PLC
可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,简称PLC),一种具有微处理器的数字电子设备,用于自动化控制的数字逻辑控制器,可以将控制指令随时加载存储器内存储与运行。可编程控制器由内部CPU,指令及数据存储器、输入输出单元、电源模块、数字模拟等单元所模块化组合成。PLC可接收(输入)及发送(输出)多种类型的电气或电子信号,并使用他们来控制或监督几乎所有种类的机械与电气系统。
一切的PLC由三个主要部分组成:输入,CPU和输出。
现在PLC大多具有可扩展通信网络模块的功能,简单的PLC以BUS缆线或RS-232方式通信链接,较高端的PLC会采用USB或以太网方式做通信链接。它使PLC与PLC之间、PLC与个人计算机以及其他智能设备之间能够交换信息,形成一个统一的整体,实现分散集中控制。现在几乎所有的PLC新产品都有通信网络功能,它和计算机一样具有RS-232接口,通过双绞线、同轴电缆或光缆,可以在几公里甚至几十公里的范围内交换信息。当然,PLC之间的通信网络是各厂家专用的,PLC与计算机之间的通信,一些生产厂家采用工业标准总线,并向标准通信协议靠近,这将使不同机型的PLC之间、PLC与计算机之间可以方便地进行通信与网络。
PLC通信协议规格可分为RS-232、RS-422、RS-432、RS-485、IEEE 1394、IEEE-488(GPIB),其中RS-432最为少见。当前国际中最常用的通信协议为MODBUS-ASCII模式及MODBUS-RTU模式,此为Modicon公司所制定的通信协议。PROFIBUS则为西门子公司所制定。日本三菱电机则推出CC-LINK通信协议。
存在很多不同的通信协议,这里只列出我们PLC中较常用的协议。下表显示了这些协议之间的一些关键差异,之后对每种协议进行简要说明。
此协议有高速和远程两种模式。在高速通信模式下,数据速率可达750 kbps,但最大电缆长度为100 m。而在远程通信模式下,最大电缆长度可达500 m,但数据速率仅为93.75 kbps。欧姆龙(Omron)是此通信协议的唯一制造商。
这是用于连接简易设备的数字网络。因为它随通信线路一同供电,所以安装起来更快。它采用的是车用CAN(控制器局域网)网络技术。DeviceNet和Ethernet/IP均使用通过ODVA
请勿与TCP/IP(传输控制协议/因特网互联协议)混淆,TCP/IP是计算机等设备连接互联网时所用的协议。Ethernet/IP(工业协议)使用以太网结构连接各种设备。相比其他协议,这种协议可能需要更陡峭的学习曲线,具体取决于编程软件为您完成的工作量。
EtherCAT最初由Beckhoff Automation开发,是侧重于短循环时间(≤ 100 μs)的实时工业以太网技术。每个设备读取其帧中的数据,并在下行时将数据插入帧中。数据流最小可以是几个比特,也可达到几千字节的信息。相比于从所有设备中收集信息,如果控制器仅向一个设备请求信息,数据流将更短更快。
由于在电缆长度和设备间通信方面存在限制,此协议常见于旧式计算机,用于连接打印机、扫描仪、键盘等设备。随着RS-422和RS-485的发展,RS-232C逐渐被淘汰,但仍然适用于预装系统。C表示此协议的版本。版本之间的主要差异在于电压,A版本是25V,B版本是12V,而C版本是5V。1962年,C版本成为标准版本,如果未指明版本(即RS-232),则假设为C版本。
与RS-232C相比,RS-422利用差分数据传输,能够适应更高的数据速率和更远的距离。这种改进也使得多达10台设备可连接至单个驱动器。此协议推出不久后就被RS-485取代。
此协议紧随RS-422的步伐,能够实现多点网络,其中可以同时运行多个设备和驱动器。由于RS-485仍使用与RS-422相同的基础技术,因此可用于控制某些RS-422设备。