电气控制与PLC工程应用第7章2.ppt
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1、第7章PLC的通信及网络技术,7.1PLC通信基础7.2三菱FX系列PLC的通信7.3PLC网络7.4三菱PLC网络的工程应用实例,可编程控制器通信与网络技术,近年来,工厂自动化网络得到了迅速的发展,相当多的企业已经在大量地使用可编程设备,如PLC、工业控制计算机、变频器、机器人、柔性制造系统等。将不同厂家生产的这些设备连在一个网络上,相互之间进行数据通信,由企业集中管理,已经是很多企业必须考虑的问题。本章主要介绍有关PLC的通信与工厂自动化通信网络方面的初步知识。,7.1 PLC通信基础,概述通信:当任意两台设备之间有信息交换时,它们之间就产生了通信。PLC通信:是指PLC与PLC、PLC与
2、计算机、PLC与现场设备或远程I/O之间的信息交换。PLC通信的任务:就是将地理位置不同的PLC、计算机、各种现场设备等,通过通信介质连接起来,按照规定的通信协议,以某种特定的通信方式高效率地完成数据的传送、交换和处理。,7.1PLC通信基础,7.1.1通信方式7.1.2通信介质7.1.3PLC常用通信接口7.1.4计算机通信标准,7.1.1通信方式,1.并行通信与串行通信2.单工通信与双工通信3.异步通信与同步通信4.基带传输与频带传输,3.异步通信与同步通信,图7-1异步通信的信息格式,7.1.2通信介质,1.双绞线2.同轴电缆3.光缆,表7-1常用通信介质特性,光纤光纤是一种传输光信号的
3、传输媒介光纤的结构:处于光纤最内层的纤芯是一种横截面积很小、质地脆、易断裂的光导纤维,制造这种纤维的材料可以是玻璃也可以是塑料。纤芯的外层裹有一个包层,它由折射率比纤芯小的材料制成。由于在纤芯与包层之间存在着折射率的差异,光信号才得以通过全反射在纤芯中不断向前传播。在光纤的最外层则是起保护作用的外套。通常都是将多根光纤扎成束并裹以保护层制成多芯光缆。,7.1.2 通信介质,非屏蔽双绞线电缆:价格便宜、直径小节省空间、使用方便灵活、易于安装美国电器工业协会(EIA)规定了六种质量级别的双绞线电缆,其中1类线档次最低,只适于传输语音;6类线档次最高,传输频率可达到250MHz。3类线数据传输率可达
4、10Mbps;4类线数据传输率可达16Mbps;5类线数据传输可达100Mbps。屏蔽双绞线电缆:抗干扰能力强,有较高的传输速率,100m内可达到155Mbps。但其价格相对较贵,需要配置相应的连接器,使用时不是很方便。,3.光缆,1)光纤支持很宽的带宽,其范围在10141015Hz之间,这个范围覆盖了红外线和可见光的频谱。2)具有很快的传输速率,当前限制其所能实现的传输速率的因素来自信号生成技术。3)光纤抗电磁干扰能力强,由于光纤中传输的是不受外界电磁干扰的光束,而光束本身又不向外辐射,因此它适用于长距离的信息传输及安全性要求较高的场合。4)光纤衰减较小,中继器的间距较大。,同轴电缆与双绞线
5、相比,同轴电线抗干扰能力强,能够应用于频率更高、数据传输速率更快的情况。对其性能造成影响的主要因素来自衰损和热噪声,采用频分复用技术时还会受到交调噪声的影响。虽然目前同轴电缆大量被光纤取代,但它仍广泛应用于有线电视和某些局域网中。,光纤光纤的优点:1)光纤支持很宽的带宽(10141015 HZ),覆盖了红外线和可见光的频谱。2)具有很快的传输速率,当前传输速率制约因素是信号生成技术。3)光纤抗电磁干扰能力强,且光束本身又不向外辐射,适用于长距离的信息传输及安全性要求较高的场合。4)光纤衰减较小,中继器的间距较大。光纤的缺点:系统成本较高、不易安装与维护、质地脆易断裂等。,7.1.3PLC常用通
6、信接口,1.RS-232C2.RS-422A3.RS-485,RS-232CRS-232C是美国电子工业协会(EIA)于1969年公布的通信协议。RS-232C接口标准是目前计算机和PLC中最常用的一种串行通信接口。RS-232C采用负逻辑,用-5-15V表示逻辑“l”,用+5+15V表示逻辑“0”。噪声容限为2V,即接收器能识别低至+3V的信号作为逻辑“0”,高到-3V的信号作为逻辑“1”。RS-232C只能进行一对一的通信,RS-232C可使用9针或25针的D型连接器,PLC一般使用9针的连接器,1.RS-232C,1)传输速率较低,最高传输速度速率为20kbit/s。2)传输距离短,最大
7、通信距离为15m。3)接口的信号电平值较高,易损坏接口电路的芯片,又因为与TTL电平不兼容,故需使用电平转换电路方能与TTL电路连接。,表7-2RS-232C接口引脚信号的定义,1.RS-232C,图7-2两个RS-232C数据终端设备的连接a)典型连接b)近距离连接,1.RS-232C,图7-3单端驱动单端接收的电路,RS-422A 针对RS-232C的不足,EIA于1977年推出了串行通信标准RS-499,对RS-232C的电气特性作了改进,RS-422A是RS-499的子集。RS-422A采用平衡驱动、差分接收电路,从根本上取消了信号地线,大大减少了地电平所带来的共模干扰。,2.RS-4
8、22A,图7-4平衡驱动差分接收的电路,RS-485RS-485是RS-422的变形,为半双工,只有一对平衡差分信号线,不能同时发送和接收,最少只需二根连线。RS-485的逻辑“1”以两线间的电压差为+(26)V表示,逻辑“0”以两线间的电压差为-(26)V表示。电平与TTL电平兼容,可方便与TTL电路连接。RS-485接口具有良好的抗噪声干扰性、高传输速率(10Mbps)、长的传输距离(1200m)和多站能力(最多128站)等优点,所以在工业控制中广泛应用。,3.RS-485,图7-5使用RS-485的网络,3.RS-485,图7-6RS-232C/RS-422A转换器原理图,7.1.4计算
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