河南西門子S7-200SMARTPLC代理批發(fā)銷售

可編程控制器的遠程I/O鏈路是一種PLC控制網(wǎng)絡，在遠程I/O鏈路中采用“周期I/O方式”交換數(shù)據(jù)。遠程I/O鏈路按主從方式工作，可編程控制器帶的遠程I/O主單元在遠程I/O鏈路中擔任主站，其他遠程I/O單元皆為從站。在主站中設立一個“遠程I/O緩沖區(qū)”，采用信箱結構，劃分為n個分箱與每個從站一一對應，每個分箱再分為兩格，一格管發(fā)送，一格管接收。主站中負責通信的處理器采用周期掃描方式，按順序與各從站交換數(shù)據(jù)，把與其對應的分箱中發(fā)送分格的數(shù)據(jù)送給從站，從從站中讀取數(shù)據(jù)存入與其對應的分箱接收分格中。這樣周而復始，使主站中的“遠程I/O緩沖區(qū)”得到周期性的刷新。

    在主站中PLC的CPU單元負責用戶程序的掃描，它按照循環(huán)掃描方式進行掃描處理，每個周期都有一段集中進行I/O處理，這時它對本地I/O單元及遠程I/O緩沖區(qū)進行讀/寫操作。PLC的CPU單元對用戶程序的周期性循環(huán)掃描，與PLC負責通信的處理器對各遠程I/O單元的周期性掃描是異步進行的。

    盡管PLC的CPU單元沒有直接對遠程I/O單元進行操作，但是由于遠程I/O緩沖區(qū)獲得周期性刷新，PLC的CPU單元對遠程I/O緩沖區(qū)的讀/寫操作就相當于直接訪問了遠程I/O單元。

    主站中負責通信的處理器采用周期掃描方式與各從站交換數(shù)據(jù)，使主站中“遠程I/O緩沖區(qū)”得到周期性刷新，這樣一種通信方式既涉及到周期又涉及I/0，因而被稱為“周期I/O方式”，這種通信方式要占用PLC的I/O區(qū)，因此只適用于少量數(shù)據(jù)的通信。從表面看來遠程I/O鏈路的通信就好像是PLC直接對遠程I/O單元進行讀/寫操作，所以簡單。

    浮動主動通信方式又稱N：M通信方式，它適用與總線結構的PLC網(wǎng)絡。假設在總線上有M個站，其中N(N<M)個為主站，其余為從站，故稱為N：M通信方式。

    N：M通信方式采用令牌總線與主從總線相結合的存取控制技術。首先把N個主站組成邏輯環(huán)，通過令牌在邏輯環(huán)中依次流動，在N個主站之間分配總線使用權，這就是浮動主站的含義。獲得總線使用權的主站再按照主從方式來確定在自己的令牌持有時間內(nèi)與哪些站通信。一般在主站中配置有一張查詢表，可按查詢表上排列的其他主站號及從站號進行輪詢，獲得令牌的主站對于用戶隨機提出的通信任務可按優(yōu)先級安排在輪詢之前或之后進行。

    獲得總線使用的主站可以采用多種數(shù)據(jù)傳送方式與目的站通信，其中無應答無連接方式速度快。

  (1) CSMA/CD（Carrier-Sense Multiple Access with Collision Detection，載波偵聽多路訪問/沖突檢測）方式

    CSMA/CD是一種隨機通信方式，適用于總線結構的PLC網(wǎng)絡，總線上各站地位平等，沒有主從之分。采用CSMA/CD存取控制方式，該控制方式用通俗的語言描述為“先聽后講，、邊講邊聽”。所謂先聽后講是指要求使用總線的各站，在發(fā)送數(shù)據(jù)之前必須先監(jiān)聽，看看總線是否空閑，確認總線空閑后再向總線發(fā)送數(shù)據(jù)。“先聽后講”并不能*避免沖突，如果仍發(fā)生了沖突，則不能等到差錯校驗時再發(fā)現(xiàn)，這樣對通信資源浪費太嚴重，而要采用“邊講邊聽”的方式。發(fā)送數(shù)據(jù)的站，一邊發(fā)送，一邊監(jiān)聽，若發(fā)現(xiàn)沖突，立即停止發(fā)送，并發(fā)出阻塞音，通知網(wǎng)上的其他站發(fā)生了沖突，經(jīng)短暫延時后又重新發(fā)送。網(wǎng)絡上任意節(jié)點均具有檢測介質上通信忙閑情況的能力，若偵聽到空閑，則網(wǎng)絡上任意節(jié)點都可以發(fā)送信息，這可能出現(xiàn)兩個以上的節(jié)點同時發(fā)送信息的情形，造成沖突。因此，網(wǎng)上任意節(jié)點又各有檢測通道，檢測所發(fā)送信息是否遭遇沖突，如果是則放棄本次發(fā)送，

    CSMA/CD存取控制方式不能保證在一定時間周期內(nèi)，PLC網(wǎng)上每個站都可獲得總線使用權，也不能用靜態(tài)方式賦予某些站以較高優(yōu)先權，不能用動態(tài)方式賦予某些緊急通信任務以較高優(yōu)先權，因此這是一種不能保證實時性的存取控制方式，但是它采用隨機方式，方法本身簡單，而且見縫插針，只要總線空閑就搶著上網(wǎng)，通信資源利用率高，因而在PLC網(wǎng)絡中CSMA/CD通信法適合用于上層生產(chǎn)管理子網(wǎng)。

   CSMA/CD通信方式的數(shù)據(jù)傳送方式可以選用有連接、無連接、有應答、無應答及廣播通信中的任意一種，這可按對通信速度及可靠性的要求取舍。

    (2)令牌通信方式

    令牌通信方式又稱為N：N通信方式。有少量的PLC網(wǎng)絡采用環(huán)形拓撲結構，其存取控制采用令牌法，具有較好的實時性。在環(huán)形結構總線上的PLC有N個站，它們地位平等沒有主站與從站之分，也可以說N個站都是主站，所以稱為N：N通信方式。

    N：N通信方式采用令牌總線存取控制技術。在物理總線上組成一個邏輯環(huán)，讓一個令牌( Token)在邏輯環(huán)中按一定方向依次流動，獲得令牌的站就取得了總線使用權，令牌總線存取控制方式限定每個站的令牌有時間，保證在令牌循環(huán)一周時每個站都有機會獲得總線使用權，并提供優(yōu)先級服務，因此令牌總線存取控制方式具有較好的實時性。

    在環(huán)形結構總線上，每一瞬間只允許一個節(jié)點發(fā)送信息，即有一個稱為令牌( Token)的發(fā)信權數(shù)據(jù)在環(huán)路上不斷傳送，擁有此令牌的節(jié)點才有權向環(huán)路上發(fā)送信息，而其他節(jié)點則只能接收信息。節(jié)點在傳送信息完畢后將令牌交給網(wǎng)絡上的下一個節(jié)點，若該節(jié)點無信息需要發(fā)送，便將令牌順次移交下一個節(jié)點。采用該方式的網(wǎng)絡上每個節(jié)點都知道信息的來去動向，保證了較高的信息傳輸確定性，且能計算信息傳輸?shù)难舆t時間，較適合于實時系統(tǒng)應用。

    取得令牌的站采用什么樣的數(shù)據(jù)傳送方式對實時性影響非常明顯。如果采用無應答數(shù)據(jù)傳送方式，取得令牌的站可以立即向目的站發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送結束，通信過程也就完成了。如果采用有應答數(shù)據(jù)傳送方式，取得令牌的站向目的站發(fā)送完數(shù)據(jù)后并不算通信完成，必須等目的站獲得令牌并把答應幀發(fā)給發(fā)送站后，整個通信過程才結束。這樣響應明顯增長，而使實時性下降。

    有些令牌總線型PLC網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)傳送方式固定為有應答數(shù)據(jù)傳送方式一種，有些則可由用戶選擇。
  主從總線通信方式又稱為1：N通信方式，這是在PLC通信網(wǎng)絡上采用的一種通信方式。在總線結構的PLC子網(wǎng)中只有一個主站（一臺PC或一臺主PLC），其他都是從站，故主從總線通信方式又稱為1：N通信方式。主從機之間的數(shù)據(jù)交換方式常用查詢、中斷和廣播三種方式。

    1)查詢方式：首先要建立查詢表，它是一個從機號排列順序表，該表配置在主站中，主站按照查詢表的排列順序對從站進行詢問，與從機進行數(shù)據(jù)交換，從而達到分配總線使用權的目的。

    2)中斷方式：發(fā)送請求標志位和中斷標志位均被置位，這種傳輸具有高優(yōu)先權。如果接收從機的中斷位也被置位，則表示有數(shù)據(jù)傳輸。只有機號在中斷表中的從機能產(chǎn)生中斷，若同時有兩個以上中斷請求，則按中斷表中的順序執(zhí)行，這時中斷方式必須和查詢方式交叉進行，執(zhí)行一次中斷傳輸后，執(zhí)行一次查詢傳輸，再執(zhí)行等待著的中斷傳輸。

    3)廣播方式：主機發(fā)送一個信息給PLC網(wǎng)絡中的所有從機，從機執(zhí)行該信息的操作，但不回送信息給主機。

    主從總線通信方式采用集中式存取控制技術分配總線使用權，通常采用查詢法，為了保證實時性，要求查詢表包含每個從站號不能少于一次，這樣在周期查詢時，每個從站在一個周期中至少有一次機會取得總線使用權，從而保證了每個站的基本實時性，對于實時性要求比較高的站，可以在輪詢表中讓其從機號多出現(xiàn)幾次，這樣就用靜態(tài)的方式，賦予該站較高的通信優(yōu)先權。在有些主從總線中，查詢法與中斷法結合使用，讓緊急任務可以打斷正常的周期輪詢而插入，獲得優(yōu)先服務，這就是用動態(tài)的方式賦予某項緊急任務以較高優(yōu)先權。

    存取控制只解決了誰使用總線的問題，獲得總線的從站還有如何使用總線的問題，即采用什么樣的數(shù)據(jù)傳送方式。

    主從總線通信方式中有兩種基本的數(shù)據(jù)傳送方式。一種是只允許主從通信，不允許從從通信，從站與從站要交換數(shù)據(jù)，必須經(jīng)主站中轉；另一種是既允許主從通信也允許從從通信，從站獲得總線使用權后安排主從通信，再安排自己與其他從站（即從從）之間的通信。
   低層子網(wǎng)和中間層子網(wǎng)一般采用協(xié)議，尤其是底層子網(wǎng)，由于傳送的是過程數(shù)據(jù)及控制命令，這種信息較短，但實時性要求高。協(xié)議的層次一般只有物理層、數(shù)據(jù)鏈路層及應用層，而省略了通用協(xié)議所必須的其他層，信息傳遞速率快。

    實際應用中，一般采用3、4級子網(wǎng)構成復合型結構，而不一定是開發(fā)系統(tǒng)互聯(lián)( OSI)參考模型的7層，不同層采用相應的通信協(xié)議。

    計算機加入不同級別的子網(wǎng)，必須按所連入的子網(wǎng)配置通信模板，并按該級子網(wǎng)配置的通信協(xié)議編寫用戶程序，一般在PLC中不需編寫程序。對于協(xié)議比較復雜的主干網(wǎng)，可購置廠家供應的通信軟件裝入計算機中，將使用戶編寫通信程序變得簡單、方便。
在PLC控制網(wǎng)絡中，根據(jù)網(wǎng)絡拓撲結構可分為三種基本形式：星型、總線型和環(huán)型結構，如圖7-5所示。

    圖7-5    PLC的網(wǎng)絡結構

    (1)星型結構

    圖7-5 (a)是星型結構。這種結構有中心節(jié)點，網(wǎng)絡上其他節(jié)點都與中心節(jié)點相連接。通信由中心節(jié)點管理，任何兩個節(jié)點之間通信都要經(jīng)過中心節(jié)點中繼轉發(fā)。這種結構的控制方式簡單，但可靠性較低，一旦中心節(jié)點出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)就會癱瘓。PLC較少采用。

    (2)總線結構

    圖7-5 (b)是總線結構。所有節(jié)點連接到一條公共通信總線上。任何節(jié)點都可以在總線上傳送數(shù)據(jù)，并且能被總線上任意節(jié)點所接收。這種結構簡單靈活，容易加擴新節(jié)點，甚至可用中繼器連接多個總線。節(jié)點間通過總線直接通信，速度快、延遲小。某個節(jié)點故障不會影響其他節(jié)點的工作，可靠性高。但由于所有節(jié)點共用一條總線，總線上傳送的信息容易發(fā)生沖突和碰撞，出現(xiàn)爭用總線控制權、降低傳輸效率等問題。該結構PLC較多采用，如OMRON的Controller link、SYSMAC link、Ethernet等很多網(wǎng)是總線結構。

    (3)環(huán)形結構

    圖7-5 (c)是環(huán)形結構。在環(huán)上數(shù)據(jù)按事先規(guī)定好的一個方向從源節(jié)點傳送到目的節(jié)點，路徑選擇控制方式簡單。但由于從源節(jié)點到目的節(jié)點要經(jīng)過環(huán)路上各個中間節(jié)點，某個節(jié)點故障會阻塞信息通路，可靠性差。

河南西門子S7-200SMARTPLC代理批發(fā)銷售