網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)配置與建立網(wǎng)絡(luò)的目的、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及通信方式有關(guān),但任何網(wǎng)絡(luò),其結(jié)構(gòu)配置都包括硬件和軟件兩個(gè)方面。
1.硬件配置
硬件配置主要考慮兩個(gè)問題:一是通信介質(zhì),以此構(gòu)成信道。常用的通信介質(zhì)有多股屏蔽電纜、雙絞線、同軸電纜及光纜。此外,還可以通過電磁波實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信。二是通信接口,包括rs-232c、rs-422a和rs-485三種。
1)rs-232c
rs-232c是美國(guó)eic(電子工業(yè)聯(lián)合會(huì))在1969年公布的通信協(xié)議,至今仍在計(jì)算機(jī)和可編程序控制器中廣泛使用。
rs-232c采用負(fù)邏輯,用-5~-15 v表示邏輯狀態(tài)“1”,用+5~+15 v表示邏輯狀態(tài)“0”。rs-232c的最大通信距離為15 m,最高傳輸速率為20 kb/s,只能進(jìn)行一對(duì)一的通信。rs-232c可使用9針或25針的d型連接器,可編程序控制器一般使用9針的連接器,距離較近時(shí)只需要3根線(見圖1,gnd為信號(hào)地)。rs-232c使用單端驅(qū)動(dòng)、單端接收的電路(見圖2),容易受到公共地線上的電位差和外部引入的干擾信號(hào)的影響。
圖1 rs-232c的信號(hào)線連接
圖2單端驅(qū)動(dòng)單端接收
2)rs-422a
美國(guó)的eic于1977年制定了串行通信標(biāo)準(zhǔn)rs-499,對(duì)rs-232c的電氣特性作了改進(jìn),rs-422a是rs-499的子集。rs-422a采用平衡驅(qū)動(dòng)、差分接收電路(見圖3),從根本上取消了信號(hào)地線。平衡驅(qū)動(dòng)器相當(dāng)于兩個(gè)單端驅(qū)動(dòng)器,其輸入信號(hào)相同,兩個(gè)輸出信號(hào)互為反相信號(hào),圖中的小圓圈表示反相。外部輸入的干擾信號(hào)是以共模方式出現(xiàn)的,兩根傳輸線上的共模干擾信號(hào)相同,因接收器是差分輸入,共模信號(hào)可以互相抵消。只要接收器有足夠的抗共模干擾能力,就能從干擾信號(hào)中識(shí)別出驅(qū)動(dòng)器輸出的有用信號(hào),從而克服外部干擾的影響。rs-422a在最大傳輸速率(10 mb/s)時(shí),允許的最大通信距離為12 m,傳輸速率為100 kb/s時(shí),最大通信距離為1200 m。一臺(tái)驅(qū)動(dòng)器可以連接10臺(tái)接收器。rs-422接口屬于全雙工通信方式,在工業(yè)計(jì)算機(jī)上配備得較多。
圖3平衡驅(qū)動(dòng)差分接收
3)rs-485
rs-485是rs-422a的變形。rs-422a是全雙工,兩對(duì)平衡差分信號(hào)線分別用于發(fā)送和接收。rs-485為半雙工,只有一對(duì)平衡差分信號(hào)線,不能同時(shí)發(fā)送和接收。
使用rs-485通信接口和雙絞線可組成串行通信網(wǎng)絡(luò)(見圖4),構(gòu)成分布式系統(tǒng),系統(tǒng)中最多可有32個(gè)站,新的接口件已允許連接128個(gè)站。rs-485接口多用雙絞線實(shí)現(xiàn)連接。個(gè)人計(jì)算機(jī)一般不配rs-485接口,但工業(yè)計(jì)算機(jī)配備rs-485接口較多。plc的不少通信模塊也配用rs-485接口。如西門子公司的s7系列cpu均配置了rs-485接口。
圖4 rs-485網(wǎng)絡(luò)
2.軟件配置
要實(shí)現(xiàn)plc的聯(lián)網(wǎng)控制,就必須遵循一些網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。不同公司的機(jī)型,通信軟件各不相同。軟件一般分為兩類:一類是系統(tǒng)編程軟件,用以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)編程,并把程序下載到plc,且監(jiān)控plc的工作狀態(tài),如西門子公司的step7-micro/win軟件;另一類為應(yīng)用軟件,即各用戶根據(jù)不同的開發(fā)環(huán)境和具體要求,用不同的編程語(yǔ)言編寫的通信程序。