PLC系統(tǒng)中通訊方式有哪些方式？

Plc網(wǎng)絡(luò)由多個(gè)子網(wǎng)組成，每個(gè)子網(wǎng)的通信過(guò)程由通信協(xié)議決定，通信方式是通信協(xié)議的核心內(nèi)容。通信模式包括訪問(wèn)控制模式和數(shù)據(jù)傳輸模式。所謂接入控制(也稱(chēng)接入控制)是指如何獲得共享通信介質(zhì)的使用權(quán)，而數(shù)據(jù)傳輸是指站獲得通信介質(zhì)使用權(quán)后如何傳輸數(shù)據(jù)。

1.周期性輸入輸出通信模式

在可編程控制器的遠(yuǎn)程輸入輸出鏈路中，經(jīng)常使用周期性輸入輸出通信。遠(yuǎn)程輸入輸出鏈路以主從模式工作，PLC遠(yuǎn)程輸入輸出主控單元作為主站，其他遠(yuǎn)程輸入輸出單元作為從站。在主站設(shè)置一個(gè)“遠(yuǎn)程I/O緩沖區(qū)”，采用郵箱結(jié)構(gòu)，分為若干個(gè)子箱，對(duì)應(yīng)每個(gè)從站，每個(gè)子箱進(jìn)一步分為兩個(gè)隔間，一個(gè)用于發(fā)送，一個(gè)用于接收。主站中的通信處理器通過(guò)周期掃描的方式依次與各從站交換數(shù)據(jù)，將相應(yīng)子盒中發(fā)送的數(shù)據(jù)發(fā)送給從站，并從從站讀取數(shù)據(jù)，放入相應(yīng)子盒的接收子盒中。這樣，主站中的“遠(yuǎn)程輸入/輸出緩沖區(qū)”被定期刷新。

在主站中，PLC的CPU單元負(fù)責(zé)掃描用戶(hù)程序。它按照循環(huán)掃描模式進(jìn)行處理。每個(gè)周期都有一段集中輸入輸出處理的時(shí)間。此時(shí)，它讀寫(xiě)本地輸入/輸出單元和遠(yuǎn)程輸入/輸出緩沖區(qū)?？删幊踢壿嬁刂破鞯闹醒胩幚砥鲉卧ㄆ趻呙栌脩?hù)程序，與可編程邏輯控制器的通信處理器定期異步掃描遠(yuǎn)程輸入/輸出單元。雖然PLC的CPU單元不直接操作遠(yuǎn)程I/O單元，但由于遠(yuǎn)程I/O緩沖區(qū)是周期性刷新的，PLC的CPU單元對(duì)遠(yuǎn)程I/O緩沖區(qū)的讀寫(xiě)操作相當(dāng)于直接訪問(wèn)遠(yuǎn)程I/O單元。這種通信方式簡(jiǎn)單方便，但是占用了PLC的I/O面積，所以只適合少量數(shù)據(jù)的通信。

?2.全局輸入輸出通信模式

全局I/O通信方式是串行共享存儲(chǔ)區(qū)的通信方式，主要用于帶鏈接區(qū)的PLC之間的通信。

在PLC網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)PLC的I/O區(qū)，留出一塊作為鏈接區(qū)，每個(gè)鏈接區(qū)采用郵箱結(jié)構(gòu)。號(hào)碼相同的發(fā)送區(qū)和接收區(qū)大小相同，占用相同的地址段，一個(gè)是發(fā)送區(qū)，一個(gè)是接收區(qū)。廣播傳播。PLC1在PLC網(wǎng)絡(luò)上廣播1 #發(fā)送區(qū)的數(shù)據(jù)，PLC2和PLC3接收并存儲(chǔ)在其1 #接收區(qū)。PLC2在PLC網(wǎng)絡(luò)上廣播2 #發(fā)送區(qū)的數(shù)據(jù)，PLC1和PLC3接收并存儲(chǔ)在其2 #接收區(qū)。PLC3在PLC網(wǎng)絡(luò)上廣播3 #發(fā)送區(qū)的數(shù)據(jù)，PLC1和PLC2接收并存儲(chǔ)在其3 #接收區(qū)。顯然，通過(guò)上述廣播通信過(guò)程，PLC1、PLC2和PLC3的鏈路區(qū)域中的數(shù)據(jù)是相同的，這被稱(chēng)為均衡過(guò)程。通過(guò)等效通信，使PLC網(wǎng)絡(luò)中各PLC鏈接區(qū)域的數(shù)據(jù)保持一致。它不僅包含自身發(fā)送的數(shù)據(jù)，還包含其他PLC發(fā)送的數(shù)據(jù)。由于每臺(tái)PLC的鏈路區(qū)域大小相同，占用的地址段也相同，因此只要每臺(tái)PLC訪問(wèn)自己的鏈路區(qū)域，就相當(dāng)于訪問(wèn)其他PLC的鏈路區(qū)域，相當(dāng)于與其他PLC交換數(shù)據(jù)。這樣，鏈接區(qū)就變成了真正的共享存儲(chǔ)區(qū)，共享區(qū)成為PLC交換數(shù)據(jù)的中介。

鏈接可以異步(等效)或同步刷新。異步刷新模式與PLC中的用戶(hù)程序無(wú)關(guān)，每個(gè)PLC的通信處理器依次進(jìn)行廣播通信，保持其所有鏈路區(qū)域均衡。同步刷新是用戶(hù)程序中發(fā)送指令對(duì)鏈接區(qū)發(fā)起的刷新，只有當(dāng)鏈接區(qū)發(fā)送區(qū)的數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)才會(huì)刷新。

在全局I/O通信模式下，PLC直接讀寫(xiě)帶有讀寫(xiě)指令的鏈接區(qū)，簡(jiǎn)單、方便、快捷。然而，需要注意的是，一個(gè)可編程邏輯控制器中地址的寫(xiě)操作只能讀取其他可編程邏輯控制器中的相同地址。和周期I/O模式一樣，全局I/O模式也占用了PLC的I/O區(qū)域，因此只適合少量數(shù)據(jù)的通信。

?3.主從總線通信模式

主從總線通信方式，也稱(chēng)1: n通信方式，是指總線結(jié)構(gòu)的PLC子網(wǎng)中有n個(gè)站，其中只有一個(gè)主站，其余都是從站。

1.n通信方式采用集中式訪問(wèn)控制技術(shù)分配總線訪問(wèn)權(quán)限，通常采用輪詢(xún)表方式。所謂的輪詢(xún)表是在主站中配置的從機(jī)號(hào)碼列表。主站根據(jù)輪詢(xún)表的順序查詢(xún)從站是否要使用總線，從而達(dá)到分配總線使用權(quán)的目的。

對(duì)于實(shí)時(shí)性要求高的電臺(tái)，從機(jī)號(hào)可以在圓桌中出現(xiàn)幾次，賦予電臺(tái)更高的通信優(yōu)先級(jí)。在一些1: n通信中，輪詢(xún)表方法與中斷方法相結(jié)合，緊急任務(wù)可以中斷正常的周期性輪詢(xún)并獲得優(yōu)先級(jí)。

在1: n通信模式下，從站獲得總線使用權(quán)時(shí)有兩種數(shù)據(jù)傳輸模式。一是只允許主從通信，不允許從通信。如果從站和從站想要交換數(shù)據(jù)，它們必須通過(guò)主站傳輸。另一種是允許主從通信和從通信。從站獲得總線使用權(quán)后，先安排主從通信，再安排自身與其他從站的通信。

?4.令牌總線通信模式

令牌總線通信方式，也稱(chēng)N: N通信方式，是指總線結(jié)構(gòu)的PLC子網(wǎng)中有N個(gè)站，地位相等，主站和從站之間沒(méi)有區(qū)別。也可以說(shuō)N站都是主站。

N: N通信方式采用令牌總線訪問(wèn)控制技術(shù)。在物理總線上形成邏輯環(huán)，使得令牌在邏輯環(huán)中按一定方向依次流動(dòng)，獲得令牌的站點(diǎn)獲得總線使用權(quán)。本發(fā)明的令牌總線訪問(wèn)控制方法限制了每個(gè)站點(diǎn)的令牌持有時(shí)間，保證了每個(gè)站點(diǎn)都有機(jī)會(huì)獲得總線使用權(quán)，并在令牌周期為一周時(shí)提供優(yōu)先服務(wù)，具有良好的實(shí)時(shí)性。

獲得令牌的站有兩種數(shù)據(jù)傳輸模式，即無(wú)響應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸模式和響應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸模式。當(dāng)采用無(wú)應(yīng)答數(shù)據(jù)傳輸方式時(shí)，獲得令牌的站可以立即向目的站發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送后通信過(guò)程將完成。但采用帶應(yīng)答的數(shù)據(jù)傳輸方式時(shí)，得到令牌的站向目的站發(fā)送數(shù)據(jù)后，通信才算完成，直到目的站得到令牌并向發(fā)送站發(fā)送應(yīng)答幀，整個(gè)通信過(guò)程才會(huì)結(jié)束。與前者相比，后者的響應(yīng)時(shí)間明顯更長(zhǎng)，實(shí)時(shí)性更低。

?5.浮動(dòng)主站通信方式

浮動(dòng)主站的通信方式，又稱(chēng)N: M通信方式，適用于總線結(jié)構(gòu)的PLC網(wǎng)絡(luò)，即總線上有M個(gè)站，其中N (n < m =主站，其余為從站。

N: M通信方式采用令牌總線和主從總線相結(jié)合的訪問(wèn)控制技術(shù)。首先將N個(gè)主站組成一個(gè)邏輯回路，令牌在邏輯回路中依次流動(dòng)，總線使用權(quán)在N個(gè)主站之間分配，這就是浮動(dòng)主站的含義。已獲得總線使用權(quán)的主站根據(jù)主從模式確定在自己的令牌保持時(shí)間內(nèi)與哪些站通信。一般主站都有一個(gè)輪詢(xún)表，可以根據(jù)輪詢(xún)表中排列的其他主站號(hào)和從站號(hào)進(jìn)行輪詢(xún)。獲得令牌的主站可以根據(jù)優(yōu)先級(jí)對(duì)用戶(hù)在輪詢(xún)前或輪詢(xún)后隨機(jī)提出的通信任務(wù)進(jìn)行排列。

獲得總線使用權(quán)的主站可以通過(guò)各種數(shù)據(jù)傳輸方式與目的站進(jìn)行通信，其中無(wú)應(yīng)答無(wú)連接方式最快。

?6.CSMA/CD通信方式

CSMA/光盤(pán)通信方式是一種隨機(jī)通信方式，適用于總線結(jié)構(gòu)的PLC網(wǎng)絡(luò)。公交車(chē)上每個(gè)站的地位都是平等的，沒(méi)有主從之分。采用CSMA/光盤(pán)訪問(wèn)控制模式，即“先聽(tīng)后說(shuō)，邊聽(tīng)邊說(shuō)”。

CSMA/光盤(pán)訪問(wèn)控制方法不能保證PLC網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè)站都能在一定時(shí)間內(nèi)獲得總線使用權(quán)，因此是一種不能保證實(shí)時(shí)性的訪問(wèn)控制方法。然而，它采用隨機(jī)模式，簡(jiǎn)單的方法，并滿足每一個(gè)機(jī)會(huì)。只要公交車(chē)閑置，就會(huì)爭(zhēng)先上網(wǎng)，通信資源利用率高。因此，CSMA/光盤(pán)通信方式適用于PLC網(wǎng)絡(luò)中的上層生產(chǎn)管理子網(wǎng)。

CSMA/光盤(pán)通信方式的數(shù)據(jù)傳輸方式可以是連接、不連接、響應(yīng)、無(wú)響應(yīng)和廣播通信，可根據(jù)通信速度和可靠性的要求進(jìn)行選擇。

以上是PLC網(wǎng)絡(luò)中常見(jiàn)的通信方式，少數(shù)PLC網(wǎng)絡(luò)采用其他通信方式，如令牌環(huán)通信方式。此外，在新推出的PLC網(wǎng)絡(luò)中，各種通信方式往往集成配置在一定級(jí)別的子網(wǎng)上，這也是未來(lái)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，以上屬于基礎(chǔ)內(nèi)容，看不明白的朋友可以看一套plc視頻教程，這樣更容易理解。本文來(lái)源：www.jcpeixun.com。

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