PLC通信与网络

  PLC网络概述

  随着全球经济的发展，制造业领域大规模集约化生产的趋势对生产自动化程度的要求越来越高。自动控制系统也从传统的集中式控制向分布式网络化控制发展。这就要求构成控制系统的PLC必须有通信及网络控制功能，能够互相连接，远程通信，从而构成网络。这些市场的需求促使各PLC的生产厂商纷纷给自己的产品增加通信及联网的功能，研制开发自己的 PLC网络产品。如西门子公司的SINECH3网,OMRON 公司的SYSMAC网，三菱公司的 MELSEC NET网等。目前，市场上的 PLC产品，即使是微型和小型的PLC也都具有网络通信的接口。今后的PLC网络的总体发展趋势是向高速、多层次、大信息吞吐量、高可靠性和开放式发展。

  本章将先介绍数据通信及网络基础，循序渐进地介绍 S7-200系列PLC的通信与网络，最后介绍 S7-200系列 PLC的网络高级应用。

  数据通信及网络基础

  模拟信号与数字信号

  在数字通信中，信号是数据在传输过程中的电信号的表示形式。电话线上传送的按照声音的强弱幅度连续变化的电信号称为模拟信号(Analog signal)。模拟信号的信号电平是连续变化的，其波形如图6-1(a)所示。计算机所产生的电信号是用两种不同的电平来表示 Obit、1bit 序列的电压脉冲信号，这种电信号称为数字信号(Digital signal)。数字信号的波形如图6-1(b)所示。按照在传输介质上传输的信号类型，可以相应地将通信系统分为模拟通信系统与数字通信系统两种。

  串行通信与并行通信

  数据通信按照字节使用的信道数，可以分为两种:串行通信和并行通信。在计算机中，通常是用8位的二进制代码来表示一个字符。在数据通信中，按图6-2(a)所示的方式，将待传送的每个字符的二进制代码按由低位到高位的顺序，依次发送。这种方式称为串行通信。

  在数据通信中，如果按图6-2(b)所示的方式，将表示一个字符的8位二进制代码同时通过8条并行的通信信道发送出去，每次发送一个字符代码，这种工作方式称为并行通信。

  显然，采用串行通信方式只需要在收发双方之间建立一条通信信道；采用并行通信方式，收发双方之间必须建立并行的多条通信信道。对于远程通信来说，在同样传输速率的情况下，并行通信在单位时间内所传送的码元数是串行通信的n倍(此例中n=8)。由于需要建立多个通信信道，并行通信方式的造价较高；因此在远程通信中，人们一般采用串行通信方式。

  单工通信、半双工通信与全双工通信

  数据通信按照信号传送方向与时间的关系，可以分为3种:单工通信、半双工通信、全双工通信。

  单工通信方式如图6-3(a)所示，信号只能向一个方向传输，任何时候都不能改变信号的传送方向。只能向一个方向传送的通信信道，只能用于单工通信方式中。

  半双工通信方式如图6-3(b)所示，信号可以双向传送，但必须是交替进行，一个时间只能向一个方向传送。可以双向传送信号，但必须交替进行的通信信道，只能用于半双工通信方式中。

  全双工通信方式如图6-3(c)所示，信号可以同时双向传送。只有可以双向同时传送信号的通信信道，才能实现全双工通信，自然也就可以用于单工或半双工通信。