西门子PLC（全国）代理商-西门子模块

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 PLC网络概述

  随着全球经济的发展，制造业领域大规模集约化生产的趋势对生产自动化程度的要求越来越高。自动控制系统也从传统的集中式控制向分布式网络化控制发展。这就要求构成控制系统的PLC必须有通信及网络控制功能，能够互相连接，远程通信，从而构成网络。这些市场的需求促使各PLC的生产厂商纷纷给自己的产品增加通信及联网的功能，研制开发自己的 PLC网络产品。如西门子公司的SINECH3网,OMRON 公司的SYSMAC网，三菱公司的 MELSEC NET网等。目前，市场上的 PLC产品，是微型和小型的PLC也都具有网络通信的接口。今后的PLC网络的总体发展趋势是向高速、多层次、大信息吞吐量、高可靠性和开放式发展。

  本章将先介绍数据通信及网络基础，循序渐进地介绍 S7-200系列PLC的通信与网络，最后介绍 S7-200系列 PLC的网络gaoji应用。

  数据通信及网络基础

  模拟信号与数字信号

  在数字通信中，信号是数据在传输过程中的电信号的表示形式。线上传送的按照声音的强弱幅度连续变化的电信号称为模拟信号(Analog signal)。模拟信号的信号电平是连续变化的，其波形如图6-1(a)所示。计算机所产生的电信号是用两种不同的电平来表示 Obit、1bit 序列的电压脉冲信号，这种电信号称为数字信号(Digital signal)。数字信号的波形如图6-1(b)所示。按照在传输介质上传输的信号类型，可以相应地将通信系统分为模拟通信系统与数字通信系统两种。

  串行通信与并行通信

  数据通信按照字节使用的信道数，可以分为两种:串行通信和并行通信。在计算机中，通常是用8位的二进制代码来表示一个字符。在数据通信中，按图6-2(a)所示的方式，将待传送的每个字符的二进制代码按由低位到高位的顺序，依次发送。这种方式称为串行通信。

  在数据通信中，如果按图6-2(b)所示的方式，将表示一个字符的8位二进制代码通过8条并行的通信信道发送出去，每次发送一个字符代码，这种工作方式称为并行通信。

  显然，采用串行通信方式只需要在收发双方之间建立一条通信信道；采用并行通信方式，收发双方之间必须建立并行的多条通信信道。对于远程通信来说，在同样传输速率的情况下，并行通信在单位时间内所传送的码元数是串行通信的n倍(此例中n=8)。由于需要建立多个通信信道，并行通信方式的造价较高；在远程通信中，人们一般采用串行通信方式。

  单工通信、半双工通信与全双工通信

  数据通信按照信号传送方向与时间的关系，可以分为3种:单工通信、半双工通信、全双工通信。

  单工通信方式如图6-3(a)所示，信号只能向一个方向传输，任何时候都不能改变信号的传送方向。只能向一个方向传送的通信信道，只能用于单工通信方式中。

  半双工通信方式如图6-3(b)所示，信号可以双向传送，但必须是交替进行，一个时间只能向一个方向传送。可以双向传送信号，但必须交替进行的通信信道，只能用于半双工通信方式中。

  全双工通信方式如图6-3(c)所示，信号可以双向传送。只有可以双向传送信号的通信信道，才能实现全双工通信，自然也就可以用于单工或半双工通信。

 基带传输是数据通信中一种重要的形式。由于交换网是用于传输话音信号的模拟通信信道，它是目前覆盖面最广的一种通信方式，利用模拟通信信道进行数据通信是最普遍使用的通信方式之一。我们将利用模拟通信信道传输数据信号的方法称为频带传输。

  在频带传输系统中，计算机通过调制解调器与线路连接。在发送端，调制解调器将计算机产生的数字信号转换成交换网可以传送的模拟数据信号；在接收端，调制解调器将接收到的模拟数据信号还原成数字信号传送给计算机。在全双工通信方式中，调制解调器应具有发送与接收模拟数据信号的能力。计算机通过调制解调器与交换网实现远程通信的结构如图6-10所示。

  根据模拟数据编码类型的不同，可以将调制解调器分成多种类型。图6-11给出了FSK方式的调制解调器工作原理示意图。发送端调制器是用输入的数字脉冲信号控制两个不同频率振荡器信号的输出来实现D/A转换。当输入的数字脉冲信号为高电平(对应于逻辑1)时，频率f=1270Hz的振荡器有信号输出，当输入的数字脉冲信号为低电平(对应于逻辑0)时，频率f2=1070Hz的振荡器有信号输出。在调制器的输出端，通过组合器将根据输入的数字脉冲信号1、0序列排列顺序控制的两种频率的正(余)弦信号组合起来，就构成了FSK信号。由于对应1、0的两种不同频率的正(余)弦信号是处于交换网的通频带内，模拟数据信号FSK可以顺利地通过模拟交换网到达接收端。在接收端通过设置对应f、f2两种频率的带通滤波器，将两种不同频率的正(余)弦信号分开，使频率为f和f左的正(余)弦信号分别通过两个检波器，再将检波器输出信号送给组合器叠加。组合器输出的解调信号对应的数字脉冲信号的高、低电平(即逻辑1与0)的变化规律与调制器输入的数字数据信号的高、低电平变化规律相同。

  在完成调制解调工作原理的初步讨论后，进而要讨论调制解调器如何实现在一对线上完成全双工通信的工作原理。调制解调器实现全双工通信的工作原理如图6-12所示。在实际计算机通信中，任何一台计算机都需要具备发送和接收数据的能力。为了实现在一对线上实现全双工通信，标准的FSK调制解调器都规定了两个频率组，即上、下频带。在一次数据通信中，主动发起通信的一端叫做呼叫端，被动参加通信的一端叫做应答端。通信的两台计算机调制解调器中谁是呼叫端与应答端,完全根据在一次通信过程中是主动发起通信，还是被动响应通信的地位来决定的。如果一个调制解调器被确定为呼叫端，则它使用下频带发送数据，使用上频带接收数据；亦然。