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PLC的通信方式有哪些

2020年04月25日 10:29 ? 次閱讀

  PLC通信的任務就是將地理位置不同的PLC、計算機、各種現場設備等,通過通信介質連接起來,按照規定的通信協議,以某種特定的通信方式高效率地完成數據的傳送、交換和處理。

  1.并行通信與串行通信

  數據通信主要有并行通信和串行通信兩種方式。

  并行通信是以字節或字為單位的數據傳輸方式,除了8根或16根數據線、一根公共線外,還需要數據通信聯絡用的控制線。并行通信的傳送速度快,但是傳輸線的根數多,成本高,一般用于近距離的數據傳送。并行通信一般用于PLC的內部,如PLC內部元件之間、PLC主機與擴展模塊之間或近距離智能模塊之間的數據通信。

  串行通信是以二進制的位(bit)為單位的數據傳輸方式,每次只傳送一位,除了地線外,在一個數據傳輸方向上只需要一根數據線,這根線既作為數據線又作為通信聯絡控制線,數據和聯絡信號在這根線上按位進行傳送。串行通信需要的信號線少,最少的只需要兩三根線,適用于距離較遠的場合。計算機和PLC都備有通用的串行通信接口,工業控制中一般使用串行通信。串行通信多用于PLC與計算機之間、多臺PLC之間的數據通信。

  在串行通信中,傳輸速率常用比特率(每秒傳送的二進制位數)來表示,其單位是比特/秒(bit/s)或bps。傳輸速率是評價通信速度的重要指標。常用的標準傳輸速率有300、600、1200、2400、4800、9600和19200bps等。不同的串行通信的傳輸速率差別極大,有的只有數百bps,有的可達100Mbps。

  2.單工通信與雙工通信

  串行通信按信息在設備間的傳送方向又分為單工、雙工兩種方式。

  單工通信方式只能沿單一方向發送或接收數據。雙工通信方式的信息可沿兩個方向傳送,每一個站既可以發送數據,也可以接收數據。

  雙工方式又分為全雙工和半雙工兩種方式。數據的發送和接收分別由兩根或兩組不同的數據線傳送,通信的雙方都能在同一時刻接收和發送信息,這種傳送方式稱為全雙工方式;用同一根線或同一組線接收和發送數據,通信的雙方在同一時刻只能發送數據或接收數據,這種傳送方式稱為半雙工方式。在PLC通信中常采用半雙工和全雙工通信。

  3.異步通信與同步通信

  在串行通信中,通信的速率與時鐘脈沖有關,接收方和發送方的傳送速率應相同,但是實際的發送速率與接收速率之間總是有一些微小的差別,如果不采取一定的措施,在連續傳送大量的信息時,將會因積累誤差造成錯位,使接收方收到錯誤的信息。為了解決這一問題,需要使發送和接收同步。按同步方式的不同,可將串行通信分為異步通信和同步通信。

  發送的數據字符由一個起始位、7~8個數據位、l個奇偶校驗位(可以沒有)和停止位(1位、1.5或2位)組成。通信雙方需要對所采用的信息格式和數據的傳輸速率作相同的約定。接收方檢測到停止位和起始位之間的下降沿后,將它作為接收的起始點,在每一位的中點接收信息。由于一個字符中包含的位數不多,即使發送方和接收方的收發頻率略有不同,也不會因兩臺機器之間的時鐘周期的誤差積累而導致錯位。異步通信傳送附加的非有效信息較多,它的傳輸效率較低,一般用于低速通信,PLC一般使用異步通信。

  同步通信以字節為單位(一個字節由8位二進制數組成),每次傳送l~2個同步字符、若干個數據字節和校驗字符。同步字符起聯絡作用,用它來通知接收方開始接收數據。在同步通信中,發送方和接收方要保持完全的同步,這意味著發送方和接收方應使用同一時鐘脈沖。在近距離通信時,可以在傳輸線中設置一根時鐘信號線。在遠距離通信時,可以在數據流中提取出同步信號,使接收方得到與發送方完全相同的接收時鐘信號。由于同步通信方式不需要在每個數據字符中加起始位、停止位和奇偶校驗位,只需要在數據塊(往往很長)之前加一兩個同步字符,所以傳輸效率高,但是對硬件的要求較高,一般用于高速通信。

  4. 基帶傳輸與頻帶傳輸

  基帶傳輸是按照數字信號原有的波形(以脈沖形式)在信道上直接傳輸,它要求信道具有較寬的通頻帶。基帶傳輸不需要調制解調,設備花費少,適用于較小范圍的數據傳輸。基帶傳輸時,通常對數字信號進行一定的編碼,常用數據編碼方法有非歸零碼NRZ、曼徹斯特編碼和差動曼徹斯特編碼等。后兩種編碼不含直流分量、包含時鐘脈沖、便于雙方自同步,所以應用廣泛。

  頻帶傳輸是一種采用調制解調技術的傳輸形式。發送端采用調制手段,對數字信號進行某種變換,將代表數據的二進制“1”和“0”,變換成具有一定頻帶范圍的模擬信號,以適應在模擬信道上傳輸;接收端通過解調手段進行相反變換,把模擬的調制信號復原為“1”或“0”。常用的調制方法有頻率調制、振幅調制和相位調制。具有調制、解調功能的裝置稱為調制解調器,即Modem。頻帶傳輸較復雜,傳送距離較遠,若通過市話系統配備Modem,則傳送距離可不受限制。

  PLC通信中,基帶傳輸和頻帶傳輸兩種傳輸形式都有采用,但多采用基帶傳輸。

  5.其他通訊方式

  1.自由口通訊一般是指RS232的串行通訊方式,其通訊距離較短,速率較慢,一般在現場的某些儀表會采用這種方式,比較典型的是西門子的PC-PPI通訊;

  2.總線一般指RS485的串行通訊方式,其通訊距離和速率要遠高于RS232通訊方式,一般現場的PLC或變頻器等設備用此協議較多,比較典型的是西門子的Profibus-DP,Modicon的Modbus等;

  3.以太網采用的是國際通用的以太網通訊協議,具備相當高的速率,但其問題是設備成本較前兩種方法要高很多,因此沒有總線方式普及。

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