地铁设备中应用的PLC通信方式研究成果

1.按通信对象分类

按通信对象分类，分为PLC与PLC、PLC与计算机、PLC与人机界面及PLC与智能装置。但这些通信的实现，在硬件上，要使用链接或网络；在软件上，要有相应的通信程序。

1）PLC与PLC间联网通信

西门子PLC采用标准通信串口建立PPI（点对点接口）网和MPI（多点接口）网。它不仅可用于计算机与PLC联网通信，也可实现PLC与PLC联网通信。PPI协议可通过运行程序设定，将某S7-200 PLC站点设为主站。此时，设为主站的S7-200 PLC可以通过网络读（NETR）和网络写（NETW）指令读、写其他CPU中的数据。此外，还可通过运行程序设定串口为自由端口模式，这时，其通信协议由用户定义。使用发送指令（XMT）和接收指令（RCV）等可以与通信对象交换数据。MPI网还可使用全局数据设定的方法，实现S7-300 PLC和S7-400 PLC之间的通信。但最有效的方法还是使用有关通信模块，组成相应的通信网络。西门子PLC可组成的网络有PROFIBUS网和工业以太网，常用的为PROFIBUS网。

三菱PLC可采用RS-485口，在两PLC间建立并行链接通信，或在N（最多为16）台PLC间建立N：N网络链接通信，也可采用RS-232C口，用执行RS通信指令的方法，在PLC间进行通信。但最有效的方法还是使用有关通信模块，组成相应通信网络。三菱PLC可组成的网络有MELSECNET/H、MELSECNET/10等。MELSECNET/H是高速网络，传送速度为25/10 Mb/s。传输介质可采用光缆或同轴电缆，网络结构可选择双环网或总线网。可在两个或多个远程PLC间进行高速、大容量的数据通信。一个大型网络最多可接239个网区，每个网区可具有一个主站及64个从站。网络距离可达30 km。此外，还提供浮动主站及网络监控功能。

2）PLC与计算机联网通信

西门子PLC可采用RS-485串口建立PPI（点对点接口，用于S7-200 PLC）网和MPI（多点接口，用于S7-300 PLC和S7-400 PLC）网。这两种网络都是主、从网络，计算机或SIMATIC编程器等为主站，PLC为从站，可进行一对一或一对多（总站点多达32个站）通信。但最有效的方法还是使用有关通信模块，组成相应通信网络。西门子PLC可组成的网络有PROFIBUS网和工业以太网，比较常用的是工业以太网。

计算机可采用标准通信串口（RS-232C口）与三菱PLC的编程口（RS-232C通信接口或RS-485通信接口），进行l：1链接通信，或建立1：N（多达16台）计算机链接、联网通信。在通信中，计算机为主站，PLC为从站。但最有效的方法还是使用有关通信模块，组成相应通信网络。三菱PLC可组成的网络有CC-Link 网、MELSECNET/10、MELSECNET（II）、MELSECNET/B、MELSECNET/H、MELSEC I/O-Link、MELSECNET FX-PN及以太网。比较常用的是以太网。

3）PLC与智能装置间联网通信

西门子PLC可采用RS-485串口建立PPI网和MPI网，进行一对一或一对多与智能装置通信。但最有效的方法还是建立设备网，如PROFIBUS-DP网、AS-I网等，其中常用的为PROFIBUS-DP网。

三菱PLC可采用标准通信串口（RS-232C口或RS-485口）与智能装罝进行1∶1或1∶N通信，在通信中PLC为主站。但最有效的方法是采用三菱的CC-Link、CC-Link/LT网。

2.按通信方法分类

PLC联网的目的是为了与通信对象进行通信及交换数据，其通信的方法有以下几种：① 用地址映射通信；② 用地址链接通信；③ 用通信命令通信；④ 用串口通信指令通信；⑤ 用网络通信指令通信；⑥ 用工具软件通信。

1）用地址映射通信

用地址映射进行通信多用于主、从网或设备网。对于这种通信，用户只需编写有关的数据读写程序。但是该方法所交换的数据量不大，大多只有一对输入输出通道，故只能用于较底层的网络上。

地址映射要使用相关I/O链接模块。链接模块上用于传送数据的I/O区有双重地址。在主站和从站PLC为其配置相对应的地址。如果在主站为输出区，则在从站则为输入区，反之亦然。通信程序的控制方法如下：

（1）主站向从站发送数据。主站要执行相关指令，将传送数据写入I/O链接模块的主站写区；而从站也要执行相关指令，读此从站读区。

（2）从站向主站发送数据。从站要执行相关指令，将传送数据写入I/O链接模块的从站写区；而主站也要执行相关指令，读此主站读区。

为安全起见，还可增加定时监控，用来监视控制命令在预定的时间内是否得到回应，如未能按时回应，可作相应显示或处理。

2）用地址链接通信

用地址链接通信又称数据链接（Data Link）通信，也是用数据单元通信，只就是参与通信的数据单元在通信各方用相同的地址。三菱称之为循环通信（cyclic communication），多用于控制网。西门子的MPI网称其为“全局数据包通信”。发送数据的站点用广播方式发送数据，同时被其他所有站点接收。而哪个站点成为发送站点，由“令牌”管理。谁拥有“令牌”谁就成为发送站点。这个“令牌”实质上是二进制代码，轮流在通信的各站点间传送。无论是管理网络的主站，还是被管理的从站，都同样有机会拥有这个“令牌”。链接通信交换的数据量比地址映射通信大，速度也高，是方便可靠的PLC通信方法。(www.xing528.com)

地址链接通信与地址映射通信过程都是系统自动完成的。不同之处是，前者参与通信的数据区在各PLC的编址是相同的，可实现多台PLC链接；而后者虽然也有对应的映射地址，但只能在主从PLC之间映射通信。为了实现地址链接通信，前提是要做好有关地址链接组态，要确定参与数据区及其使用地址，并为参与链接的各PLC指定写区、读区。

3）用通信协议通信

用通信协议通信是使用网络协议规定有关命令，实现PLC网络通信。例如，西门子PPI网可用PPI协议，MPI网可用MPI协议（虽然这些协议尚未公开，但可使用基于此协议的API函数、ActiveX控件、OPC等）。又如，三菱FX型机可用串口通信或编程口通信协议，Q型机可用MC协议等。一般情况下，网络不同，协议也不同。

4）用PLC的通信指令或通信函数通信

用通信协议或用通信指令、通信函数与用地址映射、用地址链接通信不同的是，前者通信需要发送通信命令或执行通信指令（或函数）；否则就没有指令执行（或调用函数），就无任何通信。而后者用地址映射、用地址链接通信，则总是不停地进行通信。

5）用互联网技术进行通信

目前，以太网技术发展迅速，某些PLC以太网模块有自身的CPU并且内存也很大，可编辑和存储网页程序，也可设置IP地址。PLC以太网模块可成为互联网的一个服务器，人们可用互联网浏览器访问这个服务器，实现远程通信，进行数据交换。所谓“透明工厂”，就是用互联网技术通信来实现的。

也可利用简单的互联网技术，如通过发送、接收电子邮件进行通信；如果有无线通信系统，也可通过发送、接收手机短信的方式进行通信；还可利用公网，如移动通信网，通过发送短信的方法通信。

3.其他分类方法

1）按通信发起方分类

可分为PLC主动通信和PLC被动通信。计算机方发起的通信称被动通信，而PLC方发起的通信为主动通信。大多数PLC与计算机的通信为被动通信。

2）按通信的方法分类

可分为用工具软件通信、用应用程序通信（含DDE，0PC）和用组态软件通信。用工具软件通信指用工具软件与PLC通信，最常用的是各种编程工具软件，可下载、上载程序和数据，控制PLC工作。还有一些监控工具软件（如OPC服务器）或其他工具软件，也都可用于计算机与PLC间的通信。

3）按通信的媒介分类

可分为通过普通串口（RS-232、RS-485、RS-422）通信和通过各种其他网络通信。

4）按有无通信协议分类

可分为自由通信和协议通信。主动通信多是无协议通信。PLC的通信协议很多，有的协议还未公开。

5）按通信格式分类

可分为用ASCII码格式通信和用十六进制码格式通信。