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【摘 要】本文分析总结了PLC网络通讯中几种常用的通讯方式,指出了各种通讯方式各自的特点及应用,并分析了几种通讯方式的工作过程。
【关键词】PLC;网络;通讯
一、PLC控制网络的“周期I/O方式”通信
PLC的远程I/O链路就是一种PLC控制网络,在远程I/O链路按主从方式工作,PLC带的远程I/O主单元在远程I/O链路中担任主站,其他远程I/O单元皆为从站。在主站中设计一个”远程I/O缓冲区”,采用邮箱结构,划分几个分箱与每个从站一一对应,每个分箱在分为俩格,一格管发送,一个管接收。主站中负责通信的处理器采用周期扫描方式,按顺序与格从站交换数据,把与其对应的分箱中发送分格的数据送从站,从从站中读取数据放入与其对应的分箱的接收分格中。这样周而复始使主站中的”远程I/O缓冲区”得到周期性刷新。
主站中负责通信的处理器采用周期扫描方式与各从站交换数据,使主战中“远程I/O缓冲区”得到周期性的刷新,这样一种通信方式即涉及到周期又涉及到I/O,因而被称为周期I/O方式。这种通信方式要占用PLC的I/O区,因此只适用于少量数据的通信。从表面上看来远程I/O链路德通信就如PLC直接对远程I/O单元进行读写操作,因此简单、 方便。
二、PLC控制网络的”全局I/O方式”通信
全局I/O方式是一种串行共享存储通行方式,它主要用于带有链接区的PLC之间的通信。全局I/O方式中的链接区是从PLC的I/O去划分出来的,经过等值化通信变化所有PLC共享(全局共享),因此称为“全局I/O方式”。在这种方式下,PLC直接用读写指令对链接区进行读写操作,简单、方便、快速,但应注意在一台PLC某地址的写操作在其他PLC中对同一地址只能进行读操作。与周期PLC方式一样,全局I/O方式也要占用PLC的I/O区,因而只适用与少量的数据通信。
三、主从总线1:N通信方式
主从总线通信方式称为1:N通信方式。这种通信方式中只有一个主站,其他都是从站,就是因为这个原因主从总线通信方式又称1:N通信方式。
主从总线通信方式采用集中式存取控制技术分配总线使用权,通常采用轮旬表法。这轮旬表是从站号排列顺序表,该表配置在主站中,主站按照轮询表的顺序对从站进行询问,看他是否需求使用总线,从而达到分配总线使用权的目的。
主从总线通信方式中有如下两种数据传送方式:(1)只允许主从通信方式,这种通信方式只允许主从通信,也允许从从通信,从站要交换数据信息,必须由主站中转。(2)即可主从通信又可从从通信方式 这种通信方式即允许主从通信,也允许从从通信,从站获得总线使用权后先安排主从通信,再安排本身与其他从站之间的通信,即从从通信
四、令牌总线N:N通信方式
在总线结构上的PLC子网上有N个站,它们都是主站,没有主站与从站之分,所以称之为N:N通信方式。它采用令牌总线存取控制技术。在物理总线上组成一个逻辑环,让个令牌在逻辑环上按一定方向流动,获取令牌的站就取得了总线使用权。令牌总线存取控制方向限制每个站都有机会获取总线使用权,并可提供优先级服务,这种令牌总线存取控制方式具有较好的实时性。
五、浮动主站N:M通信方式
浮动主站通信方式又称N:M通信方式,它适用于总线结构的PLC网络。在总线上设有M个站,其中N个为主站,其余为从站(N N:M的通信方式采用令牌总线与主从总线相结合的存取控制技术。获得总线使用权的主站按主从方式确定在自己令牌持有的时间内与哪些站通信。一般在主站中配置有一张轮询表,可按轮询表上排列的其他主站号及从站号进行轮询。获令牌的主站对于用户随机提出的通信任务可按优先级安排在轮询之前或之后进行。获总线使用权的主站可采用多种数据传送方式与目的站通信。
六、令牌环通信方式
在工业局域PLC网络中采用环形拓补结构,其采取控制方式采用令牌法,具有较好实时性。令牌在物理环中按箭头方向一站接一站的传送。获令牌的站才有机会发送数据。设D站要B站发送数据,当令牌传送到D 站时,D站把令牌变为暂停证,然后把持发数据按特定的格式加在暂停为后面从D站发送出去,最后再加上令牌一起发往C站。此帧信息经C站中转后到达B站,B站把自己的本站地址与帧格式中目的地址相比较,发现两者相同,表明此帧信息是发给B站的,然后对此帧信息进行差错校验,并把校验的结果以肯定答案或否定答案填在ACK段中。同时将该帧信息复制下来,再把带有应答的帧向下继续传送,经A站中转到达D。D站用自己本站的地址与帧中源地址相比较发现两者相同,表明该帧信息是由自己发出的,在检查ACK段。若为否定应答,要组织重发;若为肯定应答,则把此帧从环上吸收掉,只剩下令牌在环上继续流动。
帧格式的最后为一令牌,当本站获此令牌后也同样可继续发送数据,把次令牌变为暂停证,后面带上发送的帧,最后再加上令牌,这时帧格式将变成两个暂停证、两帧、再加令牌,其传送过程与第一帧相似,这里不再重复。显然令牌环通信方式采用的是有应答数据传送方式。
七、CSMA\CD通信方式
这是一种随机通信方式,适用于总线结构的PLC网络,总线上各站地位平等,没有主从之分。可采用.CSMA\CD存取控制方式,通俗说就是“先听后讲,边讲边听”。所谓先听后讲是指要求使用总线的各站,在发送数据之前必须先监听,看总线是否空闲,确认总线空闲后再向总线发送数据。为避免发送数据出现冲突,而采用“边讲边听”。发送数据的站,一边发送,一边监听,如果发现冲突立即停止发送,并通知网上其他各站,解决重新上网时间。
八、多种通信方式的集成
在现场总线中,经常把多种通信方式集成配置在某一级子网上。目前如何自动的将一种通信方式切换到另一种通信方式,如何按优先级进行调度,都成为现在多种通信方式集成的关键问题。
【关键词】PLC;网络;通讯
一、PLC控制网络的“周期I/O方式”通信
PLC的远程I/O链路就是一种PLC控制网络,在远程I/O链路按主从方式工作,PLC带的远程I/O主单元在远程I/O链路中担任主站,其他远程I/O单元皆为从站。在主站中设计一个”远程I/O缓冲区”,采用邮箱结构,划分几个分箱与每个从站一一对应,每个分箱在分为俩格,一格管发送,一个管接收。主站中负责通信的处理器采用周期扫描方式,按顺序与格从站交换数据,把与其对应的分箱中发送分格的数据送从站,从从站中读取数据放入与其对应的分箱的接收分格中。这样周而复始使主站中的”远程I/O缓冲区”得到周期性刷新。
主站中负责通信的处理器采用周期扫描方式与各从站交换数据,使主战中“远程I/O缓冲区”得到周期性的刷新,这样一种通信方式即涉及到周期又涉及到I/O,因而被称为周期I/O方式。这种通信方式要占用PLC的I/O区,因此只适用于少量数据的通信。从表面上看来远程I/O链路德通信就如PLC直接对远程I/O单元进行读写操作,因此简单、 方便。
二、PLC控制网络的”全局I/O方式”通信
全局I/O方式是一种串行共享存储通行方式,它主要用于带有链接区的PLC之间的通信。全局I/O方式中的链接区是从PLC的I/O去划分出来的,经过等值化通信变化所有PLC共享(全局共享),因此称为“全局I/O方式”。在这种方式下,PLC直接用读写指令对链接区进行读写操作,简单、方便、快速,但应注意在一台PLC某地址的写操作在其他PLC中对同一地址只能进行读操作。与周期PLC方式一样,全局I/O方式也要占用PLC的I/O区,因而只适用与少量的数据通信。
三、主从总线1:N通信方式
主从总线通信方式称为1:N通信方式。这种通信方式中只有一个主站,其他都是从站,就是因为这个原因主从总线通信方式又称1:N通信方式。
主从总线通信方式采用集中式存取控制技术分配总线使用权,通常采用轮旬表法。这轮旬表是从站号排列顺序表,该表配置在主站中,主站按照轮询表的顺序对从站进行询问,看他是否需求使用总线,从而达到分配总线使用权的目的。
主从总线通信方式中有如下两种数据传送方式:(1)只允许主从通信方式,这种通信方式只允许主从通信,也允许从从通信,从站要交换数据信息,必须由主站中转。(2)即可主从通信又可从从通信方式 这种通信方式即允许主从通信,也允许从从通信,从站获得总线使用权后先安排主从通信,再安排本身与其他从站之间的通信,即从从通信
四、令牌总线N:N通信方式
在总线结构上的PLC子网上有N个站,它们都是主站,没有主站与从站之分,所以称之为N:N通信方式。它采用令牌总线存取控制技术。在物理总线上组成一个逻辑环,让个令牌在逻辑环上按一定方向流动,获取令牌的站就取得了总线使用权。令牌总线存取控制方向限制每个站都有机会获取总线使用权,并可提供优先级服务,这种令牌总线存取控制方式具有较好的实时性。
五、浮动主站N:M通信方式
浮动主站通信方式又称N:M通信方式,它适用于总线结构的PLC网络。在总线上设有M个站,其中N个为主站,其余为从站(N
六、令牌环通信方式
在工业局域PLC网络中采用环形拓补结构,其采取控制方式采用令牌法,具有较好实时性。令牌在物理环中按箭头方向一站接一站的传送。获令牌的站才有机会发送数据。设D站要B站发送数据,当令牌传送到D 站时,D站把令牌变为暂停证,然后把持发数据按特定的格式加在暂停为后面从D站发送出去,最后再加上令牌一起发往C站。此帧信息经C站中转后到达B站,B站把自己的本站地址与帧格式中目的地址相比较,发现两者相同,表明此帧信息是发给B站的,然后对此帧信息进行差错校验,并把校验的结果以肯定答案或否定答案填在ACK段中。同时将该帧信息复制下来,再把带有应答的帧向下继续传送,经A站中转到达D。D站用自己本站的地址与帧中源地址相比较发现两者相同,表明该帧信息是由自己发出的,在检查ACK段。若为否定应答,要组织重发;若为肯定应答,则把此帧从环上吸收掉,只剩下令牌在环上继续流动。
帧格式的最后为一令牌,当本站获此令牌后也同样可继续发送数据,把次令牌变为暂停证,后面带上发送的帧,最后再加上令牌,这时帧格式将变成两个暂停证、两帧、再加令牌,其传送过程与第一帧相似,这里不再重复。显然令牌环通信方式采用的是有应答数据传送方式。
七、CSMA\CD通信方式
这是一种随机通信方式,适用于总线结构的PLC网络,总线上各站地位平等,没有主从之分。可采用.CSMA\CD存取控制方式,通俗说就是“先听后讲,边讲边听”。所谓先听后讲是指要求使用总线的各站,在发送数据之前必须先监听,看总线是否空闲,确认总线空闲后再向总线发送数据。为避免发送数据出现冲突,而采用“边讲边听”。发送数据的站,一边发送,一边监听,如果发现冲突立即停止发送,并通知网上其他各站,解决重新上网时间。
八、多种通信方式的集成
在现场总线中,经常把多种通信方式集成配置在某一级子网上。目前如何自动的将一种通信方式切换到另一种通信方式,如何按优先级进行调度,都成为现在多种通信方式集成的关键问题。