西门子S7-1200PLC网络通信基础

莲花鼓王

网络通信基础
PLC的通信包括PLC与PLC之间的通信，PLC与上位计算机之间的通信以及和其他智能设备之间的通信等。PLC与PLC之间的通信本质上仍然是计算机通信，使多个控制任务连接起来组成一个控制工程整体，形成模块化的控制体系。

PLC与计算机之间通过通信进行连接的系统中，PLC实现工，业现场控制，计算机实现编程、监控及过程管理等任务，构成“集中管理，分散控制”的分布式控制系统(DCS)。



S7-1200PLC本体上集成了一个PROFINET通信接口，支持以太网和基于TCP/IP的通信标准。使用这个通信接口可以实现S7-1200 PLC与编程设备的通信、与HMI触摸屏的通信，以及与其他CPU之间的通信。

这个PROFINET物理接口支持10(Mbit's)100(Mbit/s)的RJ-45口，支持电缆交叉自适应。因此，一个标准的或是交叉的以太网线都适用于该接口。

串行通信与并行通信
串行通信与并行通信的数据传输形式是截然不同的。串行通信是通过1对导线连接数据的发送方和接收方，数据传输时，每次发送和接收1个二进制位，按照规定顺序在同一导线上依次发送和接收。

一般来说，USB接口就是典型的串行通信接口。串行通信的特点是：效率较低，控制复杂，电缆少，成本低。



并行通信是将一个8位(或16位、32位)数据的每一个二进制位采用单独的导线进行通信，每次发送和接收8个(或16个、32个)位，将发送方和接收方按并行的方式进行连接。

一般来说，老式打印机接口就是并行接口。并行接口的特点是：每个周期内一次传输多个二进制位数据，效率较高，电缆多，成本高。

异步通信与同步通信
异步通信(异步传送)与同步通信(同步传送)是串行通信的两种基本信息传输方式。从应用的角度上看，两者的主要区别在于通信方式中“帧”的不同。

异步通信是起止方式，发送某个数据(8位)时，首先要发送起始位，然后再发送数据本身，最后还要发送停止位(即数据包含在起始位和停止位之间)，数据与停止位之间还可以加人奇博校验位(非必须)。异步通信方式硬件简单、成本低，主要用于通信速率低于19.2 kbt/s的数据通信。



同步通信是在传递数据时也传送时钟同步信号，始终按既定的时钟采集数据。同步通信效率高，硬件复杂，成本高，一般用于通信速率高于20 kbit/s的数据通信。
单工、全双工和半双工
单工、全双工和半双工用于描述通信中数据的传输方向。
1、单工(simplex)：数据只能单向传输。一般用于数据输出，不能进行数据交互。
2、全双工(full simplex)：简称双工，数据可以双向传输，而且同一时刻既能发送数据，也能接收数据。通常为两对双绞线连接，通信成本较高，RS-422就是“全双工”通信。



3、半双工(half simplex)：与全双工类似，数据可以双向传输，但是同一时刻，只能发送数据或者接收数据，不能同时进行。通常为一对双绞线连接，与全双工相比通信成本较低。RS-485只用一对双绞线时就是“半双工”通信。

PLC通信网络常见术语
PLC通信网络中的名词和术语较多，常见术语如下：
1、站(station)。可以进行数据通信、连接外部输入/输出的硬件设备，称为“站”。例如，每个PLC就是一个“站”。
2、主站(master station)。PLC通信网络中进行数据连接的系统控制站，主站需要设置整个网络的参数，一般来说，每个通信网络中只有一个主站，站号就是PLC在网络中的地址(编号)。



3、从站(slave station)。PLC网络中，除了“主站”以外的站都被称为“从站”。
4、远程设备站(remote device station)。能同时处理位和字的从站。