工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)第一章

工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)第一章第一頁，共66頁。一、工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的基本概念二、通信方式與串行通信接口三、網(wǎng)絡(luò)的類型四、常用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備五、構(gòu)成通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)$1概述第二頁，共66頁。一、工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的基本概念工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)是一種把整個工廠中各個生產(chǎn)流程和自動化控制系統(tǒng)通過各種通信設(shè)備組織為一個整體的一種通信網(wǎng)絡(luò)。在這個通信網(wǎng)絡(luò)中，可有各種不同結(jié)構(gòu)、遵守各種不同通信協(xié)議的通信系統(tǒng)存在，其中主要是工業(yè)以太網(wǎng)和工業(yè)現(xiàn)場總線。第三頁，共66頁。工業(yè)以太網(wǎng)IndustrialEtherenet－－按IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)建立的開放的通信系統(tǒng)，用于傳輸大量數(shù)據(jù)，可與遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)連接工業(yè)現(xiàn)場總線－－按現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)建立的開放的通信系統(tǒng)，用于現(xiàn)場控制和數(shù)據(jù)交換點到點通信ptp－－用于2個點之間的通信，如PLC與PLC、PLC與PC、PLC與人機接口、打印機、條碼掃描器、讀卡器等設(shè)備連接。第四頁，共66頁。工廠自動化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

第五頁，共66頁。1．現(xiàn)場設(shè)備層主要功能是連接現(xiàn)場設(shè)備，例如分布式I/O、傳感器、驅(qū)動器、執(zhí)行機構(gòu)和開關(guān)設(shè)備等，完成現(xiàn)場設(shè)備控制及設(shè)備間連鎖控制。一般采用現(xiàn)場總線如Profibus-DP，也可用PtP。第六頁，共66頁。2．車間監(jiān)控層車間監(jiān)控層又稱為單元層，用來完成車間主要生產(chǎn)設(shè)備之間的連接，實現(xiàn)車間級設(shè)備的監(jiān)控。車間級監(jiān)控包括生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)的在線監(jiān)控、設(shè)備故障報警及維護等。通常還具有生產(chǎn)統(tǒng)計、生產(chǎn)調(diào)度等車間級生產(chǎn)管理功能。第七頁，共66頁。車間級監(jiān)控一般要設(shè)立車間監(jiān)控室，有操作員工作站及打印設(shè)備。車間級監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)可采用工業(yè)以太網(wǎng)或現(xiàn)場總線如Profibus-FMS，這一級傳輸速度不是最重要的，但是應(yīng)能傳送大容量的信息。第八頁，共66頁。3．工廠管理層車間操作員工作站通過集線器（HUB）或交換器（SWITCH）與車間辦公管理網(wǎng)連接，將車間生產(chǎn)數(shù)據(jù)送到車間管理層。車間管理網(wǎng)又作為工廠主網(wǎng)的一個子網(wǎng)，通過交換機、網(wǎng)橋或路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接到廠區(qū)骨干網(wǎng)，將車間數(shù)據(jù)集成到工廠管理層。工廠管理層又稱信息層，一般使用以太網(wǎng)技術(shù)，這一層關(guān)注的焦點是高速的數(shù)據(jù)包傳輸和高容量的數(shù)據(jù)共享。返回提綱第九頁，共66頁。二、通信方式與串行通信接口1.計算機的通信方式(1)并行通信與串行通信

并行通信是以字節(jié)（8位）或字（16位）為單位的數(shù)據(jù)傳輸方式，有8根或16根數(shù)據(jù)線、1根公共線以傳輸數(shù)據(jù)，另外還有一些通信雙方聯(lián)絡(luò)用的控制線。并行通信速度快，但因傳輸線的數(shù)量多，抗干擾性差，一般用于近距離的數(shù)據(jù)傳送，例如PLC的模塊之間的數(shù)據(jù)傳送。第十頁，共66頁。串行通信是以二進制的位（bit）為單位的傳輸方式，每次只傳送1位，最少只需要2根線（雙絞線）就可以連接多臺設(shè)備，組成控制網(wǎng)絡(luò)。串行通信需要的信號線少，適用于距離較遠(yuǎn)的場合。串行通信的傳輸速度要比并行通信慢。第十一頁，共66頁。（2）異步通信與同步通信串行通信中，接收方和發(fā)送方應(yīng)使用相同的傳輸速率。但由于雙方使用的傳輸速率存在微小的誤差，會形成累積誤差而使發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)造成錯位，使接收方收到錯誤的信息。為了解決這一問題，需要使發(fā)送過程和接收過程同步。按同步的方式不同，串行通信分為異步通信和同步通信。第十二頁，共66頁。異步通信的字符信息格式如圖，每發(fā)送1個字符（數(shù)據(jù)），都由1位“起始位”開始，接著是7～8位“數(shù)據(jù)位”，然后是1位“奇偶校驗位”（也可以沒有），最后是1～2位“停止位”。雙方對格式和傳輸速率約定相同。第十三頁，共66頁。接收方在收到停止位與起始位之間的下降沿時，將它作為接收的起點，在每一個時鐘脈沖（代表1位）的中間接收信息。由于接收的位數(shù)不多，即使雙方的時鐘頻率有微小的誤差，其累積誤差也不會過大而造成錯位。第十四頁，共66頁。數(shù)據(jù)位后的“奇偶校驗位”用來檢測接收到的數(shù)據(jù)是否出錯。奇偶校驗分為“奇校驗（Odd）”和“偶校驗（Even）”，也可選擇“不校驗（None）”。奇偶校驗是指把發(fā)送方發(fā)送的每一個字符中數(shù)據(jù)位（包括校驗位）中“1”的個數(shù)的奇偶性與接收方接收到的每一個字符的奇偶性進行比較，如一致表示正確，不一致即表示接收到的數(shù)據(jù)有錯誤。第十五頁，共66頁。例：發(fā)送數(shù)據(jù)“10100011”，其中“1”的個數(shù)是4個，如采用奇校驗，則在發(fā)送方的奇偶校驗位上置“1”，使“1”的總個數(shù)為奇數(shù)。（如采用偶校驗，則在發(fā)送方的奇偶校驗位上置“0”，使“1”的總個數(shù)為偶數(shù)）接收方將接收到的字符中的數(shù)據(jù)位及奇偶校驗位逐一相加（二進制加法），看結(jié)果是“1”還是“0”，若約定是奇校驗，則結(jié)果是“1”表示正確，為“0”則表示有錯。（如約定是偶校驗則反之）第十六頁，共66頁。同步通信以字節(jié)為單位，每次按約定傳送1～2個同步字符（作為通知對方開始接收）、若干個數(shù)據(jù)字節(jié)和校驗字符。同步通信時，雙方采用同一個時鐘脈沖以保持完全的同步。接收方通過調(diào)制解調(diào)的方式在數(shù)據(jù)流中提取出同步信號，使接收方得到與發(fā)送方同步的接收時鐘信號。同步通信不必在每一個數(shù)據(jù)字節(jié)上加上起始位、停止位、奇偶校驗位，因此傳輸效率較高，但對硬件要求較高。第十七頁，共66頁。（3）單工和雙工通信單工方式只能沿單一方向傳輸數(shù)據(jù)，即某一方只能發(fā)送或只能接收；雙工方式可以沿兩個方向傳輸數(shù)據(jù)，每一方既能發(fā)送也能接收。第十八頁，共66頁。雙工方式又可分為全雙工方式和半雙工方式： 全雙工方式是通信雙方在同一時間可同時 發(fā)送和接收數(shù)據(jù)（同時）半雙工方式是通信雙方在同一時間只可發(fā)送數(shù)據(jù)或接收數(shù)據(jù)（分時）第十九頁，共66頁。（4）傳輸速率串行通信中傳輸速率的單位是波特（bit），又稱為波特率，符號是bit/s或bps，即每秒傳送的二進制位數(shù)。常用的波特率有9600bps、19200bps、38.4kbps、1.5Mbps、10Mbps等第二十頁，共66頁。2.串行通信接口的標(biāo)準(zhǔn)（1）RS-232C由美國EIC（電子工業(yè)聯(lián)合會）于1969年公布的通信協(xié)議。該協(xié)議規(guī)定采用負(fù)邏輯，用-15～-5V表示邏輯“1”，+5～+15V表示邏輯“0”。使用9針和25針DB型連接器。當(dāng)通信距離較近時通信雙方可直接連接。最簡單的情況，在通信中不需要控制聯(lián)絡(luò)信號，只需要3根線（發(fā)送線、接收線、信號地）便可實現(xiàn)全雙工異步串行通信。第二十一頁，共66頁。?RS-232C 廣泛地用于計算機與終端或外設(shè)之間的近距離通信。

第二十二頁，共66頁。RS-232C采用共地傳送方式，容易引起共模干擾。RS-232C最大通信距離為15m，最高傳輸速率為19.2kbit/s，只能進行一對一的通信。第二十三頁，共66頁。（2）RS-422ARS-422A也是一種異步串行通信協(xié)議，它采用平衡驅(qū)動、差分接收電路(見圖)，共模信號可以互相抵消。它從根本上取消了信號地線，從而消除了由公共地線引入的干擾。平衡驅(qū)動器相當(dāng)于2個單端驅(qū)動器，其輸入信號相同，2個輸出信號互為反相信號。第二十四頁，共66頁。外部輸入的干擾信號是以共模方式出現(xiàn)的，2根傳輸線上的共模干擾信號相同，而接收器是差分輸入，只對差模信號進行處理，共模信號可以互相抵消。只要接收器有足夠的抗共模干擾能力，就能克服外部干擾。第二十五頁，共66頁。?RS-422A

最大傳輸速率為10MBit/S（此時允許的最大通信距離為12m）。

最大通信距離為1200m（此時的最大傳輸速率為100kbit/s）。 一臺驅(qū)動器可以連接10臺接收器。 廣泛地用于計算機與終端或外設(shè)之間的遠(yuǎn)距離通信。第二十六頁，共66頁。 RS-422是全雙工操作，兩對平衡差分信號線分別用于發(fā)送和接收。數(shù)據(jù)通過4根導(dǎo)線傳送（4線操作）。第二十七頁，共66頁。（3）RS-485RS485是RS-422A的變形，RS-485為半雙工，只有一對平衡差分信號線，不能同時發(fā)送和接收。使用RS-485通信接口和雙絞線可以組成串行通信網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成分布式系統(tǒng)。第二十八頁，共66頁。?RS-485

為半雙工2線操作，一對平衡差分信號線不能同時發(fā)送和接收。 系統(tǒng)中可以有32個站。 新的接口器件已允許連接多達(dá)128個站。返回提綱第二十九頁，共66頁。三、網(wǎng)絡(luò)的類型網(wǎng)絡(luò)可以按其傳輸媒體分類（有線網(wǎng)、無線網(wǎng)），也可按其傳輸速率分類（低速網(wǎng)、中速網(wǎng)、高速網(wǎng)），通常按其邏輯結(jié)構(gòu)－－拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類。網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指拋開網(wǎng)絡(luò)中的具體設(shè)備，把計算機等網(wǎng)絡(luò)單元抽象為點，把網(wǎng)絡(luò)中的通信媒體（如電纜）抽象為線，用點和線來抽象出網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)。第三十頁，共66頁。工控網(wǎng)通常分布在一個有限的地理范圍之內(nèi)，具有比較穩(wěn)定和規(guī)范的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。常見的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有星型、環(huán)型、樹型和總線型等。星型環(huán)型樹型總線型第三十一頁，共66頁。1.星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)每個節(jié)點均以1條單獨的通道與中心節(jié)點相連，任何2個節(jié)點之間的通信必須通過中心節(jié)點轉(zhuǎn)接，中心節(jié)點是控制中心。星形結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是建網(wǎng)容易，控制簡單。它的缺點是網(wǎng)絡(luò)共享能力差，可靠性低。如果一旦中心節(jié)點出現(xiàn)故障，則會導(dǎo)致全網(wǎng)癱瘓。第三十二頁，共66頁。2.環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點通過1條首尾相連的通信鏈路連接而成1個閉合環(huán)型結(jié)構(gòu)網(wǎng)，數(shù)據(jù)在環(huán)上單向流動。由于各節(jié)點共享環(huán)路，因此需要采取措施（如令牌控制）來協(xié)調(diào)控制各節(jié)點的發(fā)送。環(huán)型結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是無通道選擇問題，它的缺點是不便于擴充，系統(tǒng)響應(yīng)延時大

第三十三頁，共66頁。令牌網(wǎng)：（TokenRing或TokenBus)令牌網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分為令牌環(huán)和令牌總線在令牌網(wǎng)絡(luò)中，媒體訪問控制是通過令牌的特殊標(biāo)志來實現(xiàn)的。令牌是一個特殊的控制幀，按照邏輯順序，令牌從一個裝置傳遞到另一個裝置。傳遞到最后一個裝置后，再傳遞給第一個裝置。令牌有“空”和“忙”兩種狀態(tài)。持有令牌的裝置可以發(fā)送信息。發(fā)送站首先把令牌的狀態(tài)置為“忙”，并寫入要傳送的信息（數(shù)據(jù)?發(fā)送站名?接收站名）送入環(huán)網(wǎng)傳輸。令牌沿環(huán)網(wǎng)一周后返回發(fā)送站時，信息已被接收站拷貝，發(fā)送站把令牌的狀態(tài)為“空”，送入環(huán)網(wǎng)繼續(xù)傳輸，以供其它站使用。令牌傳遞總線能提供實時同步操作，傳送效率高，適于頻繁，較短的數(shù)據(jù)傳送。因此它更適合于需要進行實時通信的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。第三十四頁，共66頁。3.樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是天然的分層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。其特點是網(wǎng)絡(luò)成本低，結(jié)構(gòu)比較簡單。樹型結(jié)構(gòu)非常適合于分主次、分等級的層次型管理系統(tǒng)。第三十五頁，共66頁。4.總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線型結(jié)構(gòu)是最普遍使用的一種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。它是將各個節(jié)點和1根總線相連?？偩€型結(jié)構(gòu)的特點是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單、靈活、可擴充性好、可靠性高、資源共享能力強。但由于同環(huán)型結(jié)構(gòu)一樣采用共享信道，因此需處理多站爭用總線的問題。以太網(wǎng)就是采用這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。（CSMA/CD，帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問）返回提綱第三十六頁，共66頁。四、常用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備為了實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享，須將處于同一地域或不同地域的、同類型或不同類型的網(wǎng)絡(luò)互相連接起來（網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)）。網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)一般都不能簡單地直接相連，而需要通過一定的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行連接。工控網(wǎng)中常用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備有網(wǎng)卡、集線器、路由器及光/電交換器等。第三十七頁，共66頁。1.網(wǎng)卡網(wǎng)卡（網(wǎng)絡(luò)接口卡）是局域網(wǎng)的接入設(shè)備，是計算機與網(wǎng)絡(luò)之間的橋梁。網(wǎng)卡的作用：讀入由其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)備傳輸過來的數(shù)據(jù)包，將其變換成計算機能識別的數(shù)據(jù)（解包），通過計算機內(nèi)部總線將數(shù)據(jù)傳輸?shù)紺PU、RAM或硬件驅(qū)動器中；將PC設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)打包后輸送到其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中去。第三十八頁，共66頁。網(wǎng)卡分類：網(wǎng)卡按其支持的帶寬分為10M網(wǎng)卡、100M網(wǎng)卡、10/100M自適應(yīng)網(wǎng)卡和千兆網(wǎng)卡；按網(wǎng)絡(luò)線接口分為粗纜口（AUI）、細(xì)纜口（BNC）和雙絞線口（RJ45）網(wǎng)卡。PLC中的通信模塊也是一種網(wǎng)卡每塊網(wǎng)卡都有一個唯一的地址－－MAC地址， 例如：001A21FC1BDF第三十九頁，共66頁。2.中繼器中繼器是連接網(wǎng)絡(luò)線路的一種裝置，用于延長網(wǎng)絡(luò)的長度。線路上傳輸?shù)男盘枙l(fā)生衰減，因此線路距離有一定的限制。中繼器可將信號進行放大后再次發(fā)送，通過中繼器可將線路接長而信號衰減仍在允許范圍內(nèi)。第四十頁，共66頁。3.集線器（HUB）集線器實際上是一種中繼器的擴展形式，它與中繼器的區(qū)別在于能夠提供多端口服務(wù)，因此可稱為多口中繼器。第四十一頁，共66頁。4.交換器（SWITCH）交換器類似集線器，具有多個端口，在每個端口上可連接1個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。交換器與集線器的區(qū)別：集線器相當(dāng)一個簡單的共享設(shè)備，在同一段時間內(nèi)只能有2個設(shè)備通過集線器進行通信；而交換器通過內(nèi)部的電路處理后可對各個端口提供相互通信的通道，使同一時間內(nèi)可有多臺設(shè)備同時發(fā)送信息，從而使數(shù)據(jù)傳輸?shù)男矢?。第四十二頁，?6頁。目前出現(xiàn)的交換式集線器使集線器具有交換的功能，使集線器和交換器已沒有了本質(zhì)的區(qū)別。使用光纖進行通信的交換器稱為光交換器（OSM），它具有光纖接口，在光纖端口上具有將光信號與電信號進行轉(zhuǎn)換的功能，因而可使用光纖通信，速度為100Mbit/s。既能使用光纖，也能使用信號電纜的交換器稱為光電交換器（OSM/ESM），它既有通常的網(wǎng)線接口（如RJ-45），也具有光纖接口。第四十三頁，共66頁。5.光鏈路模塊OLM和電氣鏈路模塊ELMOLM（光鏈路模塊，相當(dāng)于中繼器）上有數(shù)個ITP（工業(yè)雙絞線）接口和BFOC(光纖接頭）接口。ITP接口可以連接終端設(shè)備或網(wǎng)段，BFOC接口可以連接光路設(shè)備（如OSM等），速度為10Mbit/s。ELM（電氣鏈路模塊）有３個ITP接口和1個AUI（粗纜）接口。通過AUI接口，可以將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接至LAN上，速度為10Mbit/s。光鏈路模塊OLM第四十四頁，共66頁。6.通信處理器通信處理器有多種，可用于PLC與其他設(shè)備之間以Profibus-DP、以太網(wǎng)或點到點等方式進行通信。常用的工業(yè)以太網(wǎng)通信處理器（CP——CommunicationProcesser，通信處理單元），包括CP243-1系列、CP343-1系列、CP443-1系列等。S7-300系列PLC的以太網(wǎng)通信處理器是CP343-1系列，按照所支持協(xié)議的不同，可以分為CP343-1、CP343-1ISO、CP343-1TCP、CP343-1IT和CP343-1PN，如圖所示。通過CP343-1模塊，用戶可以很方便地將S7-300系列PLC通過工業(yè)以太網(wǎng)進行連接，并且支持使用STEP7軟件，通過以太網(wǎng)對S7-300進行遠(yuǎn)程組態(tài)、編程和診斷。同時，S7-300也可以同S7-200、S7-400系列PLC進行以太網(wǎng)的連接。CP343-1返回提綱第四十五頁，共66頁。五、構(gòu)成通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)傳輸介質(zhì)－－在通信雙方之間傳輸 信號的物質(zhì)常用傳輸介質(zhì)：雙絞線同軸電纜光纜第四十六頁，共66頁。1.雙絞線雙絞線是最常用的傳輸介質(zhì)，通信距離可達(dá)十幾km，當(dāng)通信距離過長時，要加放大器或中繼器雙絞線電纜中封閉著1對或幾對雙絞線，在其外面再包上硬的護套。每一對雙絞線由2根絕緣銅導(dǎo)線按一定的密度互相絞合在一起，用以降低信號干擾的程度。在每根導(dǎo)線的絕緣層上分別涂上不同的顏色以示區(qū)別（如4對雙絞線的電纜中各導(dǎo)線的顏色是：白桔、桔；白綠、綠；白蘭、蘭；白棕、棕。第四十七頁，共66頁。雙絞線分為非屏蔽的雙絞線（UTP，常稱為TP）和屏蔽雙絞線（STP，常用的有工業(yè)雙絞線ITP）。非屏蔽雙絞線常用RJ-45接頭（水晶頭）與其它設(shè)備連接，工業(yè)雙絞線ITP使用9針或15針的D型接頭）非屏蔽雙絞線根據(jù)電氣特性分為5類，100Mbps以太網(wǎng)使用的是5類線，超5類線用于千兆以太網(wǎng)。TPITP第四十八頁，共66頁。2.同軸電纜同軸電纜由內(nèi)導(dǎo)體銅芯線、絕緣層、網(wǎng)狀編織的外導(dǎo)體屏蔽層及塑料保護層構(gòu)成。同軸電纜分兩種：50Ω的和75Ω的同軸電纜。根據(jù)直徑的不同，又分為粗纜和細(xì)纜二種。50Ω的同軸電纜用于數(shù)字傳輸，常用于局域網(wǎng)，75Ω的同軸電纜既可傳輸數(shù)字信號，也可傳輸模擬信號，是電視天線和寬帶網(wǎng)使用的標(biāo)準(zhǔn)電纜。第四十九頁，共66頁。第五十頁，共66頁。3.光纜光纖是光導(dǎo)纖維的簡稱，結(jié)構(gòu)與同軸電纜類似，只是其中心是光傳播的玻璃纖維，沒有網(wǎng)狀屏蔽層。多條光纖組成一束構(gòu)成光纖電纜。光纖通信是利用光纖傳遞光脈沖來進行通信，有光脈沖相當(dāng)于“1”，沒有光脈沖相當(dāng)于“0”。為使光纖能傳輸信號，光纖兩端須配有光發(fā)射機和光接收機。光發(fā)射機用發(fā)光二極管或激光二極管把電信號轉(zhuǎn)換為光信號；光接收機用光敏晶體管把光信號轉(zhuǎn)換為電信號。光纖用光信號傳輸信息，不受電磁干擾影響。第五十一頁，共66頁。光纖主要分為單模和多模兩大類。單模光纖的纖芯直徑很小（8～10μm），在給定的工作波長上只能以單一模式傳輸；多模光纖的纖芯直徑較粗（50～200μm），在給定的工作波長上能以多個模式同時傳輸。在傳輸性能上，單模光纖要比多模光纖好，光信號損耗小、數(shù)據(jù)傳輸率高、傳輸距離長（達(dá)25km）。網(wǎng)絡(luò)工程中，一般采用62.5μm/125μm的多模光纖，戶外布線距離大于2km時可選用單模光纖。光纖通信時具有單向傳輸?shù)奶匦?，對雙向傳輸?shù)耐ㄐ旁O(shè)備需同時接入一對光纖：一根作為發(fā)送，另一根作為接收用。第五十二頁，共66頁。第五十三頁，共66頁。$2S7-300的通信功能S7-300有很強的通信功能：CPU模塊集成有MPI和DP通信接口，有Profibus-DP和工業(yè)以太網(wǎng)的通信模塊，以及點對點通信模塊。通過MPI、Profibus-DP、工業(yè)以太網(wǎng)、PtP等通信網(wǎng)絡(luò)，在主站和從站之間、工作站和分布式I/O之間可以周期性地自動交換數(shù)據(jù)。在各自動化系統(tǒng)、PLC、計算機、人機界面之間均可以交換數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)通信可以周期性地自動進行，也可由用戶程序塊調(diào)用。第五十四頁，共66頁。一、S7-300的通信網(wǎng)絡(luò)第五十五頁，共66頁。1.MPI通信網(wǎng)絡(luò)?MPI是多點接口的簡稱。?S7-300CPU都集成了MPI通信協(xié)議和MPI的物理層RS-485接口。 最大傳輸速率為12MBit/S。?PLC通過MPI能同時連接運行STEP7的編程器?計算機?人機界面（HMI）及其它SIMATICS7?M7和C7。?聯(lián)網(wǎng)的CPU可以通過MPI接口實現(xiàn)全局?jǐn)?shù)據(jù)（GD）服務(wù)，周期性地相互進行數(shù)據(jù)交換。?每個CPU可以使用的MPI連接總數(shù)與CPU的型號有關(guān)。第五十六頁，共66頁。2.PROFIBUS

工業(yè)現(xiàn)場總線PROFIBUS是用于車間級監(jiān)控和現(xiàn)場層的通信系統(tǒng)。?S7-300PLC可以通過通信處理器或集成在CPU上的Profibus-DP接口連接到Profibus-DP網(wǎng)上。?帶有Profibus–DP主站/從站接口的CPU能夠?qū)崿F(xiàn)高速和使用方便的分布式I/O控制。?Profibus的物理層是RS-485接口。最大傳輸速率為12MBit/S，最多可以與127個節(jié)點進行數(shù)據(jù)交換。網(wǎng)絡(luò)中可以串接中繼器，用光纖通信距離可達(dá)90Km。第五十七頁，共66頁。3.工業(yè)以太網(wǎng)?工業(yè)以太網(wǎng)用于工廠管理層和單元層的通信系統(tǒng)。 用于對時間要求不太嚴(yán)格，需要傳送大量數(shù)據(jù)的場合。?西門子的工業(yè)以太網(wǎng)的傳輸速率為10M/100Mbit/s，最多可以達(dá)到1024個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，網(wǎng)絡(luò)的最大范圍為150km。?S7-300通過通信處理器CP343-1及光纖、雙絞線與工業(yè)以太網(wǎng)連接。第五十八頁，共66頁。4.點對點連接(PointtoPoint)?點對點連接可以連接兩臺PLC、或PLC連接計算機?打印機和條碼閱讀器等。?可通過CPU313C-2PtP、CPU314C-2PtP集成的通信接口，或CP340、CP341等通信處理