了解PLC通信基础 (plc通信原理探秘)

PLC通信基础：PLC通信原理探秘

一、引言

在现代工业控制系统中，可编程逻辑控制器（PLC）作为核心设备之一，承担着自动化控制的重要任务。
PLC之间的通信以及PLC与其他设备之间的通信在自动化系统中扮演着至关重要的角色。
本文将深入解析PLC通信基础，带您探秘PLC通信原理。

二、PLC通信概述

PLC通信是指PLC与其他设备或PLC之间进行数据传输的过程。
在自动化系统中，通常存在多种设备和系统，如传感器、执行器、人机界面（HMI）、其他PLC等。
为了实现这些设备之间的协同工作，需要进行实时、准确的数据传输。
PLC通信就是实现这一需求的关键技术。

三、PLC通信原理

1. 通信协议

PLC通信基于特定的通信协议。
通信协议定义了设备之间通信时的数据格式、传输速度、连接方式、命令和响应等。
常见的PLC通信协议包括Modbus、Profinet、EtherNet/IP等。
了解并正确使用这些协议是实现PLC通信的关键。

2. 数据传输

在PLC通信中，数据通过特定的通信介质（如电缆、光纤、无线网络等）进行传输。
数据传输过程中，发送设备将信息按照协议规定的格式进行编码，通过通信介质发送给接收设备。
接收设备在收到信息后，按照相同的协议进行解码，获取原始数据。

3. 通信接口

PLC通信接口是PLC与其他设备进行连接的关键部分。
PLC通常具备多种通信接口，如RS-232、RS-485、以太网等。
这些接口支持不同的通信协议和传输速度，以满足不同的需求。

四、PLC通信类型

1. PLC与PLC之间的通信

PLC之间可以通过专门的通信电缆或网络进行连接，实现数据交换和协同控制。
这种通信方式常用于构建分布式控制系统（DCS）。

2. PLC与HMI之间的通信

HMI（人机界面）是操作人员与PLC进行交互的界面。
PLC与HMI之间的通信用于实时数据显示、参数设置、报警提示等。

3. PLC与传感器/执行器通信

传感器负责采集现场数据，执行器负责执行PLC发出的控制指令。
PLC通过与传感器和执行器进行通信，实现闭环控制。

五、PLC通信的实现方式

1. 串行通信

串行通信是一种简单的通信方式，通过串行端口进行数据传输。
常见的串行通信接口包括RS-232、RS-485等。

2. 以太网通信

随着以太网技术的普及，越来越多的PLC支持以太网通信。
通过以太网，PLC可以与其他设备在同一网络中进行数据传输，实现更高效的通信。

3. 现场总线通信

现场总线是一种用于连接工业现场设备的通信系统。
通过现场总线，PLC可以与传感器、执行器等设备进行实时数据交换。

六、PLC通信的注意事项

1. 正确的通信协议和接口选择是实现PLC通信的关键。
2. 在进行PLC通信时，应确保通信介质的完好和正确连接。
3. 为了保证数据的准确性和实时性，应选择合适的通信速度和传输方式。
4. 在进行复杂的PLC通信系统设计和调试时，可能需要借助专业的工具和软件。

七、结论

PLC通信作为现代工业控制系统的重要组成部分，对于实现设备之间的协同工作具有重要意义。
本文详细探讨了PLC通信基础，包括通信原理、类型、实现方式及注意事项。
了解并正确应用这些知识，将有助于更好地实现PLC通信系统的设计和调试，提高自动化系统的运行效率和稳定性。

---

PLC工作原理是什么？

PLC有两种基本的工作模式，即运行(RUN)模式与停止(STOP)模式。 在运行模式，PLC通过反复执行反映控制要求的用户程序来实现控制功能。 为了使PLC的输出及时地响应随时可能变化的输入信号，用户程序不是只执行一次，而是不断地重复执行，直至PLC停机或切换到STOP工作模式。

除了执行用户程序外，在每次循环过程中，PLC还要完成内部处理、通信处理等工作，一次循环可分为5个阶段（见图1-5）。 PLC的这种周而复始的循环工作方式称为扫描工作方式。 由于计算机执行指令的速度极高，从外部输入-输出关系来看，处理过程似乎是同时完成的。

在内部处理阶段，PLC检查CPU．模块内部的硬件是否正常，将监控定时器复位，以及完成一些其它内部工作。

在通信服务阶段，PLC与其它的带微处理器的智能装置通信，响应编程器键入的命令，更新编程器的显示内容。

当PLC处于停止(STOP)模式时，只执行以上的操作。 PLC处于运行(RUN)模式时，还要完成另外三个阶段的操作。

在PLC的存储器中，设置了一片区域用来存放输入信号和输出信号的状态，它们分别称为输入映像寄存器和输出映像寄存器。 PLC梯形图中的其他编程元件也有对应的映像存储区，它们统称为元件映像寄存器。

在输入处理阶段，PLC把所有外部输入电路的接通，断开状态读入输入映像寄存器。 外部输入电路接通时，对应的输入映像寄存器为l状态，梯形图中对应的输入继电器的常开触点接通，常闭触点断开。 外部输入触点电路断开时，对应的输入映像寄存器为0状态，梯形图中对应的输入继电器的常开触点断开，常闭触点接通。

某一编程元件对应的映像寄存器为l状态时，称该编程元件为ON，映像寄存器为0状态时，称该编程元件为OFF。

在程序执行阶段，即使外部输入信号的状态发生了变化，输入映像寄存器的状态也不会随之而变，输入信号变化了的状态只能在下一个扫描周期的输入处理阶段被读入。

PLC的用户程序由若干条指令组成，指令在存储器中按步序号顺序排列。 在没有跳转指令时，CPU从第一条指令开始，逐条顺序地执行用户程序，直到用户程序结束之处。 在执行指令时，从输入映像寄存器或别的元件映像寄存器中将有关编程元件的0／1状态读来，并根据指令的要求执行相应的逻辑运算，运算的结果写入到对应的元件映像寄存器中，因此，各编程元件的映像寄存器(输入映像寄存器除外)的内容随着程序的执行而变化。

在输出处理阶段，CP／7将输出映像寄存器的0／1状态传送到输出锁存器。 梯形图中某一输出继电器的线圈“通电”时，对应的输出映像寄存器为1状态。 信号经输出模块隔离和功率放大后，继电器型输出模块中对应的硬件继电器的线圈通电，其常开触点闭合，使外部负载通电工作。

plc的原理是什么？

如下图

plc的工作原理 plc由哪些硬件组成

plc工作原理是什么

PLC扫描的工作方式主要分三个阶段，即输入采样阶段、用户程序执行阶段和输出刷新阶段。

1.输入采样阶段

在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应单元内。 输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。 在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中相应单元的状态和数据也不会改变。 因此，如果输入的是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。

2.用户程序执行阶段

在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次扫描用户程序（梯形图）。 在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算；然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态，或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态，或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。 即在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的梯形图起作用。

3.输出刷新阶段

当用户程序扫描结束后，PLC就进入输出刷新阶段。 在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。 这时，才是PLC的真正输出。

plc由哪些硬件组成

PLC的主机由CPU、存储器（EPROM、RAM）、输入/输出单元、外设I/O接口、通信接口及电源组成。 下面分别介绍PLC的各组成部分及其作用，以便用户进一步了解PLC的控制原理和工作过程。

CPU是PLC的控制中枢，PLC在CPU的控制下有条不紊地协调工作，从而实现对现场的各个设备进行控制。 CPU由微处理器和控制器组成，它可以实现逻辑运算和数学运算，协调控制系统内部各部分的工作。

（2）存储器

PLC配有两种存储器，即系统存储器和用户存储器。 系统存储器用来存放系统管理程序，用户不能访问和修改这部分存储器的内容。 用户存储器用来存放编制的应用程序和工作数据状态。 存放工作数据状态的用户存储器部分也称为数据存储区，它包括输入/输出数据映像区、定时器/计数器预置数和当前值的数据区及存放中间结果的缓冲区。