9第九章-可編程序控制器網(wǎng)絡(luò)

第九章

可編程序控制器網(wǎng)絡(luò)普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材機(jī)械工業(yè)出版社第九章

可編程序控制器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容提要PLC網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用愈來(lái)愈普及，與其它工業(yè)控制局域網(wǎng)相比，具有高性?xún)r(jià)比、高可靠性等主要特點(diǎn)，深受用戶(hù)歡送。本章主要介紹網(wǎng)絡(luò)通信相關(guān)根底知識(shí)，簡(jiǎn)單介紹典型的PLC網(wǎng)絡(luò)。第一節(jié)PLC網(wǎng)絡(luò)通信的根底知識(shí)第二節(jié)典型PLC網(wǎng)絡(luò)第三節(jié)PLC網(wǎng)絡(luò)在自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中的應(yīng)用一、通信系統(tǒng)的根本結(jié)構(gòu)數(shù)字設(shè)備通信控制調(diào)制解調(diào)通信線路調(diào)制解調(diào)通信控制數(shù)字設(shè)備數(shù)字設(shè)備為信源或信宿。通信控制器負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸控制，主要功能有：鏈路控制，同步、過(guò)失控制等。調(diào)制解調(diào)器是一種信號(hào)變換設(shè)備，完成數(shù)據(jù)與電信號(hào)之間的變換，以匹配通信線路的信道特性。通信線路又稱(chēng)信道，包括通信介質(zhì)和有關(guān)中間的通信設(shè)備，是數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ?。第一?jié)PLC網(wǎng)絡(luò)通信的根底知識(shí)二、通信方式

1．并行通信與串行通信并行數(shù)據(jù)通信是以字節(jié)或字為單位的數(shù)據(jù)傳輸方式，傳送速度快，傳輸線數(shù)多，本錢(qián)高，用于近距離的數(shù)據(jù)傳送，如PC機(jī)各種內(nèi)部總線、PLC各種內(nèi)部總線、PLC與插在其母板上的模塊之間的數(shù)據(jù)傳送都是并行方式。串行數(shù)據(jù)通信是以二進(jìn)制的位〔bit〕為單位的數(shù)據(jù)傳輸方式，串行通信需要的信號(hào)線少，最少的只需要兩根線，適用于通信距離較遠(yuǎn)的場(chǎng)合，一般工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)使用串行數(shù)據(jù)通信。2．異步通信與同步通信按同步方式，可將串行通信分為異步通信和同步通信。異步通信發(fā)送的字符由一個(gè)起始位、7~8個(gè)數(shù)據(jù)位、1個(gè)奇偶校驗(yàn)位〔可以沒(méi)有〕和停止位〔1位、l位半或兩位〕組成。異步通信傳送附加的非有效信息較多，它的傳輸效率較低，可編程控制器網(wǎng)絡(luò)一般使用異步通信。同步通信每次傳送1~2個(gè)同步字符、假設(shè)干個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)和校驗(yàn)字符。由于同步通信方式不需要在每個(gè)數(shù)據(jù)字符中加起始位、停止位和奇偶校驗(yàn)位，只需要在數(shù)據(jù)塊〔往往很長(zhǎng)〕之前加一兩個(gè)同步字符，所以傳輸效率高，但對(duì)硬件的要求較高，一般用于高速通信。甲站發(fā)送接收乙站接收發(fā)送全雙工甲站發(fā)送接收換向乙站接收發(fā)送換向半雙工3．單工與雙工通信方式

單工通信方式只能沿單一方向發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。雙工方式的信息可沿兩個(gè)方向傳送。雙工方式又分為全雙工和半雙工兩種方式。三、通信介質(zhì)雙絞線、多股屏蔽電纜、同軸電纜和光纖電纜四、介質(zhì)訪問(wèn)控制載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè)(CSMA/CD)〔IEEE802.3〕令牌總線訪問(wèn)控制〔TokenBus〕〔IEEE802.4〕令牌環(huán)訪問(wèn)控制(TokenRing)〔IEEE802.5〕五、數(shù)據(jù)傳輸形式基帶傳輸和頻帶傳輸六、校驗(yàn)奇偶校驗(yàn)〔ParityCheck〕循環(huán)冗余校驗(yàn)CRC〔CyclicRedundancyCheck〕七、數(shù)據(jù)通信的主要技術(shù)指標(biāo)波特率、誤碼率第二節(jié)典型PLC網(wǎng)絡(luò)

網(wǎng)絡(luò)化、智能化是自動(dòng)化技術(shù)的開(kāi)展方向。PLC網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)多年的開(kāi)展，已成為具有3-4級(jí)子網(wǎng)的多級(jí)分布式網(wǎng)絡(luò)。近年來(lái)，在我國(guó)各類(lèi)企業(yè)中，PLC網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用愈來(lái)愈普及，與PLC網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的技術(shù)也引起人們的重視，特別是PLC網(wǎng)絡(luò)與其它工業(yè)控制局域網(wǎng)相比，具有高性?xún)r(jià)比、高可靠性等主要特點(diǎn)，深受用戶(hù)歡送。一、A-B的PLC網(wǎng)絡(luò)

A-B公司是美國(guó)最大的PLC及網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品制造商，其產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上很有競(jìng)爭(zhēng)力。把通信機(jī)構(gòu)配置在處理器模塊內(nèi)部，并提供支持不同協(xié)議的幾種通信接口，使用方便。遠(yuǎn)程I／O鏈路不僅可連入遠(yuǎn)程I／O單元，還可連入機(jī)器人、CNC、PLC、智能傳感器、傳動(dòng)裝置等。最常用PLC網(wǎng)絡(luò)有遠(yuǎn)程I/O鏈路、DH+網(wǎng)、管理信息網(wǎng)、DH485網(wǎng)、0#通道通信鏈路、DH網(wǎng)、DH寬帶網(wǎng)、DHⅡ載帶網(wǎng)、Modem通信系統(tǒng)、DeviceNet網(wǎng)等。既可以單獨(dú)使用，也可以復(fù)合起來(lái)使用，二、西門(mén)子的PLC網(wǎng)絡(luò)德國(guó)的西門(mén)子〔SIEMENS〕公司是歐洲最大的電子、電氣制造商。在大、中型PLC領(lǐng)域中，德國(guó)西門(mén)子與美國(guó)的A-B占據(jù)著同樣重要的地位。西門(mén)子S7系列PLC在功能與性能上比S5PLC有許多開(kāi)展與改變，但是S7的PLC網(wǎng)絡(luò)與S5的PLC網(wǎng)絡(luò)比較，變化不大。S7系列的兩個(gè)核心PLC網(wǎng)絡(luò)為工業(yè)以太網(wǎng)與PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線可提供八種PLC網(wǎng)絡(luò)：遠(yuǎn)程I/O系統(tǒng)、SINEC-L2、SINEC-L2FO、SINEC-L1、SINEC-H1、SINEC-H1FO、SINEC-MAP及SINEC-H2B。三、OMRON的PLC網(wǎng)絡(luò)OMRON推出了種類(lèi)齊全PLC網(wǎng)絡(luò)，如SYSMACNET、SYSMACLink、ControllerLink、CompoBus/D、CompoBus/S、HOSTLink、PCLink、RemoteI/O、Ethernet等。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主推如下三種網(wǎng)：Ethernet、ControllerLink和CompoBus/D。

Ethernet網(wǎng)

Ethernet網(wǎng)〔以太網(wǎng)〕屬于大型網(wǎng)，它的信息處理功能很強(qiáng)，是OMRON的信息管理高層網(wǎng)絡(luò)。以太網(wǎng)支持FINS協(xié)議〔FINS：FactoryInterfaceNetworkService，由OMRON公司自己開(kāi)發(fā)〕，使用FINS命令可以進(jìn)行FINS通信、TCP/IP和UDP/IP的Socket〔接駁〕效勞、FTP效勞。通過(guò)以太網(wǎng)，可與國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)連接，實(shí)現(xiàn)最為廣泛的節(jié)點(diǎn)間信息的直接交換。以太網(wǎng)中的PLC節(jié)點(diǎn)有三種類(lèi)型：CS1機(jī)、CV機(jī)和C200Hα機(jī)。ControllerLink網(wǎng)

ControllerLink〔控制器網(wǎng)〕是SYSMACLink網(wǎng)的簡(jiǎn)化。使用FINS指令進(jìn)行信息通信。其功能與SYSMACLink網(wǎng)大致相同。網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)為CQM1H、C200HZ/HX/HG/HE、CS1系列、CV系列PLC和個(gè)人計(jì)算機(jī)。網(wǎng)絡(luò)中的每一節(jié)點(diǎn)需安裝相應(yīng)的通信單元，PLC上安裝ControllerLink〔CLK〕單元，個(gè)人計(jì)算機(jī)在擴(kuò)展槽上插上ControllerLink支持卡。CompoBus/D網(wǎng)

CompoBus/D是一種開(kāi)放多主控的設(shè)備網(wǎng)。開(kāi)放性是其特色，它采用了DeviceNet通信規(guī)約，其它廠家的PLC等控制設(shè)備，只要符合DeviceNet標(biāo)準(zhǔn)，就可以接入其中。主要功能有遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)量和模擬量的I/O控制及信息通信。這是一種較為理想的控制功能齊全、配置靈活、實(shí)現(xiàn)方便的分散控制網(wǎng)絡(luò)。DeviceNet規(guī)約DeviceNet是由美國(guó)Rockwell公司在CAN根底上推出的一種低本錢(qián)的通信鏈接，系一種低端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。它將根本工業(yè)設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)，從而防止了昂貴和繁瑣的硬接