PLC通信网络

Posted 2020-09-15 骑着代码搞机械

    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。