电气控制与PLC 教学课件 作者 熊幸明 第9章.ppt

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1、第9章可编程控制器的联网与通信9.1可编程控制器的网络基础9.2三菱公司的可编程控制器网络9.3FX系列可编程控制器网络的应用PLC网络是具有3～4级子网的多级分布式网络。具有工艺流程显示、动态画面显示、趋势图生成显示、各类报表制作等多种功能的系统。PLC网络是CIMS系统非常重要的组成部分之一。PLC网络与其它工业控制局域网相比，具有高性价比、高可靠性等特点。⒈PP结构、NBS模型、ISO模型⑴PP结构金字塔PP（ProductivityPyramid）结构用来描述产品所提供的功能。图9-1a)为A-B公司的PP结构，图9-1b)为MODICON公司的PP结构，图9-1c)为SIEMENS公

2、司的PP结构。这些PP结构的共同特点是：上层负责生产管理，中层负责生产过程的监控，下层负责现场控制与测量。9.1.1PLC网络的拓扑结构及各级子网通信协议配置原则9.1可编程控制器的网络基础图9-1各公司PP结构示意图a)A-B公司的PP结构b)MODICON公司的PP结构c)SIEMENS公司的PP结构⑵NBS模型NBS模型是美国国家标准局为工厂计算机控制系统而提出的，它共有6级，每级都规定了应该完成的功能，NBS模型已得到国际认可，如图9-2所示。图9-2NBS模型⑶ISO模型ISO模型是国际标准化组织（ISO）为企业自动化系统建立的模型，同NBS模型一样，它也是6级，如图9-3所示。图9

3、-3ISO模型PP结构、NBS模型、ISO模型，尽管它们在各级（层）的内涵有所差别，但它们的本质是一样的。⒉PLC网络的拓扑结构PLC网络中不同的层所要实现的功能不同。在高层中，主要传送的是生产管理信息，通信报文长，每次传输的信息量大，要求通信的范围也比较广，但对通信的实时性要求不高。而在底层传送的主要是过程数据及控制命令，通信报文较短，每次通信的信息量不大，传输的距离相对较近，但对实时性、传输可靠性要求较高。中间层对通信的要求正好居于两者之间。PLC网络只有采用多级通信子网，构成复合型拓扑结构，在不同的子网中配置不同的通信协议，才能满足各层对通信的不同要求。PLC网络分级与PP结构分层不是一

4、一对应关系。相邻几层的功能，若对通信要求相近，则可合并，并由同一级子网去实现。采用多级复合结构，不仅使网络通信具有适应性，而且使网络具有良好的可扩展性，用户可以根据投资情况及生产发展状况，从单台PLC到网络，从底层到高层逐步扩展。不同的公司，其PLC网络有所不同。图9-4所示为典型的三级复合型拓扑结构，最高层为信息管理网络，选用Ethernet(以太网)或MAP网；中间层为高速数据通道，它负责过程监控，一般配置令牌总线通信协议；底层为远程I/O链路，负责现场控制功能，配置周期I/O通信机制。图9-4三级复合拓扑结构的PLC网络⒊PLC网络各级子网通信协议配置的规律通过典型PLC网络的介绍，可以

5、看出PLC网络各子网通信协议配置的规律如下：1)PLC网络通过采用3级或4级子网构成复合型拓扑结构，各级子网中配置不同的通信协议，以适应不同的通信要求。2)PLC网络中配置的通信协议分两类：一类是通用协议；另一类是公司的专用协议。前者主要配置在PLC网络的高层子网中，通常采用的协议是ETHERNET协议或MAP规约，这反映PLC网络标准化和通用化的趋势，不同PLC网络之间的互联，PLC网络与不同局域网的互联都是在高层子网之间进行的。后者配置在PLC网络的中、低层子网中，故不同PLC的网络的中低层是不能互联的。3)个人计算机加入不同级别的子网，须按所接入的子网配置通信模块或板卡，并按该级子网配置

6、的通信协议编制相应的通信程序。⒈通信方法PLC网络的通信一般都采用串行方式，每级子网都根据其不同的功能配置不同的协议，其中大部分是各公司的专用通信协议。不同公司的专用协议，从协议的规定、帧格式等表面形式看，有明显的区别。但是它们关于如何实现通信的思路却极为相似，这就是“通信方法”。PLC网络的通信介质是共享资源。挂在共享介质上的各站要想通信，首先要解决共享通信介质使用权的分配问题，即存取控制或访问控制。一个站取得了通信介质使用权后，接下来的任务是如何完成数据的传输。这就是数据传送方式。这里的通信方法等于存取控制方式+数据传送方式。存取控制方式与数据传送方式都是通信协议有关层次的内容，用它们来描

7、述一种通信过程与人们传统意义上有关通信的概念非常接近。对于局域网而言，存取控制方式与数据传送方式是其通信协议最核心的内容。9.1.2PLC网络的通信方法⒉PLC网络的实时性与其约束条件⑴实时性实时性通常是用“响应时间”来定量描述的。响应时间是指某一系统对输入做出响应的时间，以ms、s、min、h为计量单位。响应时间越短，意味着该系统实时性越好。PLC网络中，各级子网对实时性的要求不同，一个站的实时