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1、第第8章章 可编程控制器的通信及网络可编程控制器的通信及网络 n n81 通信网络的基础知识n n82 可编程控制器的网络 第第8章章 可编程控制器的通信及网络可编程控制器的通信及网络n n三三三三菱菱菱菱公公公公司司司司的的的的PLCPLCPLCPLC网网网网络络络络系系系系统统统统，根根根根据据据据其其其其连连连连接接接接方方方方式式式式和和和和结结结结构构构构可可可可分分分分为为为为：上上上上位位位位连连连连接接接接系系系系统统统统；下位连接系统；同位连接系统；复合型网络连接系统。下位连接系统；同位连接系统；复合型网络连接系统。下位连接系统；同位连接系统；复合型网络连接系统。下位连接系统
2、；同位连接系统；复合型网络连接系统。n n本章先介绍通信网络基础知识、可编程控制器的网络、最后介绍三菱公本章先介绍通信网络基础知识、可编程控制器的网络、最后介绍三菱公本章先介绍通信网络基础知识、可编程控制器的网络、最后介绍三菱公本章先介绍通信网络基础知识、可编程控制器的网络、最后介绍三菱公司司司司PLCPLCPLCPLC网络系统。网络系统。网络系统。网络系统。n n8 81 1 通信网络的基础知识通信网络的基础知识n n8 81 11 1数据通信基础数据通信基础n n数数数数据据据据通通通通信信信信就就就就是是是是将将将将数数数数据据据据信信信信息息息息通通通通过过过过适适适适当当当当的的的的
3、传传传传送送送送线线线线路路路路从从从从一一一一台台台台机机机机器器器器传传传传送送送送到到到到另另另另一一一一台台台台机器。机器。机器。机器。n n数数数数据据据据通通通通信信信信系系系系统统统统的的的的任任任任务务务务是是是是把把把把地地地地理理理理位位位位置置置置不不不不同同同同的的的的计计计计算算算算机机机机和和和和PLCPLCPLCPLC及及及及其其其其它它它它数数数数字字字字设设设设备备备备连连连连接起来，高效率地完成数据的传送、信息交换和通信处理三项任务。接起来，高效率地完成数据的传送、信息交换和通信处理三项任务。接起来，高效率地完成数据的传送、信息交换和通信处理三项任务。接起来
4、，高效率地完成数据的传送、信息交换和通信处理三项任务。n n数数数数据据据据通通通通信信信信系系系系统统统统一一一一般般般般由由由由传传传传送送送送设设设设备备备备、传传传传送送送送控控控控制制制制设设设设备备备备和和和和传传传传送送送送协协协协议议议议及及及及通通通通信信信信软软软软件件件件等等等等组成。组成。组成。组成。n n1 1数据传送方式数据传送方式n n(1)(1)并行通信与串行通信并行通信与串行通信n n两种基本方式：两种基本方式：n n并行通信并行通信所传送数据的各位同时发送或接收所传送数据的各位同时发送或接收所传送数据的各位同时发送或接收所传送数据的各位同时发送或接收；n n
5、串行通信串行通信所传送数据按顺序一位一位地发送或接收。所传送数据按顺序一位一位地发送或接收。所传送数据按顺序一位一位地发送或接收。所传送数据按顺序一位一位地发送或接收。n n并行通信传送速度快，但一个并行数据有多少位二进制数，就需要多少并行通信传送速度快，但一个并行数据有多少位二进制数，就需要多少并行通信传送速度快，但一个并行数据有多少位二进制数，就需要多少并行通信传送速度快，但一个并行数据有多少位二进制数，就需要多少第第8章章 可编程控制器的通信及网络可编程控制器的通信及网络n n根传送线，通信线路复杂，成本高根传送线，通信线路复杂，成本高根传送线，通信线路复杂，成本高根传送线，通信线路复杂
6、，成本高,常用于近距离的通信。常用于近距离的通信。常用于近距离的通信。常用于近距离的通信。n n串行通信仅需一根到两根传送线，长距离传送时，通信线路简单、成本串行通信仅需一根到两根传送线，长距离传送时，通信线路简单、成本串行通信仅需一根到两根传送线，长距离传送时，通信线路简单、成本串行通信仅需一根到两根传送线，长距离传送时，通信线路简单、成本低，但传送速度慢，常用于长距离传送而速度要求不高的场合。低，但传送速度慢，常用于长距离传送而速度要求不高的场合。低，但传送速度慢，常用于长距离传送而速度要求不高的场合。低，但传送速度慢，常用于长距离传送而速度要求不高的场合。n n(2)(2)同步和异步传送
7、同步和异步传送n n串行通信中采用两种同步技术串行通信中采用两种同步技术串行通信中采用两种同步技术串行通信中采用两种同步技术异步传送和同步传送。异步传送和同步传送。异步传送和同步传送。异步传送和同步传送。n n 异步传送异步传送n n也称起止式传送，利用起止法来达到收发同步的。也称起止式传送，利用起止法来达到收发同步的。也称起止式传送，利用起止法来达到收发同步的。也称起止式传送，利用起止法来达到收发同步的。n n异步传送时异步传送时异步传送时异步传送时，被传送的数据编码成一串脉冲。字节的传送由起始位被传送的数据编码成一串脉冲。字节的传送由起始位被传送的数据编码成一串脉冲。字节的传送由起始位被传
8、送的数据编码成一串脉冲。字节的传送由起始位“0”“0”“0”“0”开始；然后是被编码的字节，通常规定低位在前，高位在后；接下来是开始；然后是被编码的字节，通常规定低位在前，高位在后；接下来是开始；然后是被编码的字节，通常规定低位在前，高位在后；接下来是开始；然后是被编码的字节，通常规定低位在前，高位在后；接下来是校验位校验位校验位校验位(可省略可省略可省略可省略)；最后是停止位；最后是停止位；最后是停止位；最后是停止位“1”(“1”(“1”(“1”(可以是可以是可以是可以是l l l l位、位、位、位、1.51.51.51.5位、或位、或位、或位、或2 2 2 2位位位位)表示表示表示表示字节
9、的结束。格式如图字节的结束。格式如图字节的结束。格式如图字节的结束。格式如图8-8-8-8-l l l l所示。所示。所示。所示。n n 图图图图8-8-8-8-l l l l 串行通信异步传送串行通信异步传送串行通信异步传送串行通信异步传送n n异步传送方式硬件结构简单，但每一个字节都要加起始位、停止位，传异步传送方式硬件结构简单，但每一个字节都要加起始位、停止位，传异步传送方式硬件结构简单，但每一个字节都要加起始位、停止位，传异步传送方式硬件结构简单，但每一个字节都要加起始位、停止位，传第第8章章 可编程控制器的通信及网络可编程控制器的通信及网络n n传送效率低，主要用于中、低速的通信。传
10、送效率低，主要用于中、低速的通信。传送效率低，主要用于中、低速的通信。传送效率低，主要用于中、低速的通信。n n 同步传送同步传送n n在数据开始处用同步字符在数据开始处用同步字符在数据开始处用同步字符在数据开始处用同步字符(通常为通常为通常为通常为l-2l-2l-2l-2个个个个)来指示。由定时信号来指示。由定时信号来指示。由定时信号来指示。由定时信号(时钟时钟时钟时钟)实现实现实现实现发送端同步，一旦检测到与规定的同步字符相符合，接下去就连续按顺序发送端同步，一旦检测到与规定的同步字符相符合，接下去就连续按顺序发送端同步，一旦检测到与规定的同步字符相符合，接下去就连续按顺序发送端同步，一旦
11、检测到与规定的同步字符相符合，接下去就连续按顺序传送数据。传送数据。传送数据。传送数据。n n数据以一组数据数据以一组数据数据以一组数据数据以一组数据(数据块数据块数据块数据块)为单位传送，数据块中每字节不需要起始位和停为单位传送，数据块中每字节不需要起始位和停为单位传送，数据块中每字节不需要起始位和停为单位传送，数据块中每字节不需要起始位和停止位止位止位止位.通常用于数据传送速率超过通常用于数据传送速率超过通常用于数据传送速率超过通常用于数据传送速率超过2000200020002000bpsbpsbpsbps的系统。的系统。的系统。的系统。n n（3 3）基带传送和频带传送）基带传送和频带传
12、送n n 基带传送基带传送n n基带指电信号的基本频带。计算机或数字设备产生的基带指电信号的基本频带。计算机或数字设备产生的基带指电信号的基本频带。计算机或数字设备产生的基带指电信号的基本频带。计算机或数字设备产生的“0”“0”“0”“0”和和和和“1”“1”“1”“1”的电信的电信的电信的电信号脉冲序列是基带信号。号脉冲序列是基带信号。号脉冲序列是基带信号。号脉冲序列是基带信号。n n基带传送指数据传送系统对信号不做任何调制，直接传送的数据传送方式。基带传送指数据传送系统对信号不做任何调制，直接传送的数据传送方式。基带传送指数据传送系统对信号不做任何调制，直接传送的数据传送方式。基带传送指数
13、据传送系统对信号不做任何调制，直接传送的数据传送方式。n n 频带传送频带传送n n将信号调制到某一频带上的传送方式。当进行频带传送时，用调制器把二将信号调制到某一频带上的传送方式。当进行频带传送时，用调制器把二将信号调制到某一频带上的传送方式。当进行频带传送时，用调制器把二将信号调制到某一频带上的传送方式。当进行频带传送时，用调制器把二进制信号调制成音频信号进制信号调制成音频信号进制信号调制成音频信号进制信号调制成音频信号(模拟信号模拟信号模拟信号模拟信号)，在通信线路上进行传送。信号传送，在通信线路上进行传送。信号传送，在通信线路上进行传送。信号传送，在通信线路上进行传送。信号传送到接收端
14、后，再经过解调器的解调，把音频信号还原成二进制的电信号。到接收端后，再经过解调器的解调，把音频信号还原成二进制的电信号。到接收端后，再经过解调器的解调，把音频信号还原成二进制的电信号。到接收端后，再经过解调器的解调，把音频信号还原成二进制的电信号。n n基带传送方式整个频带范围都用来传送某一数字信号，即单信道。常用基带传送方式整个频带范围都用来传送某一数字信号，即单信道。常用基带传送方式整个频带范围都用来传送某一数字信号，即单信道。常用基带传送方式整个频带范围都用来传送某一数字信号，即单信道。常用 第第8章章 可编程控制器的通信及网络可编程控制器的通信及网络n n于半双工通信。于半双工通信。于
15、半双工通信。于半双工通信。n n频带传送时，在一条传送线上可用频带分割的方法将频带划分为几个信频带传送时，在一条传送线上可用频带分割的方法将频带划分为几个信频带传送时，在一条传送线上可用频带分割的方法将频带划分为几个信频带传送时，在一条传送线上可用频带分割的方法将频带划分为几个信道，同时传送多路信号。道，同时传送多路信号。道，同时传送多路信号。道，同时传送多路信号。n n2 2 2 2数据传送方向数据传送方向数据传送方向数据传送方向n n在在在在通通通通信信信信线线线线路路路路上上上上按按按按照照照照数数数数据据据据传传传传送送送送的的的的方方方方向向向向可可可可以以以以划划划划分分分分为为为
16、为单单单单工工工工、半半半半双双双双工工工工和和和和全全全全双双双双工工工工通通通通信方式。信方式。信方式。信方式。n n(1)(1)(1)(1)单工通信方式单工通信方式单工通信方式单工通信方式n n指信息的传送始终保持同一个方向，而不能进行反向传送，如图指信息的传送始终保持同一个方向，而不能进行反向传送，如图指信息的传送始终保持同一个方向，而不能进行反向传送，如图指信息的传送始终保持同一个方向，而不能进行反向传送，如图8-2(8-2(8-2(8-2(a)a)a)a)示。其中示。其中示。其中示。其中A A A A端只能作为发送端，端只能作为发送端，端只能作为发送端，端只能作为发送端，B B B
17、 B端只能作为接收端。端只能作为接收端。端只能作为接收端。端只能作为接收端。n n(2)(2)(2)(2)半双工通信方式半双工通信方式半双工通信方式半双工通信方式n n指信息流可以在两个方向上传送，但同一时刻只限于一个方向传送，如指信息流可以在两个方向上传送，但同一时刻只限于一个方向传送，如指信息流可以在两个方向上传送，但同一时刻只限于一个方向传送，如指信息流可以在两个方向上传送，但同一时刻只限于一个方向传送，如图图图图8-2(8-2(8-2(8-2(b)b)b)b)示，其中示，其中示，其中示，其中A A A A端和端和端和端和B B B B端都具有发送和接收的功能端都具有发送和接收的功能端都
18、具有发送和接收的功能端都具有发送和接收的功能.n n 图图图图8-2 8-2 8-2 8-2 通信方向通信方向通信方向通信方向n n(3)(3)(3)(3)全双工通信方式全双工通信方式全双工通信方式全双工通信方式n n全双工通信能在两个方向上同时发送和接收，如图全双工通信能在两个方向上同时发送和接收，如图全双工通信能在两个方向上同时发送和接收，如图全双工通信能在两个方向上同时发送和接收，如图8-2(8-2(8-2(8-2(c)c)c)c)所示。所示。所示。所示。A A A A端和端和端和端和B B B B 第第8章章 可编程控制器的通信及网络可编程控制器的通信及网络n n端双方都可以一面发送数
19、据，一面接收数据。端双方都可以一面发送数据，一面接收数据。端双方都可以一面发送数据，一面接收数据。端双方都可以一面发送数据，一面接收数据。n n3 3传送介质传送介质n n常用传送介质有：同轴电缆、双绞线、光缆。其中双绞线常用传送介质有：同轴电缆、双绞线、光缆。其中双绞线常用传送介质有：同轴电缆、双绞线、光缆。其中双绞线常用传送介质有：同轴电缆、双绞线、光缆。其中双绞线(带屏蔽带屏蔽带屏蔽带屏蔽)：成：成：成：成本低、安装简单；光缆：尺寸小、重量轻、传输距离远，但成本高，安本低、安装简单；光缆：尺寸小、重量轻、传输距离远，但成本高，安本低、安装简单；光缆：尺寸小、重量轻、传输距离远，但成本高，
20、安本低、安装简单；光缆：尺寸小、重量轻、传输距离远，但成本高，安装维修需专用仪器。具体性能见表装维修需专用仪器。具体性能见表装维修需专用仪器。具体性能见表装维修需专用仪器。具体性能见表8-1(8-1(8-1(8-1(P287)P287)P287)P287)。n n4 4串行通信接口标准串行通信接口标准n n(1)(1)RS-232CRS-232C串行接口标准串行接口标准n nRS-232CRS-232CRS-232CRS-232C是是是是1969196919691969年年年年由由由由美美美美国国国国电电电电子子子子工工工工业业业业协协协协会会会会EIA(E1ectronic EIA(E1ec
21、tronic EIA(E1ectronic EIA(E1ectronic Industries Industries Industries Industries Association)Association)Association)Association)公公公公布布布布的的的的串串串串行行行行通通通通信信信信接接接接口口口口标标标标准准准准。“RSRSRSRS”是是是是英英英英文文文文“推推推推荐荐荐荐标标标标准准准准”一一一一词词词词的的的的缩缩缩缩写写写写，“232232232232”是是是是标标标标识识识识号号号号，“C C C C”表表表表示示示示此此此此标标标标准准准准修修修修改
22、改改改的的的的次次次次数数数数。它它它它即即即即是是是是一一一一种种种种协协协协议议议议标标标标准准准准，又又又又是是是是一一一一种种种种电电电电气气气气标标标标准准准准，规规规规定定定定了了了了终终终终端端端端和和和和通通通通信信信信设设设设备备备备之之之之间间间间信信信信息息息息交交交交换换换换的方式和功能。的方式和功能。的方式和功能。的方式和功能。PLCPLCPLCPLC与上位计算机间的通信通过与上位计算机间的通信通过与上位计算机间的通信通过与上位计算机间的通信通过RS-232CRS-232CRS-232CRS-232C标准接口来实现。标准接口来实现。标准接口来实现。标准接口来实现。n
23、n 接口的机械特性接口的机械特性n nRS-232CRS-232CRS-232CRS-232C的的的的标标标标准准准准接接接接插插插插件件件件是是是是25252525针针针针的的的的D D D D型型型型连连连连接接接接器器器器。其其其其机机机机械械械械尺尺尺尺寸寸寸寸和和和和外外外外形形形形如如如如图图图图8-38-38-38-3所示。所示。所示。所示。n n 接口的电气特性接口的电气特性n nRS-232CRS-232CRS-232CRS-232C采用负逻辑。规定逻辑采用负逻辑。规定逻辑采用负逻辑。规定逻辑采用负逻辑。规定逻辑“1”“1”“1”“1”电平在电平在电平在电平在-5-5-5-5
24、V V V V-15V-15V-15V-15V范围内，逻辑范围内，逻辑范围内，逻辑范围内，逻辑“0”“0”“0”“0”在在在在+5+5+5+5V V V V+15V+15V+15V+15V范围内。这样在线路上传送的电平可高达范围内。这样在线路上传送的电平可高达范围内。这样在线路上传送的电平可高达范围内。这样在线路上传送的电平可高达12121212V.V.V.V.第第8章章 可编程控制器的通信及网络可编程控制器的通信及网络n n 图图图图8-3 258-3 258-3 258-3 25针针针针D D D D型连接器型连接器型连接器型连接器n nRS-232CRS-232CRS-232CRS-23
25、2C标标标标准准准准中中中中还还还还规规规规定定定定：最最最最大大大大传传传传送送送送距距距距离离离离为为为为15151515m(m(m(m(实实实实际际际际上上上上可可可可达达达达约约约约30303030m)m)m)m)，最最最最高高高高传传传传送送送送速速速速率为率为率为率为20202020KbpsKbpsKbpsKbps(Kbit/sKbit/sKbit/sKbit/s)。n n 接口的信号功能接口的信号功能n nRS-232CRS-232CRS-232CRS-232C定义了定义了定义了定义了25252525针连接器中的针连接器中的针连接器中的针连接器中的20202020条连接线。其中在
26、条连接线。其中在条连接线。其中在条连接线。其中在PLCPLCPLCPLC与上位计算机连接器与上位计算机连接器与上位计算机连接器与上位计算机连接器中用到的信号线见表中用到的信号线见表中用到的信号线见表中用到的信号线见表8-2(8-2(8-2(8-2(P288)P288)P288)P288)。n n RS-232C RS-232C的不足之处的不足之处n n传送速率和距离有限；传送速率和距离有限；传送速率和距离有限；传送速率和距离有限；n n没有规定连接器，因而产生没有规定连接器，因而产生没有规定连接器，因而产生没有规定连接器，因而产生25252525针不同的设计方案，这些方案有时不兼容；针不同的设
27、计方案，这些方案有时不兼容；针不同的设计方案，这些方案有时不兼容；针不同的设计方案，这些方案有时不兼容；n n每每每每根根根根信信信信号号号号线线线线只只只只有有有有一一一一根根根根导导导导线线线线，两两两两个个个个传传传传送送送送方方方方向向向向，仅仅仅仅有有有有一一一一根根根根信信信信号号号号地地地地线线线线，存存存存在在在在潜潜潜潜在在在在的的的的地线回流问题；地线回流问题；地线回流问题；地线回流问题；n n接口应用不平衡的发送器和接收器，可能在信号成分间产生干扰。接口应用不平衡的发送器和接收器，可能在信号成分间产生干扰。接口应用不平衡的发送器和接收器，可能在信号成分间产生干扰。接口应用
28、不平衡的发送器和接收器，可能在信号成分间产生干扰。第第8章章 可编程控制器的通信及网络可编程控制器的通信及网络n n(3)(3)RS-422ARS-422A、RS-423ARS-423A与与RS-449RS-449、RS-485RS-485n n RS-449 RS-449标准标准n nEIAEIAEIAEIA于于于于1977197719771977年制定了新标准年制定了新标准年制定了新标准年制定了新标准RS-449RS-449RS-449RS-449，其特点是：其特点是：其特点是：其特点是：n n支持较高的数据传送速率；支持较高的数据传送速率；支持较高的数据传送速率；支持较高的数据传送速率；
29、n n支持较远的传送距离；支持较远的传送距离；支持较远的传送距离；支持较远的传送距离；n n制定连接器的技术规范；制定连接器的技术规范；制定连接器的技术规范；制定连接器的技术规范；n n提供平衡电路改进接口电气特性。提供平衡电路改进接口电气特性。提供平衡电路改进接口电气特性。提供平衡电路改进接口电气特性。n nEIAEIAEIAEIA的的的的RS-449RS-449RS-449RS-449标准定义了标准定义了标准定义了标准定义了RS-232CRS-232CRS-232CRS-232C中所没有的中所没有的中所没有的中所没有的10101010种电路功能，规定用种电路功能，规定用种电路功能，规定用种
30、电路功能，规定用37373737脚脚脚脚的连接器的连接器的连接器的连接器.n nEIAEIAEIAEIA推荐的串行通信的主要性能参数见表推荐的串行通信的主要性能参数见表推荐的串行通信的主要性能参数见表推荐的串行通信的主要性能参数见表8-3(8-3(8-3(8-3(P289)P289)P289)P289)。n n RS-422A RS-422A和和RS-485RS-485及其应用及其应用n n目前在目前在目前在目前在PLCPLCPLCPLC局域网络中广泛应用的局域网络中广泛应用的局域网络中广泛应用的局域网络中广泛应用的RS-485RS-485RS-485RS-485串行接口总线实际上是串行接口总
31、线实际上是串行接口总线实际上是串行接口总线实际上是RS-422ARS-422ARS-422ARS-422A的变形，它与的变形，它与的变形，它与的变形，它与RS-422ARS-422ARS-422ARS-422A不同点在于不同点在于不同点在于不同点在于RS-422ARS-422ARS-422ARS-422A为全双工，为全双工，为全双工，为全双工，RS-485RS-485RS-485RS-485为半双工，为半双工，为半双工，为半双工，RS-422ARS-422ARS-422ARS-422A采用两对平衡差分信号线，而采用两对平衡差分信号线，而采用两对平衡差分信号线，而采用两对平衡差分信号线，而RS-
32、485RS-485RS-485RS-485只需其中一对。只需其中一对。只需其中一对。只需其中一对。n nRS-422ARS-422ARS-422ARS-422A485485485485互联方案见图互联方案见图互联方案见图互联方案见图8-48-48-48-4示，这个电路可以构成示，这个电路可以构成示，这个电路可以构成示，这个电路可以构成RS-422ARS-422ARS-422ARS-422A串行接口串行接口串行接口串行接口(按图中虚线连接按图中虚线连接按图中虚线连接按图中虚线连接)，也可以构成，也可以构成，也可以构成，也可以构成RS-485RS-485RS-485RS-485接口接口接口接口(按
33、图中实线连接按图中实线连接按图中实线连接按图中实线连接).).).).第第8章章 可编程控制器的通信及网络可编程控制器的通信及网络n n 图图图图8-4 8-4 8-4 8-4 RS-422ARS-422ARS-422ARS-422A485485485485互联方案互联方案互联方案互联方案n nRS-485RS-485RS-485RS-485串行接口用于多站互连的原理如图串行接口用于多站互连的原理如图串行接口用于多站互连的原理如图串行接口用于多站互连的原理如图8-58-58-58-5所示。所示。所示。所示。n n 图图图图8-58-58-58-5多站互连的多站互连的多站互连的多站互连的RS-4
34、85(RS-485(RS-485(RS-485(最多最多最多最多32323232对驱动器接收器对驱动器接收器对驱动器接收器对驱动器接收器)n nRS-422ARS-422ARS-422ARS-422A与与与与RS-485RS-485RS-485RS-485的比较见表的比较见表的比较见表的比较见表8-4(8-4(8-4(8-4(P290)P290)P290)P290)。n n(4)(4)RS-232CRS-232C422A422A转换电路转换电路 第第8章章 可编程控制器的通信及网络可编程控制器的通信及网络n n两台或多台带有两台或多台带有两台或多台带有两台或多台带有RS-232CRS-232C
35、RS-232CRS-232C接口的设备远距离接口的设备远距离接口的设备远距离接口的设备远距离(如数百米如数百米如数百米如数百米)连接进行通信或组连接进行通信或组连接进行通信或组连接进行通信或组成分散式系统，不能直接用成分散式系统，不能直接用成分散式系统，不能直接用成分散式系统，不能直接用RS-232CRS-232CRS-232CRS-232C串行接口连接，但可采用串行接口连接，但可采用串行接口连接，但可采用串行接口连接，但可采用RS-232CRS-232CRS-232CRS-232C422A422A422A422A转换电路进行连接，如图转换电路进行连接，如图转换电路进行连接，如图转换电路进行连
36、接，如图8-68-68-68-6示。示。示。示。n n 图图图图8-6 8-6 8-6 8-6 RS-232CRS-232CRS-232CRS-232C422A422A422A422A转换装置电原理图转换装置电原理图转换装置电原理图转换装置电原理图n n8.1.2 8.1.2 工业局域网基础工业局域网基础n n将地理位置不同而又具有各自独立功能的多台计算机，通过通信设备和将地理位置不同而又具有各自独立功能的多台计算机，通过通信设备和将地理位置不同而又具有各自独立功能的多台计算机，通过通信设备和将地理位置不同而又具有各自独立功能的多台计算机，通过通信设备和通信线路相互连接起来构成计算机系统称为计
37、算机网络。网络中每台计通信线路相互连接起来构成计算机系统称为计算机网络。网络中每台计通信线路相互连接起来构成计算机系统称为计算机网络。网络中每台计通信线路相互连接起来构成计算机系统称为计算机网络。网络中每台计算机或交换信息的设备称为网络的站或结点。算机或交换信息的设备称为网络的站或结点。算机或交换信息的设备称为网络的站或结点。算机或交换信息的设备称为网络的站或结点。n n网络按站间距离分为：网络按站间距离分为：网络按站间距离分为：网络按站间距离分为：n n全域网全域网:GAN(Global Area Network),GAN(Global Area Network),GAN(Global Ar
38、ea Network),GAN(Global Area Network),通过卫星通信连接各大洲不同国通过卫星通信连接各大洲不同国通过卫星通信连接各大洲不同国通过卫星通信连接各大洲不同国家。家。家。家。第第8章章 可编程控制器的通信及网络可编程控制器的通信及网络n n广域网广域网(又称远程网又称远程网)：它站点分布范围很广它站点分布范围很广它站点分布范围很广它站点分布范围很广,从几公里到几千公里。从几公里到几千公里。从几公里到几千公里。从几公里到几千公里。n n局域网：局域网：地理范围有限，通常在几十米到几千米。数据通信传送速率地理范围有限，通常在几十米到几千米。数据通信传送速率地理范围有限，
39、通常在几十米到几千米。数据通信传送速率地理范围有限，通常在几十米到几千米。数据通信传送速率高，误码率低；网络拓扑结构比较规则高，误码率低；网络拓扑结构比较规则高，误码率低；网络拓扑结构比较规则高，误码率低；网络拓扑结构比较规则.n n1 1局域网四大要素局域网四大要素n n网网网网络络络络的的的的拓拓拓拓扑扑扑扑结结结结构构构构、介介介介质质质质访访访访问问问问控控控控制制制制、通通通通道道道道利利利利用用用用方方方方式式式式、传传传传送送送送介介介介质质质质，是是是是局局局局域域域域网网网网的四大要素。的四大要素。的四大要素。的四大要素。n n(1)(1)网络拓扑结构网络拓扑结构n n指网络
40、中的通信线路和结点间的几何布置，用以表示网络的整体结构外指网络中的通信线路和结点间的几何布置，用以表示网络的整体结构外指网络中的通信线路和结点间的几何布置，用以表示网络的整体结构外指网络中的通信线路和结点间的几何布置，用以表示网络的整体结构外貌，它反映了各个模块间的结构关系貌，它反映了各个模块间的结构关系貌，它反映了各个模块间的结构关系貌，它反映了各个模块间的结构关系.n n 星形网络星形网络 以中央结点为中心与各结点连接组成，网络中任何两个结点进行通信都以中央结点为中心与各结点连接组成，网络中任何两个结点进行通信都以中央结点为中心与各结点连接组成，网络中任何两个结点进行通信都以中央结点为中心
41、与各结点连接组成，网络中任何两个结点进行通信都必须经过中央结点控制，其网络结构如图必须经过中央结点控制，其网络结构如图必须经过中央结点控制，其网络结构如图必须经过中央结点控制，其网络结构如图8-7(8-7(8-7(8-7(a)a)a)a)示。示。示。示。环形网络环形网络 网中各结点通过环路通信接口或适配器连在一条首尾相连的闭合环形通网中各结点通过环路通信接口或适配器连在一条首尾相连的闭合环形通网中各结点通过环路通信接口或适配器连在一条首尾相连的闭合环形通网中各结点通过环路通信接口或适配器连在一条首尾相连的闭合环形通信线路上。环路上任何结点均可以请示发送信息，请求一旦被批准，便信线路上。环路上任
42、何结点均可以请示发送信息，请求一旦被批准，便信线路上。环路上任何结点均可以请示发送信息，请求一旦被批准，便信线路上。环路上任何结点均可以请示发送信息，请求一旦被批准，便可以向环路发送信息。环形网中的数据主要是单向传送，也可以是双向可以向环路发送信息。环形网中的数据主要是单向传送，也可以是双向可以向环路发送信息。环形网中的数据主要是单向传送，也可以是双向可以向环路发送信息。环形网中的数据主要是单向传送，也可以是双向传送。环形网络结构如图传送。环形网络结构如图传送。环形网络结构如图传送。环形网络结构如图8-7(8-7(8-7(8-7(b)b)b)b)所示。所示。所示。所示。第第8章章 可编程控制器
43、的通信及网络可编程控制器的通信及网络n n 图图图图8-7 8-7 8-7 8-7 网络拓扑结构图网络拓扑结构图网络拓扑结构图网络拓扑结构图n n 总线形网络总线形网络n n利用总线把所有结点连接起来，这些结点共享总线，对总线有同等访问利用总线把所有结点连接起来，这些结点共享总线，对总线有同等访问利用总线把所有结点连接起来，这些结点共享总线，对总线有同等访问利用总线把所有结点连接起来，这些结点共享总线，对总线有同等访问权。总线形网络结构如图权。总线形网络结构如图权。总线形网络结构如图权。总线形网络结构如图8-7(8-7(8-7(8-7(c)c)c)c)示。示。示。示。n n(2)(2)介质访问
44、控制介质访问控制n n指对网络通道占有权的管理和控制。指对网络通道占有权的管理和控制。指对网络通道占有权的管理和控制。指对网络通道占有权的管理和控制。n n局域网络上的信息交换方式有两种：一种是线路交换，即发送结点与接局域网络上的信息交换方式有两种：一种是线路交换，即发送结点与接局域网络上的信息交换方式有两种：一种是线路交换，即发送结点与接局域网络上的信息交换方式有两种：一种是线路交换，即发送结点与接收结点之间有固定的物理通道，且该通道一直保持到通话结束，如电话收结点之间有固定的物理通道，且该通道一直保持到通话结束，如电话收结点之间有固定的物理通道，且该通道一直保持到通话结束，如电话收结点之间
45、有固定的物理通道，且该通道一直保持到通话结束，如电话系统。第二种是系统。第二种是系统。第二种是系统。第二种是“报文交换报文交换报文交换报文交换”或或或或“包交换包交换包交换包交换”。这种交换方式是把编址数。这种交换方式是把编址数。这种交换方式是把编址数。这种交换方式是把编址数据组，从一个转换结点传到另一个转换结点，直到目的站。据组，从一个转换结点传到另一个转换结点，直到目的站。据组，从一个转换结点传到另一个转换结点，直到目的站。据组，从一个转换结点传到另一个转换结点，直到目的站。n n介质访问控制主要有两种方法：介质访问控制主要有两种方法：介质访问控制主要有两种方法：介质访问控制主要有两种方法
46、：n n 令牌传送方式令牌传送方式n n对介质访问的控制权以令牌为标志。令牌是一组二进制码，网络上的结对介质访问的控制权以令牌为标志。令牌是一组二进制码，网络上的结对介质访问的控制权以令牌为标志。令牌是一组二进制码，网络上的结对介质访问的控制权以令牌为标志。令牌是一组二进制码，网络上的结点按某种规则排序，令牌被依次从一个结点传到下一个结点，只有得到点按某种规则排序，令牌被依次从一个结点传到下一个结点，只有得到点按某种规则排序，令牌被依次从一个结点传到下一个结点，只有得到点按某种规则排序，令牌被依次从一个结点传到下一个结点，只有得到第第8章章 可编程控制器的通信及网络可编程控制器的通信及网络n
47、n令牌的结点才有权控制和使用网络。令牌的结点才有权控制和使用网络。令牌的结点才有权控制和使用网络。令牌的结点才有权控制和使用网络。n n 争用方式争用方式n n允许网络中各结点自由发送信息。当两个以上结点同时发送时会出现线允许网络中各结点自由发送信息。当两个以上结点同时发送时会出现线允许网络中各结点自由发送信息。当两个以上结点同时发送时会出现线允许网络中各结点自由发送信息。当两个以上结点同时发送时会出现线路冲突，需要做些规定，加以约束。目前常用的是路冲突，需要做些规定，加以约束。目前常用的是路冲突，需要做些规定，加以约束。目前常用的是路冲突，需要做些规定，加以约束。目前常用的是CSMACSMA
48、CSMACSMACDCDCDCD规约规约规约规约(以太网以太网以太网以太网规约规约规约规约)，即带冲突检测的载波监听多路存取协议。，即带冲突检测的载波监听多路存取协议。，即带冲突检测的载波监听多路存取协议。，即带冲突检测的载波监听多路存取协议。n n2 2网络模型网络模型n n开放系统互连参考模型开放系统互连参考模型开放系统互连参考模型开放系统互连参考模型OSI/RM(Open System OSI/RM(Open System OSI/RM(Open System OSI/RM(Open System Interconnection/Reference Model),Interconnect
49、ion/Reference Model),Interconnection/Reference Model),Interconnection/Reference Model),1979197919791979年国际标准化组织年国际标准化组织年国际标准化组织年国际标准化组织(ISO)ISO)ISO)ISO)提出提出提出提出.该模型规定了七个功能层该模型规定了七个功能层该模型规定了七个功能层该模型规定了七个功能层,每层都使用自己的协议每层都使用自己的协议每层都使用自己的协议每层都使用自己的协议,结构如图结构如图结构如图结构如图8-88-88-88-8示。示。示。示。n n(1)(1)OSIOSI层次
50、结构层次结构n n 物理层物理层(Physical)Physical)n n物理层在信道上传送未经处理的信息，该层协议涉及通信双方的机械、物理层在信道上传送未经处理的信息，该层协议涉及通信双方的机械、物理层在信道上传送未经处理的信息，该层协议涉及通信双方的机械、物理层在信道上传送未经处理的信息，该层协议涉及通信双方的机械、电气和连接规程。电气和连接规程。电气和连接规程。电气和连接规程。n n 数据链路层数据链路层(Data LinkData Link)n n任务是将可能有差错的物理链路，改造成对于网络层来说是无差错的传任务是将可能有差错的物理链路，改造成对于网络层来说是无差错的传任务是将可能有