通信是指一地与另一地之间的信息传递。PLC通信是指PLC与计算机、PLC与PLC、PLC与人机界面(触摸屏)、PLC与变频器、PLC与其他智能设备之间的数据传递。
(1) 有线通信和无线通信
有线通信是指以导线、电缆、光缆、纳米材料等看得见的材料为传输介质的通信。无线通信是指以看不见的材料(如电磁波)为传输介质的通信,常见的无线通信有微波通信、短波通信、移动通信和卫星通信等。
(2) 并行通信与串行通信
并行通信是指数据的各个位同时进行传输的通信方式,其特点是数据传输速度快,它由于需要的传输线多,故成本高,只适合近距离的数据通信。PLC主机与扩展模块之间通常釆用并行通信。
串行通信是指数据一位一位地传输的通信方式,其特点是数据传输速度慢,但由于只需 要一条传输线,故成本低,适合远距离的数据通信。PLC与计算机、PLC与PLC、PLC与人机界面、PLC与变频器之间通信采用串行通信。
(3) 异步通信和同步通信
串行通信又可分异步通信和同步通信。PLC与其他设备通信主要釆用串行异步通信方式。
在异步通信中,数据是一帧一帧地传送,一帧数据传送完成后,可以传下一帧数据,也可以等待。串行通信时,数据是以帧为单位传送的,帧数据有一定的格式,它是由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位组成。
在异步通信中,每一帧数据发送前要用起始位,在结束时要用停止位,这样会导致数据传输速度较慢。为了提高数据传输速度,在计算机与一些高速设备数据通信时,常采用同步通信。同步通信的数据后面取消了停止位,前面的起始位用同步信号代替,在同步信号后面可以跟很多数据,所以同步通信传输速度快,但由于同步通信要求发送端和接收端严格保持同步,这需要用复杂的电路来保证,所以PLC不釆用这种通信方式。
(4) 单工通信和双工通信
在串行通信中,根据数据的传输方向不同,可分为三种通信方式:单工通信、半双工通信和全双工通信。
单工通信,顾名思义,是数据只能往一个方向传送的通信,即只能由发送端传输给接收端。
半双工通信,数据可以双向传送,但在同一时间内,只能往一个方向传送,只有一个方向的数据传送完成后,才能往另一个方向传送数据。
全双工通信,数据可以双向传送,通信的双方都有发送器和接收器,由于有两条数据线,所以双方在发送数据的同时可以接收数据。
有线通信釆用传输介质主要有双绞线、同轴电缆和光缆。
(1) 双绞线
双绞线是将两根导线扭在一起,以减少电磁波的干扰,如果再加上屏蔽套层,则抗干扰能力更好,双绞线的成本低、安装简单,RS-232C、RS-422和RS-485等接口多用作双绞线电缆进行通信。
(2) 同轴电缆
同轴电缆的结构是从内到外依次为内导体(芯线)、绝缘线、屏蔽层及外保护层。由于从截面看这四层构成了 4个同心圆,故称为同轴电缆。根据通频带不同,同轴电缆可分为基带和宽带两种,其中基带同轴电缆常用于Ethernet(以太网)中。同轴电缆的传送速度高、传输距离远,但价格较双绞线高。
(3) 光缆
光缆是由石英玻璃经特殊工艺拉成细丝结构,这种细丝的直径比头发丝还要细,但它能传输的数据量却是巨大的。它是以光的形式传输信号的,其优点是传输的为数字的光脉冲信号,不会受电磁干扰,不怕雷击,不易被窃听,数据传输安全性好,传输距离长,且带宽宽、传输速度快。但由于通信双方发送和接收的都是电信号,因此通信双方都需要价格昂贵的光纤设备进行光电转换,另外光纤连接头的制作与光纤连接需要专门工具和专门的技术人员。
RS-485接口是在RS-422基础上发展起来的一种EIA标准串行接口,釆用“平衡差分驱动”方式。RS-485接口满足RS-422的全部技术规范,可以用于RS-422通信。RS-485 接口常釆用9针连接器。RS-485接口的引脚功能如表5-7所示。
西门子PLC的PPI通信、MPI通信和PROFIBUS-DP现场总线通信的物理层都是RS-485 通信,而且釆用都是相同的通信线缆和专用网络接头。西门子提供两种网络接头,其一是标准网络接头(用于连接PROFIBUS站和PROFIBUS电缆实现信号传输,一般带有内置的终端电 阻,如果该站为通信网络节点的终端,则需将终端电阻连接上,即将开关拨至ON端),如图5-22所示。其二是编程端口接头,可方便地将多台设备与网络连接,编程端口允许用户将编程站或HMI与网络连接,且不会干扰任何现有的网络连接。编程端口接头通过编程端口传送所有 来自S7-200 SMART CPU的信号,这对于连接由S7-200 SMART CPU供电的设备尤其有用。标准网络接头和编程端口接头均有两套终端螺钉,用于连接输入和输出网络电缆。
知识点词条:通信概述