可编程序控制器的通信与自动化通信网络

  计算机通信简介

  近年来，计算机控制已被迅速地推广和普及，相当多的企业已经在大量地使用各式各样的可编程设备，如工业控制计算机、可编程序控制器、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，相互之向进行数据通信，实现分散控制和集中管理，是计算机控制系统发展的大趋势，因此有必要了解有关工厂自动化通信网络和可编程序控制器的通讯方面的知识。

  1.并行通信与串行通信

  并行数据道信是以字节或字为单位的数据传输方式，除了8根或16根数据线、一根公共线外，还需要通信双方联络用的控制线。并行通信的传送速度快，但是传输线的根数多，成本高，一般用于近距离的数据传送，如打印机与计算机之间的数据传送，工业控制一般使用申行数据通信。

  串行数据通信是以二进制的位(bit)为单位的数据传输方式，每次只传送一位，除了公共线外，在一个数据传输方向上只需要一条数据线，这根线既是数据线又是通信联络控制线，联络信号和数据信号在这根线上按位进行传送。串行通信需要的信号线少，最少的只需要两根线(双绞线)，适用于距离较远的场合。计算机和可编程序控制器都有通用的申行通信接口(如RS-232C)，工业控制中一般使用串行通信。

  2.异步通信与同步通信

  在申行通信中，通信的速宰与时钟脉冲有关，按收方的接收速率和发送方的传送速率应相同，但是实际的发送速率与接收速率之间总是有一些微小的差别，如果不采取措施，在连续传送大量的信息时，将会因积累误差造成错位，使接收方收到错误的信息。为了解决这一问题，需要使发送过程和接收过程同步。按同步方式的不同，可将中行通信分为异步通信和同步通信。

图 7-1 异步通信的信息格式

  如图7-1所示，异步通信的信息格式，发出的o字符由一个起始位、7~8个数据位、1个奇偶校验位(可以没有)和停止位(1位，1位半或两位)组成。在通信开始之前，通信的双方需要对所采用图了-1异步通信的信息格式的信息格式和数据的传输速率作相同的约定，接收方检测到停止位和起始位之间的下降沿后，将它作为接收的起始点，在每一位的中点接收信息。由于一个字符中包含的位数不多，即使发送方和接收方的收发频率略有不同，也不会因两台机器之间的时钟周期的积累误差而导致收发错位。异步通信传送附加的非有效信息较多，它的传输效率较低，可编程序控制器一般使用异步通信。

  同步通信以字节为单位(一个字节由8位二进制数组成)，每次传送1-2个同步字符、若十个数据字节和校验字符。同步字符起联络作用，用它来通知接收方开始接收数据。在同步通信中，发送方和接收方要保持完全的同步，这意味者发送方和接收方应使用同一时钟脉冲。在近巨离通信时，可以在传输线中设置一根时钟信号统，在近距唐通信时，可以通过调制解调方式在数据流中提取出同步信号，使接收方得到与发送方一模一样的接收时钟信号。

  由于同步通信方式不需要在每个数据字符中加起始位、停止位和奇偶校验位，只需要在数据块(往往很长)之前加--两个同步字符，所以传输效率高，但是对硬件的要求较高，一般用于高速通信。

  3.单工与双工通信方式

  沿单一方向发送或接收数据称为单工通信方式。双工方式的信息可沿两个方向传送，每一个站既可以发送数据，也可以接收数据。双工方式又分为全双工和半双工两种方式。

  (1)全双工方式

  数据的发送和接收分别由两根或两组不同的数据线传送.通信的双方都能在同一时刻接收和发送信息，这种传送方式称为全双工方式(见图7-2)。

  (2)半双工方式

  用同一组线发送和接收数据，通信的对象在同一时刻只可以发送数据或接收数据，这种传送方式称为半双工方式(见图7-3)。

  (3)传输速率

  在串行通信中，传输速率(又称波特率)的单位是比特每秒，即每秒传送的二进制位数，其符号为bit/或bps。常用的标准波特率为300hps.600bpe.1200bps.2400bp.4 800bpe、9600bps和19200bps等，不同的串行通信网络的传输速率差别极大，有的只有数百比特每秒，高速串行通信网络的传输速率可达1 000Mbpas。

图7-2全双工方式

图7-3半双工方式