吉林西門子S7-1200PLC代理經(jīng)銷優(yōu)勢價格

西門子PLC通信標準的開放系統(tǒng)互連模型

    為了實現(xiàn)不同廠家生產(chǎn)的智能設(shè)備之間的通信，標準化組織ISO提出了如圖7-10所示的開放系統(tǒng)互連模型OSI (Open System Interconnection)，作為通信網(wǎng)絡(luò)標準化的參考模型，它詳細描述了軟件功能的7個層次。7個層次自下而上依次為：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳送層、會話層、表示層和應(yīng)用層。每一層都盡可能自成體系，均有明確的功能。

    1)物理層

    物理層(Physical Layer)是為建立、保持和斷開在物理實體之間的物理連接，提供機械的、電氣的、功能性的和規(guī)程的特性。它是建立在傳輸介質(zhì)之上，負責(zé)提供傳送數(shù)據(jù)比特位“0”和“1”碼的物理條件。同時，定義了傳輸介質(zhì)與網(wǎng)絡(luò)接口卡的連接方式以及數(shù)據(jù)發(fā)送和接收方式。常用的串行異步通信接口標準RS-232C、RS-422和RS-485等就屬于物理層。

    2)數(shù)據(jù)鏈路層

    數(shù)據(jù)鏈路層(Datalink Layer)通過物理層提供的物理連接，實現(xiàn)建立、保持和斷開數(shù)據(jù)鏈路的邏輯連接，完成數(shù)據(jù)的無差錯傳輸。為了保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸，數(shù)據(jù)鏈路層的主要控制功能是差錯控制和流量控制。在數(shù)據(jù)鏈路上，數(shù)據(jù)以幀格式傳輸，幀是包含多個數(shù)據(jù)比特位的邏輯數(shù)據(jù)單元，通常由控制信息和傳輸數(shù)據(jù)兩部分組成。常用的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議是面向比特的串行同步通信協(xié)議——同步數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議／高級數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議( SDLC／HDLC)。

    3)網(wǎng)絡(luò)層

    網(wǎng)絡(luò)層(Network Layer)完成站點間邏輯連接的建立和維護，負責(zé)傳輸數(shù)據(jù)的尋址，提供網(wǎng)絡(luò)各站點間進行數(shù)據(jù)交換的方法，完成傳輸數(shù)據(jù)的路由選擇和信息交換的有關(guān)操作。網(wǎng)絡(luò)層的主要功能是報文包的分段、報文包阻塞的處理和通信子網(wǎng)內(nèi)路徑的選擇。常用的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議有X．25分組協(xié)議和IP協(xié)議。

    4)傳輸層

    傳輸層(Transport Layer)是向會話層提供一個可靠的端到端（end-to-end）的數(shù)據(jù)傳送服務(wù)。傳輸層的信號傳送單位是報文( Message)，它的主要功能是流量控制、差錯控制、連接支持。典型的傳輸層協(xié)議是因特網(wǎng)TCP／IP協(xié)議中的TCP協(xié)議。

    5)會話層

    兩個表示層用戶之問的連接稱為會話，對應(yīng)會話層(Session Layer)的任務(wù)就是提供一種有效的方法，組織和協(xié)調(diào)兩個層次之間的會話，并管理和控制它們之間的數(shù)據(jù)交換。網(wǎng)絡(luò)下載中的斷點續(xù)傳就是會話層的功能。

    6)表示層

    表示層(Presentation Layer)用于應(yīng)用層信息內(nèi)容的形式變換，如數(shù)據(jù)加密／解密、信息壓縮／解壓和數(shù)據(jù)兼容，把應(yīng)用層提供的信息變成能夠共同理解的形式。

    7)應(yīng)用層

   應(yīng)用層(Application I_ayer)作為參考模型的層，為用戶的應(yīng)用服務(wù)提供信息交換，為應(yīng)用接口提供操作標準。7層模型中所有其他層的目的都是為了支持應(yīng)用層，它直接面向用戶，為用戶提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。常用的應(yīng)用層服務(wù)有電子郵件( E-mail)、文件傳輸(FTP)和Web服務(wù)等。

    OSI 7層模型中，除了物理層和物理層之間可直接傳送信息外，其他各層之間實現(xiàn)的都是間接的傳送。在發(fā)送方計算機的某一層發(fā)送的信息，必須經(jīng)過該層以下的所有低層，通過傳輸介質(zhì)傳送到接收方計算機，并層層上送直至到達接收方中與信息發(fā)送層相對應(yīng)的層。

    OSI 7層參考模型只是要求對等層遵守共同的通信協(xié)議，并沒有給出協(xié)議本身。OSI 7層協(xié)議中，高4層提供用戶功能，低3層提供網(wǎng)絡(luò)通信功能。

    在串行通信中，通信的速率與時鐘脈沖有關(guān)．接收方和發(fā)送方的傳送速率應(yīng)相同，但是實際的發(fā)送速率與接收速率之間總是有一些微小的差別，如果不采取一定的措施，在連續(xù)傳送大量的信息時，將會因積累誤差造成錯位，使接收方收到錯誤的信息。為了解決這一問題，需要使發(fā)送和接收同步。按同步方式的不同，可將串行通信分為異步通信和同步通信。

    異步通信的信息格式如圖7-1所示，發(fā)送的數(shù)據(jù)字符由一個起始位、7～8個數(shù)據(jù)位、1個奇偶校驗位（可以沒有）和停止位（1位、1.5或2位）組成。通信雙方需要對所采用的信息格式和數(shù)據(jù)的傳輸速率作相同的約定。接收方檢測到停止位和起始位之間的下降沿后，將它作為接收的起始點，在每一位的中點接收信息。由于一個字符中包含的位數(shù)不多，即使發(fā)送方和接收方的收發(fā)頻率略有不同，也不會因兩臺機器之間的時鐘周期的誤差積累而導(dǎo)致錯位。異步通信傳送附加的非有效信息較多，它的傳輸效率較低，一般用于低速通信，PLC一般使用異步通信。

    圖7-1    異步通信的信息格式

    同步通信以字節(jié)為單位（一個字節(jié)由8位二進制數(shù)組成），每次傳送1～2個同步字符、若干個數(shù)據(jù)字節(jié)和校驗字符。同步字符起聯(lián)絡(luò)作用，用它來通知接收方開始接收數(shù)據(jù)。在同步通信中，發(fā)送方和接收方要保持*的同步，這意味著發(fā)送方和接收方應(yīng)使用同一時鐘脈沖。在近距離通信時，可以在傳輸線中設(shè)置一根時鐘信號線。在遠距離通信時，可以在數(shù)據(jù)流中提取出同步信號，使接收方得到與發(fā)送方*相同的接收時鐘信號。由于同步通信方式不需要在每個數(shù)據(jù)字符中加起始位、停止位和奇偶校驗位，只需要在數(shù)據(jù)塊（往往很長）之前加一兩個同步字符，所以傳輸效率高，但是對硬件的要求較高，一般用于高速通信。
   串行通信按信息在設(shè)備間的傳送方向又分為單工、雙工兩種方式。

    單工通信方式只能沿單一方向發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。雙工通信方式的信息可沿兩個方向傳送，每一個站既可以發(fā)送數(shù)據(jù)，也可以接收數(shù)據(jù)。

    雙工方式又分為全雙工和半雙工兩種方式。數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收分別由兩根或兩組不同的數(shù)據(jù)線傳送，通信的雙方都能在同一時刻接收和發(fā)送信息，這種傳送方式稱為全雙工方式；用同一根線或同一組線接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，通信的雙方在同一時刻只能發(fā)送數(shù)據(jù)或接收數(shù)據(jù)，這種傳送方式稱為半雙工方式。在PLC通信中常采用半雙工和全雙工通信。
   數(shù)據(jù)通信主要有并行通信和串行通信兩種方式。

    并行通信是以字節(jié)或字為單位的數(shù)據(jù)傳輸方式，除了8根或16根數(shù)據(jù)線、1根公共線外，還需要數(shù)據(jù)通信聯(lián)絡(luò)用的控制線。并行通信的傳送速度快，但是傳輸線的根數(shù)多，成本高，一般用于近距離的數(shù)據(jù)傳送。并行通信一般用于PLC的內(nèi)部，如PLC內(nèi)部元件之間、PLC主機與擴展模塊之間或近距離智能模塊之間的數(shù)據(jù)通信。

    串行通信是以二進制的位( bit)為單位的數(shù)據(jù)傳輸方式，每次只傳送1位，除了地線外，在一個數(shù)據(jù)傳輸方向上只需要一根數(shù)據(jù)線，這根線既作為數(shù)據(jù)線又作為通信聯(lián)絡(luò)控制線，數(shù)據(jù)和聯(lián)絡(luò)信號在這根線上按位進行傳送。串行通信需要的信號線少，少的只需要2～3根線，適用于距離較遠的場合。計算機和PLC都備有通用的串行通信接口，工業(yè)控制中一般使用串行通信。串行通信多用于PLC與計算機之間、多臺PLC之間的數(shù)據(jù)通信。

    在串行通信中，傳輸速率常用比特率（每秒傳送的二進制位數(shù)）來表示，其單位是bit/s（比特／秒）或bps。傳輸速率是評價通信速度的重要指標。常用的標準傳輸速率有300、600、1200、2400、4800、9600和19200 bit/s等。不同的串行通信的傳輸速率差別*，有的只有數(shù)百bit/s，有的可達100 Mbit/s。

吉林西門子S7-1200PLC代理經(jīng)銷優(yōu)勢價格