PLC網(wǎng)絡(luò )的6種常用通訊方式！
PLC網(wǎng)絡(luò )是由幾級子網(wǎng)復合而成，各級子網(wǎng)的通信過(guò)程是由通信協(xié)議決定的，而通信方式是通信協(xié)議最核心的內容。通信方式包括存取控制方式和數據傳送方式。所謂存取控制（也稱(chēng)訪(fǎng)問(wèn)控制）方式是指如何獲得共享通信介質(zhì)使用權的問(wèn)題，而數據傳送方式是指一個(gè)站取得了通信介質(zhì)使用權后如何傳送數據的問(wèn)題。
1．周期I/O通信方式
周期I/O通信方式常用于PLC的遠程I/O鏈路中。遠程I/O鏈路按主從方式工作，PLC遠程I/O主單元為主站，其它遠程I/O單元皆為從站。在主站中設立一個(gè)“遠程I/O緩沖區”，采用信箱結構，劃分為幾個(gè)分箱與每個(gè)從站—一對應，每個(gè)分箱再分為兩格，一格管發(fā)送，一格管接收。主站中通信處理器采用周期掃描方式，按順序與各從站交換數據，把與其對應的分箱中發(fā)送分格的數據送給從站，從從站中讀取數據放入與其對應的分箱的接收分格中。這樣周而復始，使主站中的“遠程I/O緩沖區”得到周期性的刷新。
在主站中PLC的CPU單元負責用戶(hù)程序的掃描，它按照循環(huán)掃描方式進(jìn)行處理，每個(gè)周期都有一段時(shí)間集中進(jìn)行I/O處理，這時(shí)它對本地I/O單元及遠程I/O緩沖區進(jìn)行讀寫(xiě)操作。PLC的CPU單元對用戶(hù)程序的周期性循環(huán)掃描，與PLC通信處理器對各遠程I/O單元的周期性?huà)呙枋钱惒竭M(jìn)行的。盡管PLC的CPU單元沒(méi)有直接對遠程I/O單元進(jìn)行操作，但是由于遠程I/O緩沖區獲得周期性刷新，PLC的CPU單元對遠程I/O緩沖區的讀寫(xiě)操作，就相當于直接訪(fǎng)問(wèn)了遠程I/O單元。這種通信方式簡(jiǎn)單、方便，但要占用PLC的I/O區，因此只適用于少量數據的通信。
2．全局I/O通信方式
全局I/O通信方式是一種串行共享存儲區的通信方式，它主要用于帶有鏈接區的PLC之間的通信。
全局I/O方式的通信原理如上圖所示。在PLC網(wǎng)絡(luò )的每臺PLC的I/O區中各劃出一塊來(lái)作為鏈接區，每個(gè)鏈接區都采用郵箱結構。相同編號的發(fā)送區與接收區大小相同，占用相同的地址段，一個(gè)為發(fā)送區，其它皆為接收區。采用廣播方式通信。PLC1把1＃發(fā)送區的數據在PLC網(wǎng)絡(luò )上廣播，PLC2、PLC3收聽(tīng)到后把它接收下來(lái)存入各自的1＃接收區中。PLC2把2＃發(fā)送區數據在PLC網(wǎng)上廣播，PLC1、PLC3把它接收下來(lái)存入各自的2＃接收區中。PLC3把3＃發(fā)送區數據在PLC網(wǎng)上廣播，PLC1、PLC2把它接收下來(lái)存入各自的3＃接收區中。顯然通過(guò)上述廣播通信過(guò)程，PLC1、PLC2、PLC3的各鏈接區中數據是相同的，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為等值化過(guò)程。
通過(guò)等值化通信使得PLC網(wǎng)絡(luò )中的每臺PLC的鏈接區中的數據保持一致。它既包含著(zhù)自己送出去的數據，也包含著(zhù)其它PLC送來(lái)的數據。由于每臺PLC的鏈接區大小一樣，占用的地址段相同，每臺PLC只要訪(fǎng)問(wèn)自己的鏈接區，就等于訪(fǎng)問(wèn)了其它PLC的鏈接區，也就相當于與其它PLC交換了數據。這樣鏈接區就變成了名符其實(shí)的共享存儲區，共享區成為各PLC交換數據的中介。
鏈接區可以采用異步方式刷新（等值化），也可以采用同步方式刷新。異步方式刷新與PLC中用戶(hù)程序無(wú)關(guān)，由各PLC的通信處理器按順序進(jìn)行廣播通信，周而復始，使其所有鏈接區保持等值化；同步方式刷新是由用戶(hù)程序中對鏈接區的發(fā)送指令啟動(dòng)一次刷新，這種方式只有當鏈接區的發(fā)送區數據變化時(shí)才刷新。
全局I/O通信方式中，PLC直接用讀寫(xiě)指令對鏈接區進(jìn)行讀寫(xiě)操作，簡(jiǎn)單、方便、快速，但應注意在一臺PLC中對某地址的寫(xiě)操作在其它PLC中對同一地址只能進(jìn)行讀操作。與周期I/O方式一樣，全局I/O方式也要占用PLC的I/O區，因而只適用于少量數據的通信。
3．主從總線(xiàn)通信方式
主從總線(xiàn)通信方式又稱(chēng)為1：N通信方式，是指在總線(xiàn)結構的PLC子網(wǎng)上有N個(gè)站，其中只有1個(gè)主站，其它皆是從站。
1：N通信方式采用集中式存取控制技術(shù)分配總線(xiàn)使用權，通常采用輪詢(xún)表法。所謂輪詢(xún)表是一張從機號排列順序表，該表配置在主站中，主站按照輪詢(xún)表的排列順序對從站進(jìn)行詢(xún)問(wèn)，看它是否要使用總線(xiàn)，從而達到分配總線(xiàn)使用權的目的。
對于實(shí)時(shí)性要求比較高的站，可以在輪殉表中讓其從機號多出現幾次，賦予該站較高的通信優(yōu)先權。在有些1：N通信中把輪詢(xún)表法與中斷法結合使用，緊急任務(wù)可以打斷正常的周期輪詢(xún)，獲得優(yōu)先權。
1：N通信方式中當從站獲得總線(xiàn)使用權后有兩種數據傳送方式。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據，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(xiàn)使用權后先安排主從通信，再安排自己與其它從站之間的通信。
4．令牌總線(xiàn)通信方式
令牌總線(xiàn)通信方式又稱(chēng)為N：N通信方式是指在總線(xiàn)結構的PLC子網(wǎng)上有N個(gè)站，它們地位平等沒(méi)有主站與從站之分，也可以說(shuō)N個(gè)站都是主站。
N：N通信方式采用令牌總線(xiàn)存取控制技術(shù)。在物理總線(xiàn)上組成一個(gè)邏輯環(huán)，讓一個(gè)令牌在邏輯環(huán)中按一定方向依次流動(dòng)，獲得令牌的站就取得了總線(xiàn)使用權。令牌總線(xiàn)存取控制方式限定每個(gè)站的令牌持有時(shí)間，保證在令牌循環(huán)一周時(shí)每個(gè)站都有機會(huì )獲得總線(xiàn)使用權，并提供優(yōu)先級服務(wù)，因此令牌總線(xiàn)存取控制方式具有較好的實(shí)時(shí)性。
取得令牌的站有兩種數據傳送方式，即無(wú)應答數據傳送方式和有應答數據傳送方式。采用無(wú)應答數據傳送方式時(shí)，取得令牌的站可以立即向目的站發(fā)送數據，發(fā)送結束，通信過(guò)程也就完成了；而采用有應答數據傳送方式時(shí)，取得令牌的站向目的站發(fā)送完數據后并不算通信完成，必須等目的站獲得令牌并把應答幀發(fā)給發(fā)送站后，整個(gè)通信過(guò)程才結束。后者比前者的響應時(shí)間明顯增長(cháng)，實(shí)時(shí)性下降。
5．浮動(dòng)主站通信方式
浮動(dòng)主站通信方式又稱(chēng)N：M通信方式，適用于總線(xiàn)結構的PLC網(wǎng)絡(luò )，是指在總線(xiàn)上有M個(gè)站，其中N（N＜M＝個(gè)為主站，其余為從站。
N：M通信方式采用令牌總線(xiàn)與主從總線(xiàn)相結合的存取控制技術(shù)。首先把N個(gè)主站組成邏輯環(huán)，通過(guò)令牌在邏輯環(huán)中依次流動(dòng)，在N個(gè)主站之間分配總線(xiàn)使用權，這就是浮動(dòng)主站的含義。
獲得總線(xiàn)使用權的主站再按照主從方式來(lái)確定在自己的令牌持有時(shí)間內與哪些站通信。 一般在主站中配置有一張輪詢(xún)表，可按輪詢(xún)表上排列的其它主站號及從站號進(jìn)行輪詢(xún)。獲得令牌的主站對于用戶(hù)隨機提出的通信任務(wù)可按優(yōu)先級安排在輪詢(xún)之前或之后進(jìn)行。
獲得總線(xiàn)使用權的主站可以采用多種數據傳送方式與目的站通信，其中以無(wú)應答無(wú)連接方式速度最快。
6．CSMA/CD通信方式
CSMA/CD通信方式是一種隨機通信方式，適用于總線(xiàn)結構的PLC網(wǎng)絡(luò )，總線(xiàn)上各站地位平等，沒(méi)有主從之分，采用CSMA/CD存取控制方式，即“先聽(tīng)后講，邊講邊聽(tīng)”。
CSMA/CD存取控制方式不能保證在一定時(shí)間周期內，PLC網(wǎng)絡(luò )上每個(gè)站都可獲得總線(xiàn)使用權，因此這是一種不能保證實(shí)時(shí)性的存取控制方式。但是它采用隨機方式，方法簡(jiǎn)單，而且見(jiàn)縫插針，只要總線(xiàn)空閑就搶著(zhù)上網(wǎng)，通信資源利用率高，因而在PLC網(wǎng)絡(luò )中CSMA/CD通信法適用于上層生產(chǎn)管理子網(wǎng)。
CSMA/CD通信方式的數據傳送方式可以選用有連接、無(wú)連接、有應答、無(wú)應答及廣播通信中的每一種，可按對通信速度及可靠性的要求進(jìn)行選擇。
以上是PLC網(wǎng)絡(luò )中常用的通信方式，此外還有少量的PLC網(wǎng)絡(luò )采用其它通信方式，如令牌環(huán)的通信方式等。另外，在一些PLC網(wǎng)絡(luò )中，常常把多種通信方式集成配置在某一級子網(wǎng)上，這都是今后技術(shù)發(fā)展的趨勢。
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