PLC通讯方式介绍

紫金桥软件技术有限公司 文档 NO. :20080104028 紫金桥组态软件的常用通讯方式解析 在工业控制系统中，通讯是整个系统的关键所在。紫金桥组态软件支持 的通讯方式主要分为以下几种： 1、 板卡通讯方式 2、 串口通讯方式 3、 以太网通讯方式 4、 无线通讯方式 以下就这几种方式作简单的与比较 一、 板卡通讯方式 板卡通讯即在控制系统中通过在上位机加装板卡，由计算机为板卡分配一定 的总线带宽或中断进行数据处理的一种通讯方式。 常见的板卡通讯方式主要是通过占用 PCI 总线或 ISA 总线的方式实现。其中 PCI 总线的通讯效率远大于 ISA 总线，因此现在工业控制系统中 PCI 板卡的使用 远远大于 ISA 总线的使用。 从采样速率上考虑：由于板卡能直接与计算机内部总线进行通讯，其数据处 理速度是所有通讯方式中速度最快的。典型应用如研华 PCI 高速采集卡，以及不 断发展完善的各类工业控制现场总线如 PROFIBUS、DEVICENET 等都是通过板卡方 式实现高速采集的。 以国际应用最为广泛的现场总线 profibus 为例，其现场仪表的数据刷新速 率能达到 100ms 以内；研华的 PCI-1714 能达到 30ms/s 的采样速率。 从成本上考虑：板卡方式的使用成本也相对低廉。 从通讯距离上考虑：普通的板卡抗干扰通讯距离为 1~10m；如果采用现场总 线，从理论上讲 profibus 在使用中继的情况下的最大值能够达到 96 公里，但是 由于必须使用专门设备工程造价就相对高昂。 紫金桥组态软件支持的板卡主要有：研华、研祥、北京科日新、博硕、宏拓、 康拓、横河、天博、及中泰等厂家的部分或全系列板卡。 二、 串口通讯方式 串口就是 RS-232-C 接口（又称 EIA RS-232-C）是目前最常用的一种串行通 讯接口。它是在 1970 年由美国电子工业协会（EIA）联合贝尔系统、 调制解调 器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标 准。它的全名是 “数据终端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间 串行二进制数据交换接口 技术标准”该标准规定采用一个 25 个脚的 DB25 连接器，对连接器的每个引脚 的信号加以规定，还对各种信 号的电平加以规定，现在常见的接口为 9 针 连接器。 从通讯速率讲：RS-232-C 标准规定的数据传输速率为每秒 50、75、 100、 150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200 波特，现在最快能达到 115200， 典型的数据结构为（传输时隙+数据位+校验位+停止位），同时还要考虑数据建立 连接，数据请求等指令的传输，因此在实际应用中一个串口的通讯速度是相对较 慢的。在数据量较大的系统中通常可考虑通过扩展串口卡的方式来进行数据的采 紫金桥软件技术有限公司 文档 NO. :20080104028 集。 从通讯距离上讲：由于 RS-232-C 标准规定，驱动器允许有 2500pF 的电容负 载，通信距离将受此电容限制，例如，采用 150pF/m 的通信电缆时，最大通信距 离为 15m；若每米电缆的电容量减小，通信距离可以增加。 传输距离短的另一原因是 RS-232 属单端信号传送，存在共地噪声和不能抑 制共模干扰等问，因此一般用于 20m 以内的通信。 在要求通信距离为几十米到上千米时，广泛采用 RS-485 串行总线标准。 RS-485 采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。加上总线收 发器具有高灵敏度，能检测低至 200mV 的电压，故传输信号能在千米以外得到恢 复。 RS-485 采用半双工工作方式，任何时候只能有一点处于发送状态，因此， 发送电路须由使能信号加以控制。RS-485 用于多点互连时非常方便，可以省掉 许多信号线。应用 RS-485 可以联网构成分布式系统，其允许最多并联 32 台驱 动器和 32 台接收器。 在 RS232 或 RS485 设备联成的设备网中，如果设备数量超过 2台，就必须使 用 RS485 做通讯介质，RS485 网的设备间要想互通信息只有通过“主（Master）” 设备中转才能实现，这个主设备通常是 PC，而这种设备网中只允许存在一个主 设备，其余全部是从（Slave）设备。例如在 modbus 网络中最多可有 1个主站和 127 个从站。 从成本和系统结构的组网的便捷性来讲：由于串口通讯结构简单，成本相对 较低，发展较早，到目前为止串口通讯仍然是整个工业控制系统中应用最为广泛 的通讯方式。 紫金桥组态软件不仅可以通过串口实现对 PLC、智能仪表无纸仪等设备 的数据读写，同时也可以通过串口实现基于 CS 构架的分布式控制系统。 三、 以太网通讯方式 以太网通讯即通过计算机以太网口与设备进行通讯。 从通讯速率来讲：采用普通双绞线的速率为一般为 10Mbps，如果采用光纤 通讯能达到 1000Mbps。 从传输距离上讲：以太网通讯几乎没有地域限制。 从成本上讲：由于工业现场干扰较多，考虑抗干扰等因素，工艺用以太网设 备售价比串口设备更高。 从组网方便性来讲：由于以太网技术的不断发展，现在以太网组网已经十分 方便灵活了。借助 hub，路由现场数据几乎可以传递到任何地方。 紫金桥组态软件不仅可以通过以太网实现对支持以太网通讯的设备的数据 读写，而且也可以借由以太网实现基于 B/S 或 C/S 构架的分布式控制系统。 四、 无线通讯方式 无线方式可以看作是以上 3种方式的延伸，常见于数据源地理位置相对分散 的场合。 常用的实现方式为集群电台通信、GSM 公用移动通信网通信，另外还有无线 光通讯。 从通讯速率讲：电台和 GSM 的效率都相对低下，无线光通信则能达到最高 2.5 Gbit/s。 从传输距离讲： 紫金桥软件技术有限公司 文档 NO. :20080104028 电台的通联范围受电台的发射功率、接收灵敏度、金属屏蔽、周边环境，遮 挡情况，高度，天线的种类以及天线与机器的匹配状况，甚至空气温度湿度等因 素影响，通讯距离主要集中在 5km 到 60km 之间。 GSM 的通信距离则可以达到任何移动通信网络覆盖的范围内。 无线光通讯则只要在收发两个端机之间存在无遮挡的视距路径和足够的光 发射功率，就可以进行通信，最远可传送 4 km 从组网方便性来讲： 无线通讯可以直接架设在屋顶，以及在江河湖海上进行通信，可以完成地对 空、空对空等多种光纤通信无法完成的通信任务，而且无需埋设线缆，可以在几 小时内建立起通信链路，方便快捷，大大缩短了施工周期。 从成本上讲： 无线通讯在数据源地理分散，通讯距离远的工程中具有布线少，架设简单， 节约人力物力的优势，成本亦相对低廉。 紫金桥组态软件可以通过无线传输设备如 GPRS 或无限电台等实现设备运 行状态的远程监控。 以上仅仅就常见的通讯方式谈了一些个人的看法及见解，不足之处甚多，望 大家不吝指教。 更多关于紫金桥组态软件的技术文章见：http://www.realinfo.com.cn