǎn)介共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁(yè)!9.3CPM1A通信功能9.3.1CPM1A系列HostLink通信HostLink通信是OMRON公司為了通過(guò)RS-232C通信電纜連接PLC與一個(gè)或多個(gè)主計(jì)算機(jī)，控制主計(jì)算機(jī)與PLC的通信而發(fā)展起來(lái)的。通常，由主計(jì)算機(jī)發(fā)送一個(gè)命令給PLC，而PLC自動(dòng)回送一個(gè)應(yīng)答信號(hào)，這樣便實(shí)現(xiàn)了PLC非主動(dòng)參與情況下的通信。圖9-8(a)所示為上位主計(jì)算機(jī)與CPM1APLC通信時(shí)的連接示意圖；圖9-8(b)為OMRON公司的可編程終端PT與CPM1APLC通信時(shí)的連接示意圖，此時(shí)稱為1:1HostLink通信方式。HostLink通信時(shí)，上位機(jī)發(fā)出指令信息給PLC，PLC返回響應(yīng)信息給上位機(jī)。這時(shí)，上位機(jī)可以監(jiān)視PLC的動(dòng)作狀態(tài)，例如可跟蹤監(jiān)測(cè)、故障報(bào)警、采集PLC控制系統(tǒng)中的某些數(shù)據(jù)等，還可以在線修改PLC的某些設(shè)定值和當(dāng)前值，改寫PLC的用戶程序等?？删幊绦蚩刂破魍ㄐ畔到y(tǒng)簡(jiǎn)介共47頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁(yè)!1．端口設(shè)定表9-7HostLink端口設(shè)