PLC通讯及网络技术 1.PLC与计算机通讯 为了适应PLC网络化要求，扩大联网功能，几乎所有的PLC为了适应可编程控制器网络化的要求，扩大联网功能，几乎所有的可编程控制器厂家，都为可编程控制器开发了与上位机通讯的接口或专用通讯模块。一般在小型可编程控制器上都设有 RS422 通讯接口或 RS232C 通讯接口；在中大型可编程控制器上都设有专用的通讯模块。如：三菱 F 、 F1 、 F2 系列都设有标准的 RS422 接口，FX 系列设有 FX-232AW 接口、 RS232C 用通讯适配器 FX-232ADP 等。可编程控制器与计算机之间的通讯正是通过可编程控制器上的 RS422 或 RS232C 接口和计算机上的 RS232C 接口进行的。可编程控制器与计算机之间的信息交换方式，一般采用字符串、双工或半、异步、串行通信方式。因此可以这样说，凡具有RS232C 口并能输入输出字符串的计算机都可以用于和可编程控制器的通讯。 运用 RS232C 和 RS422 通道，可容易配置一个与外部计算机进行通讯的系统。该系统中可编程控制器接受控制系统中的各种控制信息，分析处理后转化为可编程控制器中软元件的状态和数据；可编程控制器又将所有软元件的数据和状态送入计算机，由计算机采集这些数据，进行分析及运行状态监测，用计算机可改变可编程控制器的初始值和设定值，从而实现计算机对可编程控制器的直接控制。 （1）通讯方式 面对众多生产厂家的各种类型PLC，它们各有优缺点，能够满足用户的各种需求，但在形态、组成、功能、编程等方面各不相同，没有一个统一的标准，各厂家制订的通信协议也千差万别。目前，人们主要采用以下三种方式实现PLC与PC的互联通信： 1)通过使用PLC开发商提供的系统协议和网络适配器，来实现PLC与PC机的 互联通信。但是由于其通信协议是不公开的，因此互联通信必须使用PLC 开发商提供的上位机组态软件，并采用支持相应协议的外设。可以说这 种方式是PLC开发商为自己的产品量身定作的，因此难以满足不同用户的 需求。 2)使用目前通用的上位机组态软件，如组态王、InTouch、WinCC、力控等， 来实现PLC与PC机的互连通信。组态软件以其功能强大、界面友好、开发 简洁等优点目前在PC监控领域已经得到了广泛的应用，但是一般价格比 较昂贵。组态软件本身并不具备直接访问PLC寄存器或其它智能仪表的能 力,必须借助I/O驱动程序来实现。也就是说，I/O驱动程序是组态软件与 PLC或其它智能仪表等设备交互信息的桥梁，负责从设备采集实时数据并 将操作命令下达给设备，它的可靠性将直接影响组态软件的性能。但是 在大多数情况下，I/O驱动程序是与设备相关的，即针对某种PLC的驱动 程序不能驱动其它种类的PLC，因此组态软件的灵活性也受到了一定的限
PLC数据网络通信 8、1 数据通信基础 无论是计算机，还是PLC、变频器及触摸屏都是数字设备，它们之间交换的信息是由“0”和“1”表示的数字信号。通常把具有一定编码、格式和位长要求的数字信号称为数据信息。 数据通信就是将数据信息通过适当的传送到另一台机器。这里的机器可以是计算机、变频器、可编程控制器、触摸屏以及远程I/O模块。数据通信系统任务是把地理位置不同的计算机和PLC、变频器、触摸屏及其他数字设备连接起来，高效地完成数据的传送、信息交换和通信处理三项任务。 8.1.1 数据通信方式 1、并行通信与串行通信 在数据信息通信时，按同时传送位数来分可分为并行通信与串行通信。 （1）并行通信——所传送数据的各位同时发送或接收。并行通信传送速度快，但由于一个并行数据有n位二进制数，就需要n根传送线，所以常用于近距离的通信，在远距离传送的情况下，导线通信线路复杂，成本高。 （2）串行通信——所传送数据按顺序一位一位地发送或接收。所以，串行通信仅需要一根到两根传送线，在长距离传送时，通信线路简单、成本低，但与并行线路相比，传送速度慢，故常用于长距离传送而速度要求不高的场合。但近年来串行通信速度有了很快的发展，甚至可达到Mdit/s的数量级，因此在分布式控制系统中也得到广泛应用。 2、同步传送和异步传送 发送端与接收端之间的同步问题是数据通信中的一个重要问题。同步不好，轻者导致误码增加，重者使整个系统不能正常工作。传送过程中必须要解决好传送同步这一问题。根据数据信息通信时，传送字符中的bit数目相同分为同步传送和异步传送。 （1）同步传送。采用同步传输（Synchronus Transmission）时，将许多字符组成一个信息组进行传输，但是需要：在每组信息（通常称为帧）的开始处加上同步字符，在没有帧传输时，要填上空字符，因为同步传输不允许有间隙。在同步传输过程中，一个字符可以对应5～8bit。当然，在同一个传输过程中，所有字符对应同样的比特数，比如说n比特。这样，传输时，按每n比特划为一个时间片，发送端在一个时间片中发送一个字符，接收端在一个时间片中接收一个字符。 同步传输时，一个信息帧中包含许多字符，每个信息帧用同步字符作为开始。一般将同步字符和空字符用同一个代码。在整个系统中，由一个统一的时钟控制发送端的发送信息帧和空字符。接收端当然是能识别同步字符的，当检测到有一串比特和同字符相匹配时就认同该信息帧，于是，把此后的比特作为实际传输信息来处理。 在这种传输方式中数据以一组数据（数据块）为单位传送，数据块中每字节不需要起始位和停止位，因而就克服了异步传送效率低的缺点，但同步传送所需
表1 图1
图2 要通过S7-PNCPU的集成PROFINET接口实现S7通信，需要在硬件组态中建立连接。 2.硬件及网络组态 CPU采用两个315-2PN/DP，使用以太网进行通信。 在STEP7中创建一个新项目，项目名称为PNS7。插入两个S7-300站，在硬件组态中，分别插入CPU315-2PN/DP。如图3所示。 图3 新建以太网，打开“NetPro”设置网络参数，选中CPU，在连接列表中建立新的连接。如图4所示。
图4 然后双击该连接，设置连接属性。在“General”属性中块参数ID=1，这个参数即是下面程序中的参数“ID”。在SIMATIC315PN-1中激活“Establishanactiveconnection”，作为Client端，SIMATIC315PN-2作为Server端。 3.软件编程 3.1.无确认数据交换 SFB/FB8"USEND"向类型为“URCV”的远程伙伴SFB/FB发送数据。执行发送过程而不需要和SFB/FB伙伴进行协调。也就是说，在进行数据传送时不需要伙伴SFB/FB进行确认。 S7-300：在REQ的上升沿处发送数据。在REQ的每个上升沿处传送参数R_ID、 ID和SD_1。在每个作业结束之后，可以给R_ID、ID和SD_1参数分配新数值。 S7-400：在控制输入REQ的上升沿处发送数据。通过参数SD_1到SD_4来指向要 发送的数据，但并非都需要用到所有四个发送参数。 然而，必须确保参数SD_1到SD_4/SD_1和RD_1到RD_4/RD_1(在相应通讯伙 伴SFB/FB"URCV"上)所定义的区域在以下几个方面保持一致： ???编号 ???长度 ???数据类型 参数R_ID必须在两个SFB中完全相同。如果传送成功完成，则通过状态参数DONE来表示，此时其逻辑数值为1。SFB/FB9"URCV"从类型为“USEND”的远程伙伴SFB/FB中异步接收数据，并 把接收到的数据复制到组态的接收区域内。 当程序块准备好接收数据时，EN_R输入处的逻辑值为1。可以通过EN_R=0来取 消一个已激活的作业。 S7-300：在EN_R的每个上升沿处应用参数R_ID、ID和RD_1。在每个作业结束 之后，可以给R_ID、ID和RD_1参数分配新数值。 S7-400：通过参数RD_1到RD_4来指向接收数据区。 必须确保参数RD_i/RD_1和SD_i/SD_1(在相应通讯伙伴SFB/FB"USEND" 上)所定义的区域在以下几个方面保持一致： ???编号 ???长度 ???数据类型。 通过NDR状态参数逻辑数值为1来指示已经成功完成复制处理过程。参数R_ID必须在两个SFB/FB上完全相同。打开SIMATIC315PN-1的OB1，在OB1中依次调用FB8，FB9如图5、图6所示：
（电工技师培训资料） PLC数据网络通信 8、1 数据通信基础 无论是计算机，还是PLC、变频器及触摸屏都是数字设备，它们之间交换的信息是由“0”和“1”表示的数字信号。通常把具有一定编码、格式和位长要求的数字信号称为数据信息。 数据通信就是将数据信息通过适当的传送到另一台机器。这里的机器可以是计算机、变频器、可编程控制器、触摸屏以及远程I/O模块。数据通信系统任务是把地理位置不同的计算机和PLC、变频器、触摸屏及其他数字设备连接起来，高效地完成数据的传送、信息交换和通信处理三项任务。 8.1.1 数据通信方式 1、并行通信与串行通信 在数据信息通信时，按同时传送位数来分可分为并行通信与串行通信。 （1）并行通信——所传送数据的各位同时发送或接收。并行通信传送速度快，但由于一个并行数据有n位二进制数，就需要n根传送线，所以常用于近距离的通信，在远距离传送的情况下，导线通信线路复杂，成本高。 （2）串行通信——所传送数据按顺序一位一位地发送或接收。所以，串行通信仅需要一根到两根传送线，在长距离传送时，通信线路简单、成本低，但与并行线路相比，传送速度慢，故常用于长距离传送而速度要求不高的场合。但近年来串行通信速度有了很快的发展，甚至可达到Mdit/s的数量级，因此在分布式控制系统中也得到广泛应用。 2、同步传送和异步传送 发送端与接收端之间的同步问题是数据通信中的一个重要问题。同步不好，轻者导致误码增加，重者使整个系统不能正常工作。传送过程中必须要解决好传送同步这一问题。根据数据信息通信时，传送字符中的bit数目相同分为同步传送和异步传送。 （1）同步传送。采用同步传输（Synchronus Transmission）时，将许多字符组成一个信息组进行传输，但是需要：在每组信息（通常称为帧）的开始处加上同步字符，在没有帧传输时，要填上空字符，因为同步传输不允许有间隙。在同步传输过程中，一个字符可以对应5～8bit。当然，在同一个传输过程中，所
PLC与PC（个人计算机）通讯概述 个人计算机（以下简称PC）具有较强的数据处理功能，配备着多种高级语言，若选择适当的操作系统，则可提供优良的软件平台，开发各种应用系统，特别是动态画面显示等。随着工业PC的推出，PC在工业现场运行的可靠性问题也得到了解决，用户普遍感到，把PC连入PLC应用系统可以带来一系列的好处。 1. PC与PLC实现通信的意义 把PC连入PLC应用系统具有以下四个方面作用： 1）构成以PC为上位机，单台或多台PLC为下位机的小型集散系统，可用PC实现操作站功能。 2）在PLC应用系统中，把PC开发成简易工作站或者工业终端，可实现集中显示、集中报警功能。 3）把PC开发成PLC编程终端，可通过编程器接口接入PLC，进行编程、调试及监控。 4）把PC开发成网间连接器，进行协议转换，可实现PLC与其它计算机网络的互联。 2. PC与PLC实现通信的方法 把PC连入PLC应用系统是为了向用户提供诸如工艺流程图显示、动态数据画面显示、报表编制、趋势图生成、窗口技术以及生产管理等多种功能，为PLC应用系统提供良好、物美价廉的人机界面。但这对用户的要求较高，用户必须做较多的开发工作，才能实现PC 与PLC的通信。 为了实现PC与PLC的通信，用户应当做如下工作： 1）判别PC上配置的通信口是否与要连入的PLC匹配，若不匹配，则增加通信模板。 2）要清楚PLC的通信协议，按照协议的规定及帧格式编写PC的通信程序。PLC中配有通信机制，一般不需用户编程。若PLC厂家有PLC与PC的专用通信软件出售，则此项任务较容易完成。 3）选择适当的操作系统提供的软件平台，利用与PLC交换的数据编制用户要求的画面。4）若要远程传送，可通过Modem接入电话网。若要PC具有编程功能，应配置编程软件。 3. PC与PLC实现通信的条件 从原则上讲，PC连入PLC网络并没有什么困难。只要为PC配备该种PLC网专用的通信卡以及通信软件，按要求对通信卡进行初始化，并编制用户程序即可。用这种方法把PC连入PLC 网络存在的唯一问题是价格问题。在PC上配上PLC制造厂生产的专用通信卡及专用通信软
1）通过使用PLC开发商提供的系统协议和网络适配器，来实现PLC与PC机的互联通信。但是由于其通信协议是不公开的，因此互联通信必须使用PLC 开发商提供的上位机组态软件，并采用支持相应协议的外设。可以说这种方式是PLC开发商为自己的产品量身定作的，因此难以满足不同用户的需求。 2）使用目前通用的上位机组态软件，如组态王、InTouch、WinCC、力控等，来实现PLC与PC机的互连通信。组态软件以其功能强大、界面友好、开发简洁等优点目前在PC监控领域已经得到了广泛的应用，但是一般价格比较昂贵。组态软件本身并不具备直接访问PLC寄存器或其它智能仪表的能力，必须借助I/O驱动程序来实现。 也就是说，I/O驱动程序是组态软件与PLC或其它智能仪表等设备交互信息的桥梁，负责从设备采集实时数据并将操作命令下达给设备，它的可靠性将直接影响组态软件的性能。但是在大多数情况下，I/O驱动程序是与设备相关的，即针对某种PLC的驱动程序不能驱动其它种类的PLC，因此组态软件的灵活性也受到了一定的限制。 3）利用PLC厂商所提供的标准通信端口和由用户自定义的自由口通信方式来实现PLC与PC机的互连通信。这种方式由用户定义通信协议，不需要增加投资，灵活性好，特别适合于小规模的控制系统。 通过上述分析不难得出，掌握如何利用PLC厂商提供的标准通信端口和自由口通信方式以及大家所熟悉的编程语言来实现PC与PLC之间的实时通信是非常必要的。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解台达PLC、西门子PLC、施耐德plc、欧姆龙PLC的选型，报价，采购，参数，图片，批发等信息，请关注艾驰商城http://www.iacmall.com/
一个集成控制系统，它的功能的体现取决于如何有效地组合该集成控制系统内的各个元件，取决于如何使各个元件能够协调地工作。罗克韦尔自动化意识到了这一点，意识到有效地组合各元件可以通过构成一个结构开放的网络来实现，而使各个元件协调工作则需要使各元件间通信方便，使各元件间能有效地交换各种数据。因此，网络和通信便是一个自动化系统能否发挥其功能的重要因素。罗克韦尔自动化提供了从按钮到可编程序控制器、从传感器到软件、从变频器到信息显示等一系列产品，由此所组成的自动化控制网络正发挥着重要的作用。 一、目前的网络结构及其通信 一个完整的自动化系统其控制可分为3个层次： 1、信息层 这是整个自动化网络的最高层，也是对现场采集到的数据和信息进行处理和管理的一层。 2、控制层这是操作所在的一层，它将处理器与处理器之间的信息交流、将处理器与输入/输出接口之间的信息交流集成在这一层。 3、设备层这是面向现场设备的一层，也是整个自动化网络的最低层，它可以将操作信息送到现场设备，也可以将现场设备的情况反馈到操作者。 相应地，罗克韦尔自动化A-B推出了由以太网、控制网和设备网所组成的开放型网络，如图1示。其中，以太网是以TCP/IP（传输控制协议/网际协议）作为其传输协议的开放型的网络信息层；控制网是一个开放型的现代化的控制网络，可以提供可编程序控制器、输入/输出机架、个人计算机、第三方软硬件以及相关输入/输出设备间的实时通信；设备网是一个开放型的全球化的工业标准通信网络，无需中间的输入/输出系统就可以将现场设备和可编程序控制器直接相连。 图1 设备网网络的典型结构
设备网（DeviceNet TM） 采用设备网，只需通过一根电缆就能够将可编程序控制器直接连接到智能化设备，如传感器、按钮、马达起动器、变频器、简单的操作员接口等，省却了可编程序控制器与输入/输出网络的通信、输入/输出网络与现场设备的硬连线。正是由于设备网可以省却输入/输出网络的这一特点，它才可以使产品集成变得容易，使产品安装和连线费用降低。同时，通过采用全新的生产者/客户（producer/consumer）通信模式，又为设备网提供了强有力的故障诊断和故障查询能力。采用设备网扫描器（1771-SDN、1747-SDN），PLC、SLC500系列可编程序控制器可以连接到设备网，一方面实现了可编程序控制器到现场设备的直接通信，另一方面又可以将设备网和用户现有的AB系统集成在一起。采用1784-PCD、1770-KFD、 1770-KFDG等插卡，还可以将个人计算机、工作站、笔记本电脑等接入设备网，从而可以直接在计算机上对现场设备的操作进行编程，如变频器的加速速率和减速速率。此外，设备网不仅可提供大量的数字量I/O接口，而且可以通过FF （Foundation Fieldbus）现场总线提供大量的模拟量I/O接口，因而许多应用场合都可以采用设备网来作为其解决方案。 设备网网络的典型结构，如图1所示。 控制网（ControlNet TM） 采用生产者/客户（producer/consumer）通信模式，控制网结合了输入/输出网络和点对点信息网络的功能，既可以满足对时间苛求的控制数据传输（如I/O刷新、控制器到控制器的互锁）的需要，又可以满足对时间非苛求的数据传输（如程序上载、下载、信息传送）的需要。控制网适用于实时、高信息吞吐量的应用场合，它的数据传输速率高达5M Bps。因为它的这种高速率，控制网可以支持高度分布式的自动化系统，特别是那些具有高速数字量I/O和大量模拟量I/O的系统。I/O 机架和其它设备可以安放在离可编程序控制器几百米远的地方，或者，对于分布式控制系统来说，可以就将可编程序控制器放置在I/O机架中，这样，PLC可以在监视其驻留本地I/O的同时通过控制网与上一级管理控制器进行通信。 控制网能够处理在一根电缆上的所有控制数据：点对点信息传送、远程编程、故障查询、I/O刷新和PLC处理器之间的信息互锁。通过采用专利性的介质存取方法，对时间苛求的数据的传输总是拥有比对时间非苛求的数据的传输更高的优先权，因而I/O刷新和PLC之间的互锁永远比程序上载、下载和一般信息传输更为优先，这使得控制网上的数据传输具有确定性和可重复性。AB公司提供了内置控制网扫描器的C系列PLC处理器、I/O机架控制网适配器（1771-ACN、1771-ACNR、1794-ACN）、个人计算机的控制网插卡（1770-KFC、1770-KFCD、1784-KTC、1784-KTCX）等产品，使得控制网安装方便、成本低、效率高。典型的控制网网
