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PLC通信网络
PLC通信网络的分层
PLC通信网络大致可分为3层,管理层,单元层以及现场执行(AS-I)层。如下图所示。
在PLC通信网络的三层架构中,管理层,通。信方式包括MPI,工业以太网(Profinet)以及Profibus三种通讯方式。
MPI通信多用于西门子内部产品通讯,以及对下位机调试监控时使用。MPI是一种通信协议,其物理接口底层是RS-485,每个点都有自己的网络地址,通过建立全局数据表,进行小数据量通信,MPI网络通讯速率可达19.2kbit/s-12Mbit/s。
Profibus总线由西门子与其他研究机构联合开发,Profibus协议包括三个主要部分,Profibus-DP(分布式外部设备)、Profibus-PA(过程自动化)和Profibus-FMS(现场总线报文规范)。其中Profibus-DP应用最多、最为广泛,Profibus-DP定义了三种设备类型,分别是DP-1类主站设备(PLC一类)、DP-2类主站设备(PC、OP一类)、DP-从站设备(分布式IO、ET200等)。其物理接口底层也是RS-485,每个点也有自己的网络地址,建立主站和从站以及定义通信接口区进行数据交互,常见传输速率为1.5Mbit/s。
ProfiNet总线是属于工业以太网中的一种,PROFINET 分为原来划分为 v1,v2,v3 ,现在一般称为 ProfiNetCBA 、 ProfiNet IO 和 ProfiNet IRT. 也就是通过以太网来实现对等通讯、实时控制和运动控制。 v1 采用 TCP/IP 协议,采用标准的以太网,而 V2 和 V3 不采用 tcp/ip 协议,这两种都绕过 tcp/ip 协议,采用另外的网络层和传输层协议。其中使用较多的是ProfiNet IO在各类PLC数据之间进行实时通讯。
各类通讯协议及其物理接口简介
工业通讯协议常用的大致可分为串行通信(数据传输方式划分)、现场总线(通讯单元组成方式划分)以及工业以太网。
工业中任何一种国际标准的通信协议,其协议结构都以ISO/OSI参考模型为基础,以以太网为例分为7层,如下图所示。
通常可简单分为4层,物理接口层,网络层,传输层以及应用层。如RS-232以及RS-485则是物理接口层,即常见的串行通信,属于硬件接口层,算不上国际标准的通信协议,均带有自己自主定义的方式。而现场总线以及工业以太网则普遍为国际标准的通信协议,通常都定义了网络层或传输层,甚至应用层的通信协议。其物理硬件接口有RS-485或者以太网口,现场总线包括,Modbus(Modbus RTU、Modbus TCP、Modbus ASCII)、Profibus(上面介绍过)、Can总线等。工业以太网包括,EtherCat、EtherNet/IP、ProfiNet、Modbus-TCP、PowerLink等。
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