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1、西门子公司的生产金字塔由4级组成，由下到上依次是：过程测量与控制级、过程监控级、工厂与过程管理级、公司管理级。S7系列的网络结构如图所示。,1. 工业网络结构,第八章 网络通信及应用,西门子生产金字塔及网络,（1）并行通信 并行通信方式一般发生在可编程序控制器的内部各元件之间、主机与扩展模块或近距离智能模板的处理器之间。 并行传送时，一个数据的所有位同时传送，因此，每个数据位都需要一条单独的传输线，信息有多少二进制位组成就需要多少条传输线，如下图所示。,2. 通信网络基础知识,并行通信,（2）串行通信 串行通信多用于可编程序控制器与计算机之间，多台可编程序控制器之间的数据传送。传送时，数据的各
2、个不同位分时使用同一条传输线，从低位开始一位接一位按顺序传送，数据有多少位就需要传送多少次，,（3）串行通信分类 按时钟 串行通信按时钟可分为同步传送和异步传送两种方式。 异步传送：允许传输线上的各个部件有各自的时钟，在各部件之间进行通信时没有统一的时间标准，相邻两个字符传送数据之间的停顿时间长短是不一样的，它是靠发送信息时同时发出字符的开始和结束标志信号来实现的。 按方向 串行通信按信息在设备间的传送方向又为分单工、半双工和全双工三种方式。分别如图中的（a）、（b）和（c）所示。,单工、半双工和双工,目前RS-232是PC机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口。RS-232被定义为一种在低速
3、率串行通讯中增加通讯距离的单端标准。RS-232采取不平衡传输方式，即所谓单端通讯 。,1）RS232接口,典型的RS-232信号在正负电平之间摆动，在发送数据时，发送端驱动器输出正电平在+5+15V，负电平在-5-15V电平。接收器典型的工作电平在+3+12V与-3-12V。由于发送电平与接收电平的差仅为2V至3V左右，所以其共模抑制能力差，再加上双绞线上的分布电容，其传送距离最大为约15米，最高速率为20kb/s。RS-232是为点对点（即只用一对收、发设备）通讯而设计的,（4） 通信接口,2）RS422接口,采用4线接口，允许在相同传输线上连接多个接收节点，最多可接10个节点。即一个主设
4、备（Master），其余为从设备（Salve），从设备之间不能通信，所以RS-422支持点对多的双向通信。,RS-422的最大传输距离为4000英尺（约1219米），最大传输速率为10Mb/s。其平衡双绞线的长度与传输速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能达到最大传输距离 。,3）RS485接口,RS-485是从RS-422基础上发展而来的，所以RS-485许多电气规定与RS-422相仿。如都采用平衡传输方式、都需要在传输线上接终接电阻等。RS-485可以采用二线与四线方式，二线制可实现真正的多点双向通信 。,而采用四线连接时，与RS-422一样只能实现点对多的通信，即只能有一个主（Ma
5、ster）设备，其余为从设备，但它比RS-422有改进， 无论四线还是二线连接方式总线上可多接到32个设备。,RS-485与RS-422一样，其最大传输距离约为1219米，最大传输速率为10Mb/s。,3. 通信类型及协议,（1）通用协议 （2）公司专用协议 PPI协议 MPI协议 Profibus协议 自由口协议,可编程序控制器常见的有以下类型： 把计算机或编程器作为主站、把操作员界面作为主站和把PLC作为主站等类型，这几种类型又各有两种连接：单主站和多主站。,单主站结构网络,多主站结构网络,4. 通信设备,（1）通信口 S7-200 CPU主机上的通信口是符合欧洲标准EN 50170中Pr
6、ofibus标准的RS-485兼容9针D型接口。,（2）网络连接器 网络连接器可以用来把多个设备很容易地连接到网络中。网络连接器有两种类型：一种是仅提供连接到主机的接口，另一种增加了一个编程接口。带有编程口的连接器可以把编程器或操作员面板直接增加到网络中，编程口传递主机信号的同时，为这些设备提供电源，而不用另加电源。,（4）网络中继器 网络中继器在Profibus可以用来延长网络的距离、允许给网络加入设备、隔离不同网络段，每个中继器为网络段提供偏置和终端匹配。 每个网络中最多可以有9个中继器，每个中继器最多可再增加32个设备。,（3）通信电缆 网络电缆 PC/PPI电缆,（5）调制解调器 用调
7、制解调器可以实现计算机或编程器与PLC主机之间的远距离通信。以11位调制解调器为例，通信连接如下图8.12所示。,应用实例,有一简单网络，结构如下图所示。其中TD200为主站，在RUN模式下，CPU 224在用户程序中允许PPI主站模式，可以利用NETR和NETW指令来不断读写两个CPU 221模块中的数据。,操作要求： 站4要读写两个远程站（站2和站3）的状态字节和计数值（分别放在VB100和VW101中）。如果某个远程站中的计数值达到200，站4将发生一定动作，并将该远程站的计数值清0，重新计数。 CPU 224通信端口号为0，从VB200开始设置接收和发送缓冲区。接收缓冲区从VB200开
8、始，发送缓冲区从VB250开始，,一、 上位机通信 上位通信是指PLC与计算机之间的通信。可以通过计算机对现场设备进行监视和控制。连接方式： 1、通过计算机的RS232口直接与PLC连接 2、通过计算机的RS232口，在计算机与PLC之间增加一个适配器 3、在计算机里增加一个通信卡采用什么样的连接方式，由PLC的通信接口决定,通信方式有上位机通信、同位通信、远程I/O通信,上位机的作用： 1、编制、调试、下载程序 2、监视设备的运行 3、控制设备的运行,上位机的软件可用高级语言和工控组态软件来编写 高级语言：VB，DELPHI，VC等等 组态软件：国内的有MCGS，组态王，力控，开物等。国外的有Wincc，Intouch，Ifix，Cimplicity等等,二、 同级通信 同位通信是指PLC之间的通信。每台PLC都有自己独立的处理器，有自己的程序 在对PLC参数进行设置后，PLC之间相互通信，不需要编程，也可以根据需要，编程来实现通信。如Omron的链接系统，Siemens的MPI网络，AB的，MODICON的MODBUS，就是属于这种类型。属于令牌传递网络,三、远程通信 PLC与远程模块之间的通信。远程模块由统一管理。远程模块里没有程序，如西门子的就是这种类型。,
