SIMATIC S7-1500 PLC的通信及其应用(通信的基本概念)基础精华帖

支撑关键词——1:上/下位机


上位计算机:人可以直接发出操控命令的计算机,一般是PC(电脑),或者HMI(人机触摸板)屏幕上显示各种信号变化(液压,水位,温度等)。

上位计算机:下位机是直接控制设备获取设备状况的计算机,一般是PLC/单片机之类的。

通信过程:上位机发出的命令首先给下位机,下位机再根据此命令解释成相应时序信号直接控制相应设备。下位机不时读取设备状态数据(一般为模拟量),转换成数字信号反馈给上位机。简言之如此,实际情况千差万别,但万变不离其宗:上下位机都需要编程,都有专门的开发系统。

               支撑关键词——2:分布式控制系统(DCS):


在一个分布式系统中,一组独立的计算机展现给用户的是一个统一的整体,就好像是一个系统似的。系统拥有多种通用的物理和逻辑资源,可以动态的分配任务,分散的物理和逻辑资源通过计算机网络实现信息交换。系统中存在一个以全局的方式管理计算机资源的分布式操作系统。通常,对用户来说,分布式系统只有一个模型或范型。在操作系统之上有一层软件中间件(middleware)负责实现这个模型。一个著名的分布式系统的例子是万维网(World Wide Web),在万维网中,所有的一切看起来就好像是一个文档(Web页面)一样。

看张图片也许好一点:

正文:通信的基础知识


PLC的通信包括PLC与PLC之间的通信、PLC与上位计算机之间的通信以及和其他智能设备之间的通信。PLC与PLC之间通讯的实质就是计算机的通信,使得众多独立的控制任务构成一个控制工程整体,形成模块控制体系。PLC与计算机连接组成网络,将PLC用于控制工业现场,计算机用于编程、显示和任务管理等任务,构成“集中处理、分散控制”的分布式控制系统(DCS)。
通信最常见的方式有3种类型:
1.串口通信与并行通信;
2.异步通信与同步通讯;
3.单工、全双工与半双工;
通信方式1.1——串口通信:

串口通信和并行通信是两种不同的数据传输方式。
先来看看串行:
串行通信如上图,通过一对儿导线将发送方与接收方进行连接,传输数据的每个二进制位,也就是一位一位的传送,按照规定顺序在同一导线上依次发送与接收,常用的USB接口就是串行通信口。
串行通信的特点是通信控制复杂,通信电缆少,因此与并行通信相比,成本更低是串行的优点。
通信方式1.2——并行通信:

并行通信就是将一个8位数据(或者16位,或者32位)的每一个二进制位采用单独的导线进行传输,并将传送方和接收方进行并行连接,一个数据的各二进制位可以在同一时间内一次进行传送,如上图所示,并行通信的传送的效率要比串口通信高得多。

例如打印机的打印口和计算机的通信就是并行通信。

通信方式2——异步通信与同步通信:


异步通信与同步通信也成为异步传送与同步传送,这是串行通信的两种基本信息传送方式。从用户的角度上来说,两者最主要的区别在于通信方式的“帧数”不同。

异步通信方式又称为起止方式。它在发送字符时,要先发起起始位,然后才是字符的本身,最后是停止位,字符之后还可以加入奇偶校验位。异步通信方式硬件简单、成本低廉;主要用于传输速率低于19.2Kbit/s以下的数据通信。

同步通信方式在传递数据的同时,也传输时钟同步信号,并始终按照给定的时刻采集数据。其传输的效率高,硬件复杂,成本高,一般用于传输速率高于20Kbit/s以上的数据通信。

通信方式3.1——单工通信:


单工(Simplex):指数据只能实现单向传送的通信方式,一般用于数据的输出,不可以进行数据交换,如上图,从头至尾,从一而终。

通信方式3.2——双工通信:


双工(Full Simplex):也称全双工,指数据可以进行双向数据传送,同一时刻既能发送数据,也能接收数据,如上图所示。双工通讯需要两对儿双绞线连接,通信线路成本较高,例如RS-422就是全双工通信。

通信方式3.2——双工通信:

半双工(Half Simplex):指数据可以进行双向数据传送,同一时刻,只能发送数据或接收数据,如图所示,此类通信方式也需要用双绞线进行连接,但是与全双工相比,通信线路成本低。例如,常用的RS-485只有一对儿双绞线时就是“半双工”通信方式。


明天会为大家继续更新:PLC网络的术语解释!

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