《電氣控制與PLC技術(shù)》課件第8章

第8章PLC系統(tǒng)設計與應用8.1PLC應用系統(tǒng)設計調(diào)試方法8.2降低PLC系統(tǒng)費用的方法8.3提高系統(tǒng)的可靠性8.4PLC的數(shù)據(jù)通信8.5高級應用程序的設計、調(diào)試經(jīng)驗與技巧8.6維修電工考證指導(高級工)——PLC部分小結(jié)思考與練習8.1PLC應用系統(tǒng)設計調(diào)試方法目前，PLC已廣泛地應用在工業(yè)控制的各個領(lǐng)域，應用場合也多種多樣。隨著PLC自身功能不斷增強，PLC應用系統(tǒng)越來越復雜，對PLC應用系統(tǒng)設計人員的要求也越來越高。PLC應用系統(tǒng)設計流程如圖8.1所示，如果輸入輸出量較多，建議先作硬件設計，再作軟件設計，這樣有利于編程元件地址的統(tǒng)籌安排。下面按圖8.1所示的流程對PLC應用系統(tǒng)的設計進行介紹。圖8.1系統(tǒng)設計流程圖8.1.1系統(tǒng)規(guī)劃系統(tǒng)規(guī)劃是應用系統(tǒng)設計的關(guān)鍵階段。如果系統(tǒng)規(guī)劃得不好，在應用系統(tǒng)設計和施工時就會遇到很多困難。下面討論一些系統(tǒng)規(guī)劃中的基本問題。

1)明確設計目的設計一個新系統(tǒng)，希望它能干什么?如果對現(xiàn)有的系統(tǒng)進行技術(shù)改造，它現(xiàn)在能干什么？改造完之后希望它能干什么？設計前先要明確這些問題。

2)詳細了解系統(tǒng)的功能與要求應詳細了解被控對象的全部功能。如：機械部件的動作順序、動作條件、必要的保護與連鎖；系統(tǒng)要求哪些工作方式(如手動、自動、半自動、單步等)；設備內(nèi)部機械、液壓、氣動、儀表、電氣幾大系統(tǒng)之間的關(guān)系；PLC與其他智能設備(如別的PLC、計算機、變頻器等)之間的關(guān)系；PLC是否需要通信聯(lián)網(wǎng)，是否需要設置遠程I/O；需要顯示哪些數(shù)據(jù)及顯示的方式；電源突然停電及緊急情況的處理；安全電路的設計；是否需要設置PLC之外的手動或機電連鎖裝置來防止危險的操作等。還應了解系統(tǒng)的運行環(huán)境、運行速度、加工精度、可重復性、成本的限制和工期要求等?？膳c該設備或系統(tǒng)有關(guān)的工藝、機械方面的技術(shù)人員、運行人員和維修人員進行交流，獲得全面的信息。

3)查閱技術(shù)文檔如果對現(xiàn)有設備進行改造，可以參閱有關(guān)的文件資料，如設計圖、原理圖和繼電器電路圖等，在設計新系統(tǒng)時可參考系統(tǒng)的工藝流程圖、原理圖和機械圖等。8.1.2系統(tǒng)設計在完成系統(tǒng)規(guī)劃的基礎(chǔ)上進行系統(tǒng)設計。系統(tǒng)設計是指對控制系統(tǒng)總體方案的設計,主要解決人機接口和通信方面的問題。

1)人機接口的選擇人機接口用于操作人員與PLC之間的信息交換。使用單臺PLC的小型開關(guān)量控制系統(tǒng)一般用指示燈、報警器、按鈕和操作開關(guān)來作為人機接口。PLC本身的數(shù)字輸入和數(shù)字顯示功能較差，可以用PLC的開關(guān)量I/O點來實現(xiàn)數(shù)字的輸入和顯示。為了減少占用的I/O點數(shù)，有的PLC廠家設計了有關(guān)的應用指令，如三菱FX系列PLC的7段顯示指令、方向開關(guān)指令、16鍵輸入指令、數(shù)字開關(guān)(即撥碼開關(guān))輸入指令等。這些指令簡化了編程，但是需要用戶自制硬件。為了實現(xiàn)小型PLC的低成本數(shù)據(jù)輸入和顯示，有的PLC廠家推出了價格便宜的產(chǎn)品。如三菱公司的FX-1N-5DM微型顯示模塊可以監(jiān)視和修改PLC的內(nèi)部數(shù)據(jù)；西門子公司的TD200文本顯示器可顯示20個漢字或40個字符，可用編程軟件方便地設置顯示內(nèi)容，可用它修改用戶程序中的變量。對于要求較高的大中型控制系統(tǒng)，可選用較高檔的操作員接口(或稱可編程終端)，它們有的只能顯示字符，有的可以顯示單色或彩色的圖形，有的帶有觸摸鍵功能(俗稱觸摸屏)。這些產(chǎn)品可用于工業(yè)現(xiàn)場，工作可靠，通過專用的組態(tài)軟件，可以方便地生成各種畫面，但是價格較高。計算機也可作為人機接口，普通臺式機的價格便宜，但是對工作環(huán)境的要求較高，可在控制室內(nèi)使用。如果要求將計算機安裝在現(xiàn)場的控制屏內(nèi)，一般應選用價格較高、使用液晶顯示器的工業(yè)控制計算機，有的顯示器也有觸摸鍵功能。上位計算機的程序可以用VC、VB等軟件來開發(fā)，也可以用組態(tài)軟件來生成控制系統(tǒng)的監(jiān)控程序。使用組態(tài)軟件可以很容易地實現(xiàn)計算機與現(xiàn)場工業(yè)設備(如PLC)的通信，可生成用戶需要的有動畫功能的各種人機接口畫面。組態(tài)軟件入門很容易，但是其價格較高，一套軟件只能使用一次。

2)系統(tǒng)的冗余設計某些生產(chǎn)過程必須連續(xù)不斷地進行，因此要求控制裝置有極高的可靠性，在PLC出現(xiàn)故障時，也不允許停止生產(chǎn)，這種系統(tǒng)可以使用有冗余控制功能的PLC。冗余控制系統(tǒng)一般采用兩個或三個CPU模塊，其中一個直接參與控制，其余的作為備用。參與控制的CPU出現(xiàn)故障時，立即投入備用CPU。為了進一步提高系統(tǒng)的可靠性，某些重要的I/O模塊、通信模塊和通信電纜也應采取冗余措施。8.1.3PLC及其組件的選型

1．PLC的型號選擇在確定PLC的型號時，應考慮以下問題。

1)?PLC的硬件功能開關(guān)量控制是PLC的基本功能，對于開關(guān)量控制系統(tǒng)，主要需考慮PLC的最大開關(guān)量I/O點數(shù)是否能滿足系統(tǒng)的要求。某些系統(tǒng)對PLC的功能有特殊要求，如通信聯(lián)網(wǎng)、PID閉環(huán)控制、快速響應、高速計數(shù)和運動控制等，模塊式PLC應考慮是否有相應的特殊功能模塊。有的整體式PLC集成有高速計數(shù)器、高速脈沖輸出、模擬量調(diào)節(jié)電位器、脈沖捕捉、實時時鐘和中斷等功能。對于有模擬量輸入/輸出的系統(tǒng)，需要考慮PLC的最大模擬量I/O點數(shù)是否能滿足要求，每個模塊的點數(shù)和平均每點的價格。

2)?PLC指令系統(tǒng)的功能對于小型單臺僅需要開關(guān)量控制的設備，一般的小型PLC便可以滿足要求。如果系統(tǒng)要求PLC完成某些特殊的功能，應考慮PLC的指令系統(tǒng)是否有相應的指令來支持。例如使用RS-232C通信方式時，需要對傳送的數(shù)據(jù)按字節(jié)作求和校驗或異或校驗，應考慮是否有專用的求校驗碼的指令，如三菱FX系列的CCD指令。如果沒有專用指令，則應考慮是否可以用通用指令來實現(xiàn)這一任務。

3)?PLC物理結(jié)構(gòu)的選擇根據(jù)物理結(jié)構(gòu)，可以將PLC分為整體式和模塊式。整體式PLC每一I/O點的平均價格比模塊式的便宜，在小型控制系統(tǒng)中一般采用整體式PLC。而模塊式PLC的功能擴展方便靈活，I/O點數(shù)的多少、輸入點數(shù)與輸出點數(shù)的比例、I/O模塊的種類和塊數(shù)、特殊I/O模塊的使用等方面的選擇余地都比整體式PLC大得多，維修時更換模塊、判斷故障范圍也很方便，因此較復雜的、要求較高的系統(tǒng)一般選用模塊式PLC。

4)確定輸入/輸出(I/O)點數(shù)

PLC的CPU模塊型號的選擇、I/O模塊的數(shù)量和型號的選擇都與輸入/輸出點數(shù)有很大關(guān)系。應確定哪些信號需要輸入給PLC；哪些負載由PLC驅(qū)動；是開關(guān)量還是模擬量；是直流量還是交流量，以及電壓的等級；是否有特殊要求，如快速響應等；并建立相應的表格。如果系統(tǒng)不同部分相互距離很遠，可考慮使用遠程。

5)估算需要的用戶程序存儲容量根據(jù)I/O點的點數(shù)和下面的經(jīng)驗數(shù)據(jù)可初步估算系統(tǒng)對PLC用戶程序存儲容量的要求。僅需開關(guān)量控制時，將I/O點數(shù)乘以8，就是所需存儲器字數(shù)。僅有模擬量輸入，無模擬量輸出時，為每路模擬量準備100個存儲器字。既有模擬量輸入，又有模擬量輸出時，為每路模擬量準備200個存儲器字。有的PLC允許用存儲器卡來增加用戶存儲器的容量。

2．I/O模塊的選型

PLC的型號選好后，根據(jù)I/O表和可供選擇的I/O模塊的類型，可確定I/O模塊的型號和塊數(shù)。選擇I/O模塊時，I/O點數(shù)一般應留有10%～20%的裕量，以備今后系統(tǒng)改進時使用。

1)開關(guān)量輸入模塊輸入電壓的選擇開關(guān)量輸入模塊的輸入電壓一般為DC24V和AC220V。直流輸入電路的延遲時間較短，可以直接與接近開關(guān)、光電開關(guān)等電子輸入裝置連接。交流輸入方式適合于在有油霧、粉塵的惡劣環(huán)境下使用，在這種條件下交流輸入觸點的接觸較為可靠。

2)開關(guān)量輸出模塊的選擇繼電器型輸出模塊的工作電壓范圍廣，觸點的導通壓降小，承受瞬時過電壓和過電流的能力較強，但是動作速度較慢，觸點壽命(動作次數(shù))有一定的限制。如果系統(tǒng)的輸出信號變化不是很頻繁，建議優(yōu)先選用繼電器型的。晶體管型與雙向晶閘管型輸出模塊分別用于直流負載和交流負載，它們的可靠性高，反應速度快，壽命長，但是過載能力稍差。選擇時應考慮負載電壓的種類和大小、系統(tǒng)對延遲時間的要求、負載狀態(tài)變化是否頻繁等，還應注意同輸出模塊對電阻性負載、電感性負載和白熾燈的驅(qū)動能力的差異。如某繼電器型模塊的最高工作電壓為AC250V，可驅(qū)動2A的電阻性負載、80VA的電感性負載和100W的白熾燈。輸出模塊的輸出電流額定值應大于負載電流的最大值，大多數(shù)模塊對每組的總輸出電流也有限制，如0.5A/點、0.8A/4點。選擇I/O模塊還需要考慮下面的問題。

(1)輸入模塊的輸入電路應與外部傳感器的輸出電路的類型配合，使二者能直接相連。例如有的PLC的輸入模塊只能與NPN管集電極開路輸出的傳感器直接相連，如果選用NPN管發(fā)射極輸出的傳感器，則需要在二者之間增加轉(zhuǎn)換電路。

(2)?PLC的模擬量輸入、輸出是電壓還是電流，變送器、執(zhí)行機構(gòu)的量程與模擬量輸入、輸出模塊的量程是否匹配。模擬量模塊的A/D、D/A轉(zhuǎn)換器的位數(shù)反映了模塊的分辨率，8位的分辨率低，價格便宜，12位的則反之。模擬量模塊的轉(zhuǎn)換時間反映了模塊的工作速度。

(3)成本方面的考慮：選擇某些高密度I/O模塊(如32點開關(guān)量I/O模塊)，可以降低系統(tǒng)成本，但是高密度模塊一般用D型插座來連接I/O線，不如普通I/O模塊的接線端子那樣方便。

(4)響應時間和抗干擾能力：I/O模塊有不同的響應時間和抗干擾能力。一般來說，更高的響應速度將會犧牲干擾抑制能力。如果高的響應速度不是必需的，選擇有更高的干擾抑制能力但較慢的I/O模塊將會更好。

(5)高速輸入：高速計數(shù)器可對編碼器提供的高速脈沖序列計數(shù)，可提供與PLC的掃描工作方式無關(guān)的高速輸出。

3．模塊式PLC的基板與模塊的選擇

(1)基板。模塊式PLC通過基板將模塊組成一個系統(tǒng)(稱為機架)。選型時主要考慮基板支持的I/O模塊數(shù)量。

(2)電源模塊的選擇。根據(jù)系統(tǒng)所選取的模塊型號、數(shù)量和各模塊對電源的需求，確定要求的電源供電容量和輸出電壓等級，在PLC可供選擇的電源模塊中選擇電源模塊的型號。

(3)通信模塊。根據(jù)通信接口的點數(shù)、PLC和通信模塊支持的通信距離、通信速率、有關(guān)的通信協(xié)議和標準來選擇通信模塊。8.1.4軟、硬件的調(diào)試

1．系統(tǒng)硬件設計與組態(tài)

(1)給各輸入、輸出變量分配地址。因為梯形圖中變量的地址與PLC的外部接線端子號是一致的，這一步為繪制硬件接線圖做好了準備，也為梯形圖的設計做好了準備。

(2)畫出PLC的外部硬件接線圖以及其他電氣原理圖和接線圖。

(3)畫出操作站和控制柜面板的機械布置圖和內(nèi)部的機械安裝圖。

(4)在某些編程軟件中，需要對模塊式PLC的硬件組態(tài)，組態(tài)畫面中的模塊型號和安裝位置應與實際的模塊一樣，此外還需要設置各模塊的參數(shù)。有的模塊需要用模塊上的DIP開關(guān)來完成模塊的硬件組態(tài)，如設置通信模塊的地址和通信參數(shù)等。

2．軟件設計

軟件設計包括系統(tǒng)初始化程序、主程序、子程序、中斷程序、故障應急措施和輔助程序的設計等，小型開關(guān)量控制系統(tǒng)一般只有主程序。首先應根據(jù)總體要求和控制系統(tǒng)的具體情況，確定用戶程序的基本結(jié)構(gòu)，畫出程序流程圖或開關(guān)量控制系統(tǒng)的順序功能圖。它們是編程的主要依據(jù)，應盡可能地準確和詳細。較簡單的系統(tǒng)的梯形圖可以用經(jīng)驗法設計，復雜的系統(tǒng)一般用順序控制設計法設計。畫出系統(tǒng)的順序功能圖后，根據(jù)它設計出梯形圖程序。有的編程軟件可以直接用順序功能圖語言來編程。在編程軟件中，可給用戶程序中的各個變量命名，變量名稱可在梯形圖中顯示出來，便于程序的閱讀和調(diào)試。變量名稱的定義要簡短、明確。

3．軟件的模擬調(diào)試

設計好用戶程序后，一般先做模擬調(diào)試。有的PLC廠家提供了在計算機上運行，可以代替PLC硬件來調(diào)試用戶程序的仿真軟件，例如西門子公司的與STEP7編程軟件配套的S7-PLCSIM仿真軟件、三菱公司的與SW3D5C-GPPW-C編程軟件配套的SW3D5C-LLT-C仿真軟件。在仿真時，按照系統(tǒng)功能的要求，將某些位輸入元件強制為ON或OFF或改寫某些元件中的數(shù)據(jù)，監(jiān)視系統(tǒng)功能是否能正確實現(xiàn)。如果有PLC的硬件，可用小開關(guān)和按鈕來模擬PLC實際的輸入信號，例如用它們發(fā)出操作指令；或在適當?shù)臅r候用它們來模擬實際的反饋信號，如限位開關(guān)觸點的接通和斷開。通過輸出模塊上各輸出位對應的發(fā)光二極管，觀察輸出信號是否滿足設計的要求。調(diào)試順序控制程序的主要任務是檢查程序的運行是否符合順序功能圖的規(guī)定。即在某一轉(zhuǎn)換實現(xiàn)時，是否發(fā)生步的活動狀態(tài)的正確變化：該轉(zhuǎn)換所有的前級步是否變?yōu)椴换顒硬?，所有的后續(xù)步是否變?yōu)榛顒硬?，以及各步被?qū)動的負載是否發(fā)生相應的變化。在調(diào)試時，應充分考慮各種可能的情況，對系統(tǒng)各種不同的工作方式、順序功能圖中的每一條支路、各種可能的進展路線，都應逐一檢查，不能遺漏。發(fā)現(xiàn)問題后及時修改程序，直到在各種可能的情況下輸入信號與輸出信號之間的關(guān)系完全符合要求。對于用經(jīng)驗法設計的電路或根據(jù)繼電器電路圖設計的電路，為了調(diào)試程序方便，有時需要根據(jù)用戶程序畫出對應的順序功能圖，用它來調(diào)試程序。如果程序中某些定時器或計數(shù)器的設定值過大，為了縮短調(diào)試時間，可以在調(diào)試時將它們減小，模擬調(diào)試結(jié)束后再寫入它們的實際設定值。在編程軟件中，可用梯形圖來監(jiān)視程序的運行。觸點和線圈的ON/OFF狀態(tài)用不同的顏色來表示，也可以用元件監(jiān)視功能來監(jiān)視、改寫或強制感興趣的編程元件。

4．硬件調(diào)試與系統(tǒng)調(diào)試

在對程序進行模擬調(diào)試的同時，可以設計、制作控制屏，PLC之外其他硬件的安裝、接線工作也可以同時進行。完成控制屏內(nèi)部的安裝接線后，應對控制屏內(nèi)的接線進行測試?？稍诳刂破恋慕泳€端子上模擬PLC外部的開關(guān)量輸入信號，或操作控制屏面板上的按鈕和指令開關(guān)，觀察對應的PLC輸入點的狀態(tài)變化是否正確。用編程器或編程軟件將PLC的輸出點強制為ON或OFF，觀察對應的控制屏內(nèi)的PLC負載(如外部的繼電器、接觸器)的動作是否正常，或?qū)目刂破两泳€端子上的輸出信號的狀態(tài)變化是否正確。對于有模擬量輸入的系統(tǒng)，可給控制屏內(nèi)的變送器提供標準的輸入信號，通過硬件調(diào)整或調(diào)節(jié)程序中的系數(shù)，使模擬量輸入信號和轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量之間的關(guān)系滿足要求。在現(xiàn)場安裝好控制屏后，接入外部的輸入元件和執(zhí)行機構(gòu)。與控制屏內(nèi)的調(diào)試類似，首先檢查控制屏外的輸入信號是否能正確地送到PLC的輸入端，PLC的輸出信號是否能正確操作控制屏外的執(zhí)行機構(gòu)。完成上述的調(diào)試后，將PLC置于RUN狀態(tài)，運行用戶程序，檢查控制系統(tǒng)是否能滿足要求。在調(diào)試過程中將暴露出系統(tǒng)中可能存在的硬件問題，以及梯形圖設計中的問題，發(fā)現(xiàn)問題后在現(xiàn)場加以解決，直到完全符合要求。按系統(tǒng)驗收規(guī)程的要求對整個系統(tǒng)進行逐項驗收合格后，才能交付使用。

5．整理技術(shù)文件根據(jù)調(diào)試的最終結(jié)果整理出完整的技術(shù)文件并提供給用戶，以便于今后系統(tǒng)的維護與改進。技術(shù)文件應包括：

(1)?PLC的外部接線圖和其他電氣圖紙。

(2)?PLC的編程元件表，包括定時器、計數(shù)器的設定值等。

(3)帶注釋的程序和必要的總體文字說明。8.2降低PLC系統(tǒng)費用的方法

PLC在實際應用中經(jīng)常會碰到兩個問題：一是控制系統(tǒng)的輸入信號太多，PLC的輸入或輸出點數(shù)不夠，需要擴展，而PLC的每一個輸入/輸出點的平均價格都在百元以上，增加擴展單元，不僅使得設備的體積變大，而且投資也隨之增加；二是已選定的PLC可擴展輸入或輸出點數(shù)有限，無法再增加，被迫提高PLC的檔次。因此，在滿足控制要求的前提下，合理使用I/O點數(shù)，盡量減少所需的I/O點數(shù)，是降低系統(tǒng)硬件費用的主要措施。下面介紹幾種常用的減少I/O點數(shù)的方法。8.2.1減少輸入點數(shù)

1．分組輸入一般控制系統(tǒng)都要設置“自動”和“手動”兩種工作方式，自動程序和手動程序不會同時執(zhí)行。可以將這兩種工作方式分別使用的輸入信號分成兩組，如圖8.2所示，S1～S8為“自動”輸入信號，K1～K8為“手動”輸入信號，兩組輸入信號共用PLC的輸入點X400～X407。工作方式選擇開關(guān)SA用來切換“自動”和“手動”信號的輸入電路，并通過X410讓PLC識別，從而選擇執(zhí)行自動程序或手動程序。圖8.2分組輸入圖中二極管是為了防止出現(xiàn)寄生電路，從而使PLC產(chǎn)生錯誤的輸入信號而設置的。假如沒有這些二極管，系統(tǒng)處于自動狀態(tài)，即SA在“自動”位置，若K1、K2、S1閉合，S2斷開，這時將有電流從端子X401流出，經(jīng)K2→K1→S1→COM形成寄生回路，使輸入繼電器X401接通。但是，這時S2并未閉合，所以是一個錯誤的輸入信號。各開關(guān)串入二極管后，切斷了寄生電流回路，避免了錯誤輸入信號的產(chǎn)生。

2．矩陣輸入將輸入/輸出進行矩陣連接，構(gòu)成矩陣輸入電路，可顯著減少所需的PLC輸入點數(shù)。圖8.3是3?×?3矩陣式輸入電路。用三個輸出點(Y430、Y431、Y432)和三個輸入點(X400、X401、X402)實現(xiàn)9個開關(guān)量輸入設備的輸入。圖8.3矩陣式輸入電路設輸出模塊為繼電器輸出型，工作時輸出點Y430～Y432輪流導通，由輸入端X400～X402分別輸入3組開關(guān)的狀態(tài)。輸入X400～X402的公共端COM與輸出Y430～Y432的公共端COM3連在一起。當輸出點Y430接通時，讀K1～K3的狀態(tài)。如果K1閉合，電流從X400端流出，經(jīng)D1→K1→Y430端子，再經(jīng)Y430的輸出觸點從輸出公共端COM3流出，最后流回輸入公共端COM，使輸入繼電器X400接通。在梯形圖中應將Y430的常開觸點分別與X400～X402的常開觸點串聯(lián)，分別對應K1～K3的輸入。Y431接通時，讀入K4～K6的狀態(tài)。Y432接通時，讀入K7～K9的狀態(tài)。圖中二極管是用來切斷寄生電路的。圖8.4(a)是控制矩陣輸入的梯形圖。該程序采用移位寄存器來實現(xiàn)Y430、Y431、Y432輪流輸出。移位寄存器的移位脈沖周期應大于PLC的掃描周期。由于輸入信號是分時讀入的，外部的連續(xù)信號讀入后變成了一系列斷續(xù)的脈沖信號(見圖8.4(b))，設計程序時應注意這一問題。另外還應注意輸入信號的寬度應大于Y430、Y431、Y432輪流導通一遍的時間，即大于矩陣輸入的周期，否則可能丟失輸入信息。輸入矩陣的行數(shù)和列數(shù)越多，這種輸入方式節(jié)約PLC輸入點數(shù)的效果越明顯。應當注意圖中Y430～Y432已作為矩陣輸入電路的組成部分，就不能再用它們?nèi)タ刂仆獠控撦d了。這種方法占用了輸出點，只有在系統(tǒng)輸出點富裕時才可能使用。圖8.4矩陣輸入的梯形圖和波形圖(a)梯形圖；(b)波形圖

3．組合輸入對于不會同時接通的輸入信號，可采用二極管組合編碼的方式輸入。如圖8.5所示，三個輸入信號K1、K2、K3只占用兩個輸入點，再通過PLC程序譯碼還原成與K1、K2、K3對應的M100、M101、M102三個信號。

4．輸入設備的多功能化在傳統(tǒng)的繼電器電路中，一個主令電器(開關(guān)、按鈕等)只產(chǎn)生一種功能的信號。而通過發(fā)揮PLC內(nèi)部功能，以“軟”代“硬”，可實現(xiàn)一個輸入設備在不同條件下完成不同的功能，從而減少PLC的輸入點數(shù)。例如普通的啟保停電路需要啟動和停止兩個按鈕，而圖8.6所示的電路，用一個按鈕通過X400輸入就可以控制輸出Y430的通與斷。圖中，當Y430斷開時，按一下按鈕，X400接通，M100產(chǎn)生窄脈沖，使Y430接通并保持，再按一下按鈕，M100產(chǎn)生窄脈沖使M101接通，M101的常閉觸點使Y430斷開。圖8.5組合輸入圖8.6用一只按鈕控制的啟保停電路

5．輸入觸點的合并修改外部電路，將某些功能相同的常閉觸點串聯(lián)或?qū)⒊ｉ_觸點并聯(lián)后再輸入PLC，這些信號就只占用PLC的一個輸入點了。一些保護電路和報警電路就常常采用這種方式輸入。

6．將某些輸入信號設置在PLC之外系統(tǒng)中有些輸入信號功能簡單，涉及面窄，如某些手動操作按鈕、電動機熱繼電器FR的常閉觸點，沒有必要作為PLC的輸入，將它們設置在PLC之外的硬件電路中(如圖8.7所示)同樣可滿足要求。但是某些手動按鈕需要串接一些安全連鎖觸點，如果外部連鎖電路過于復雜，則還是考慮將有關(guān)信號輸入PLC，用軟件實現(xiàn)連鎖。圖8.7輸入信號設在PLC之外8.2.2減少輸出點數(shù)

1．分組輸出當兩種負載不會同時工作時，可通過外部的或PLC控制的轉(zhuǎn)換開關(guān)SA切換，PLC的每個輸出點可以控制兩個不同時工作的負載。如圖8.8所示，KM1、KM3、KM5與KM2、KM4、KM6兩組不會同時接通，用外部轉(zhuǎn)換開關(guān)SA進行切換。

2．矩陣輸出圖8.9采用8個輸出組成4?×?4矩陣，可接16個輸出設備。要使某個負載接通工作，只要控制它所在的行與列對應的輸出繼電器接通即可。例如：要使負載KM1得電工作，必須控制Y430和Y434輸出接通。因此，在程序中要使某一負載工作，必須使其對應的行列輸出繼電器都要接通，這樣用8個輸出點就可控制16個不同控制要求的負載。圖8.8分組輸出圖8.9矩陣輸出應當指出的是：只有某一行對應的輸出繼電器接通，各列對應的輸出繼電器才可任意接通；或者只有某一列對應的輸出繼電器接通，各行對應的輸出繼電器才可任意接通，否則將會出現(xiàn)負載錯誤接通。采用矩陣輸出時，必須將同一時間段接通的負載安排在同一行或者同一列中，否則無法控制。

3．并聯(lián)輸出兩個通/斷狀態(tài)完全相同的負載并聯(lián)后，可以共用PLC的一個輸出點。不過應注意，PLC輸出點同時驅(qū)動多個負載時，要考慮PLC輸出點是否有足夠的帶負載的能力。

4．負載的多功能化在繼電器控制電路中，一個指示燈只能指示一種狀態(tài)，而在PLC控制系統(tǒng)中，利用軟件可實現(xiàn)一個輸出點控制指示燈常亮或閃爍，顯示兩種不同的信息。

5．某些輸出設備設置在PLC之外系統(tǒng)中某些相對獨立的或比較簡單的部分，可以直接用繼電器電路控制，這樣可減少所需PLC的輸出點數(shù)。8.3提高系統(tǒng)的可靠性8.3.1運行環(huán)境的改善

PLC是專門為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境設計的控制裝置，一般不需要采取特別措施，就可以直接在工業(yè)環(huán)境中應用。但是必須嚴格按照技術(shù)指標規(guī)定的條件使用，才能保證長期安全運行。同時還應考慮與PLC配合的外部電路的可靠性。

1．工作環(huán)境

(1)溫度：0～55℃。

(2)濕度：相對濕度為85%以下(無結(jié)露)。

(3)振動和沖擊：遠離強烈振動、沖擊場所。

(4)周圍環(huán)境不能有灰塵、油煙、導電性粉塵、腐蝕性氣體和可燃性氣體。

(5)?PLC不能與高壓電器安裝在同一個開關(guān)柜內(nèi)，在控制柜內(nèi)，PLC應遠離強干擾源和動力線，如大功率晶閘管裝置、高頻焊機和大型動力設備等(二者之間的距離應大于200mm)。

2．改善環(huán)境條件的措施

1)改善溫度條件的措施

(1)高溫對策。如果控制系統(tǒng)周圍溫度超過極限溫度(55℃)，必須采取下面的有效措施，迫使環(huán)境溫度低于極限值。①盤柜內(nèi)設置風扇或冷風機，通過濾網(wǎng)把自然風引入盤柜內(nèi)。由于風扇壽命不長，必須和濾網(wǎng)一起定期檢修。使用冷風機時注意不能結(jié)露。②把控制系統(tǒng)置于有空調(diào)的控制室內(nèi)，不能直接放在陽光下。③控制器的安裝要考慮通風，控制器的上下、左右、前后都要留有約50mm的空間距離，I/O模塊配線時要使用導線槽，以免妨礙通風。④安裝時要把發(fā)熱體，如電阻器或交流接觸器等遠離控制器，或者把控制器安裝在發(fā)熱體的下面。

(2)低溫對策。①盤柜內(nèi)設置加熱器，冬季時這種加熱特別有效，可使盤柜內(nèi)溫度保持在0℃以上，或者在10℃左右。設置加熱器時要選擇適當?shù)臏囟葌鞲衅?，以保證能在高溫時自動切斷加熱器電源，低溫時自動接通電源。②停運時，不切斷控制器和I/O模塊電源，靠其本身的發(fā)熱量維持其溫度，特別是夜間低溫時，這種措施是有效的。③溫度有急劇變化的場合，不要打開盤柜的門，以防冷空氣進入。

2)改善濕度條件的措施

(1)盤、柜設計成封閉型，并放入吸濕劑。

(2)把外部干燥的空氣引入盤、柜內(nèi)。

(3)印刷電路板上再覆蓋一層保護層，如噴松香水等。

(4)在溫度低、極干燥的場合進行檢修時，人體盡量不接觸模塊，以防感應電損壞器件。

3)防振和防沖擊措施

(1)如果振動來自盤、柜之外，可對相應的盤、柜采用防振橡皮，以達到減振的目的,亦可把盤、柜設置在遠離振源的地方。

(2)如果振動來自盤、柜內(nèi)，則要把產(chǎn)生振動和沖擊的設備從盤、柜內(nèi)移走。

(3)強固控制器或I/O模塊印刷板、連接器等可產(chǎn)生松動的部件或器件，連接線也要固定緊。

4)改善周圍環(huán)境空氣條件的措施

(1)盤、柜采用封閉型結(jié)構(gòu)。

(2)盤、柜內(nèi)打入高壓清潔空氣，使外界不清潔空氣不能進入盤、柜內(nèi)部。

(3)印刷板表面涂一層保護層，如松香水等。上述種種措施都不能保證在任何情況下絕對有效，有時需要根據(jù)具體情況采用綜合防護措施。8.3.2控制系統(tǒng)的冗余使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)時，雖然可編程控制器的可靠性和安全性高，但無論使用什么樣的設備，故障總是難免的。某些過程控制系統(tǒng)，如化工、石油、造紙、冶金、核電站等工業(yè)部門中的某些系統(tǒng)，要求控制裝置有極高的可靠性。如果控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，由此引起的停產(chǎn)或設備損壞將造成極大的經(jīng)濟損失。為了保證控制系統(tǒng)的可靠性，一般可采用可靠性高的可編程控制器，并使其在允許的條件下工作。但僅僅通過提高控制系統(tǒng)硬件的可靠性，有時是滿足不了控制系統(tǒng)可靠性要求的。因為PLC本身可靠性的提高有一定限度，并且可靠性的提高會使成本急劇增加。使用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)的冗余設計是提高控制系統(tǒng)可靠性的有效措施。

1．冗余控制系統(tǒng)“冗余”意思是“多余的重復”。冗余系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖8.10所示。在冗余控制系統(tǒng)中，整個PLC控制系統(tǒng)(或系統(tǒng)中最重要的部分，如CPU模塊)由兩套完全相同的硬件組成。是否使用備用的I/O系統(tǒng)，取決于系統(tǒng)對可靠性的要求。兩塊CPU模塊使用相同的用戶程序并行工作，其中一塊是主CPU，另一塊是備用CPU。在系統(tǒng)正常運行時，由主CPU控制系統(tǒng)工作，備用CPU的I/O映像寄存器和其他寄存器通過RPU(冗余處理單元)被主CPU同步刷新，但備用CPU被禁止輸出。當主CPU發(fā)出故障信息后，RPU在1～3個掃描周期內(nèi)將控制功能切換到備用CPU，I/O系統(tǒng)的切換也是由RPU完成的。圖8.10冗余系統(tǒng)

2．熱備用系統(tǒng)熱備用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較簡單，沒有冗余處理單元RPU，其結(jié)構(gòu)如圖8.11所示。兩臺CPU用通信接口連在一起。當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，由主CPU通知備用CPU，并實現(xiàn)切換，其切換過程一般較慢。另外，在老系統(tǒng)改造的場合，原有的繼電器控制盤最好不要立即拆除，應保留其原有的功能，以作為控制系統(tǒng)的后備手段使用。對于新建項目，就不必采用此方案。圖8.11熱備用系統(tǒng)8.3.3控制系統(tǒng)的供電電源是干擾PLC的主要途徑之一，所以供電系統(tǒng)的設計直接影響控制系統(tǒng)的可靠性。下面介紹幾種常用的供電措施。

1．使用隔離變壓器分離供電如圖8.12所示，控制器和I/O系統(tǒng)分別由各自的隔離變壓器供電，并與主回路電源分開。這樣，當輸入、輸出供電中斷時不會影響控制器的供電。注意應用帶屏蔽層的隔離變壓器，還可以在隔離變壓器二次側(cè)串接LC濾波電路，隔離變壓器與PLC之間采用雙絞線連接。系統(tǒng)動力線應足夠粗，以降低大容量設備啟動時引起的線路壓降。外部輸入電路用的外接直流電源最好采用穩(wěn)壓電源，那種僅將交流電壓整流濾波的電源含有較強的紋波，可能使PLC接收到錯誤的信息。圖8.12使用隔離變壓器供電系統(tǒng)

2．使用UPS供電不間斷電源UPS是電子計算機的有效保護裝置，平時處于充電狀態(tài)，當輸入交流電(～220V)失電時，UPS能自動切換到輸出狀態(tài)，繼續(xù)向系統(tǒng)供電。圖8.13是使用UPS的供電示意圖。根據(jù)UPS的容量，在交流失電后，可繼續(xù)向控制器供電10～30分鐘，因此對于非長時間停電的系統(tǒng)，其效果是顯著的。

3．使用雙路供電為了提高供電系統(tǒng)的可靠性，交流供電最好采用分別引自不同變電所的雙路電源，當一路供電出現(xiàn)故障，能自動切換到另一路供電。圖8.13使用UPS的供電系統(tǒng)8.3.4系統(tǒng)的抗干擾措施

1．合理布線

(1)?I/O線與控制線應分開走線，并保持一定距離。如不得已要在同一線槽中布線，應使用屏蔽電纜。

(2)交流線與直流線、輸入線與輸出線最好分開走線。

(3)開關(guān)量、模擬量I/O線最好也分開敷設。傳送模擬信號最好采用屏蔽線，且屏蔽線的屏蔽層應一端接地。

(4)?PLC的基本單元與擴展單元之間電纜傳送的信號電壓低、頻率高，很容易受干擾，不能與其他線敷設在同一線槽內(nèi)。

2．PLC的接地良好的接地是PLC安全可靠運行的重要條件，PLC控制系統(tǒng)的接地一般有圖8.14所示的三種方法。PLC最好單獨接地，如圖(a)所示；如果做不到每個設備專用接地，也可以采用公共接地方式，如圖(b)所示；但禁止采用如圖(c)所示的串聯(lián)接地方式，特別應該避免與電動機、變壓器等動力設備串聯(lián)接地，因為這種接地方式會產(chǎn)生PLC與設備之間的電位差。另外，PLC的接地還應注意：

(1)接地線應盡量粗，一般接地線截面應大于2mm2。

(2)接地點應盡量靠近PLC，接地點與PLC間的距離不大于50m。

(3)接地線應盡量避開強電回路和主回路的電線，不能避開時，應垂直相交，盡量縮短平行走線長度。圖8.14PLC的接地(a)單獨接地；(b)公共接地；(c)串聯(lián)接地

3．某些輸入/輸出電路的處理

1)兩線式傳感器輸入的處理若PLC的輸入設備采用接近開關(guān)、光電開關(guān)等這一類兩線式傳感器，它們的漏電流較大時，可能出現(xiàn)錯誤的輸入信號?？梢栽谳斎攵瞬⒙?lián)旁路電阻R，以減少輸入電阻，如圖8.15所示。旁路電阻R的阻值由下式確定：式中：I為傳感器的漏電流，Ue、Ie分別為PLC的額定輸入電壓和額定輸入電流，UL為PLC輸入電壓低電平的上限值。圖8.15兩線式傳感器輸入電路的處理

2)由晶體管提供輸入信號的處理如果PLC輸入信號由晶體管提供，則要求晶體管的截止電阻應大于10kΩ，導通電阻應小于800Ω。

3)感性輸入/輸出的處理

PLC的輸入端或輸出端常常接有感性元件。如果是直流感性元件，應在其兩端并聯(lián)續(xù)流二極管；如果是交流感性元件，應在其兩端并聯(lián)阻容吸收電路，以抑制電路斷開時產(chǎn)生的電弧對PLC內(nèi)部元件的影響。以上兩種情況如圖8.16所示，圖中元件參數(shù)選擇要適當，才能起到較好的效果。電阻值可以取51～120Ω；電容可以取0.1～1.47μF，電容的額定電壓應大于電源峰值電壓；續(xù)流二極管可選額定電流1A的管子，其額定電壓應大于電源電壓的3倍。圖8.16感性輸入/輸出電路的處理8.4PLC的數(shù)據(jù)通信8.4.1概述在工業(yè)生產(chǎn)過程中，有各種各樣的控制要求。如在一個較大規(guī)模的檢測與控制系統(tǒng)中常常有幾十個、幾百個甚至更多個被測和被控變量，若用一個可編程序控制器來實現(xiàn)，則在速度和容量上難以滿足要求。有的被測和被控變量在地理位置上比較分散,若用一個可編程序控制器來完成，則要鋪設大量長距離的輸入、輸出信號電纜?，F(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程正在追求整體過程的綜合自動化，即要求把過程控制自動化和信息管理自動化結(jié)合起來,顯然這個控制要求單靠可編程序控制器是做不到的。面對復雜的控制要求，現(xiàn)在的可編程序控制器普遍融入網(wǎng)絡技術(shù)。PLC網(wǎng)絡包括PLC控制網(wǎng)絡與PLC通信網(wǎng)絡兩種，人們常常不加以區(qū)分，把這兩種PLC網(wǎng)絡當成一回事，其實它們是不同的。

PLC控制網(wǎng)絡是指只傳送ON/OFF開關(guān)量，且一次傳送的數(shù)據(jù)量較少的網(wǎng)絡。例如PLC的遠程I/O鏈路，通過Link區(qū)交換數(shù)據(jù)的PLC同位系統(tǒng)。這種網(wǎng)絡的特點是盡管要傳送的開關(guān)量遠離PLC，但PLC對它們的操作，就像直接對自己的I/O區(qū)操作一樣簡單、方便、迅速。

PLC通信網(wǎng)絡又稱高速數(shù)據(jù)公路，這類網(wǎng)絡既可傳送開關(guān)量又可傳送數(shù)字量，一次通信傳送的數(shù)據(jù)量較大。這類網(wǎng)絡的工作過程類似于普通局域網(wǎng)，比如A-B的DH+網(wǎng)，西門子的SINEC-Hl網(wǎng)，MODICON的Modbus+網(wǎng)等都屬于PLC通信網(wǎng)絡。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，PLC控制網(wǎng)絡只傳送開關(guān)量不傳送數(shù)字量的限制被突破。其實開關(guān)量與數(shù)字量本身并沒有界限，多位開關(guān)量并在一起就是數(shù)字量。因此這兩種PLC網(wǎng)的本質(zhì)區(qū)別在于：PLC通信網(wǎng)絡的工作過程類似于普通局域網(wǎng)，PLC控制網(wǎng)絡的工作過程就像PLC對自己I/O區(qū)操作一樣。還需要說明的一點是：人們常把應用系統(tǒng)中的PLC網(wǎng)絡控制系統(tǒng)稱為PLC控制網(wǎng)絡，這是針對應用而言的，與通信無關(guān)，一般不會造成混淆。

PLC網(wǎng)絡中常用的通信方式有以下幾種。

1．PLC控制網(wǎng)絡的“周期I/O方式”通信可編程序控制器的遠程I/O鏈路就是一種PLC控制網(wǎng)絡，在遠程I/O鏈路中采用“周期I/O方式”交換數(shù)據(jù)。遠程I/O鏈路按主從方式工作，PLC帶的遠程I/O主單元在遠程I/O鏈路中擔任主站，其他遠程I/O單元皆為從站。在主站中設立一個“遠程I/O緩沖區(qū)”，采用信箱結(jié)構(gòu)，劃分為n個分箱與每個從站一一對應，每個分箱再分為兩格，一格管發(fā)送，一格管接收。主站中負責通信的處理器采用周期掃描方式，按順序與各從站交換數(shù)據(jù)，把與其對應的分箱中發(fā)送分格的數(shù)據(jù)送入從站，從從站中讀取數(shù)據(jù)放入與其對應的分箱的接收分格中。這樣周而復始，使主站中的“遠程I/O緩沖區(qū)”得到周期性的刷新。在主站中PLC的CPU單元負責用戶程序的掃描，它按照循環(huán)掃描方式進行處理，每個周期都有一段時間集中進行I/O處理，這時它對本地I/O單元及遠程I/O緩沖區(qū)進行讀寫操作。PLC的CPU單元對用戶程序的周期性循環(huán)掃描，與PLC負責通信的處理器對各遠程I/O單元的周期性掃描是異步進行的。盡管PLC的CPU單元沒有直接對遠程I/O單元進行操作，但是由于遠程I/O緩沖區(qū)獲得周期性的刷新，PLC的CPU單元對遠程I/O緩沖區(qū)的讀寫操作就相當于直接訪問了遠程I/O單元。主站中負責通信的處理器采用周期掃描方式與各從站交換數(shù)據(jù)，使主站中“遠程I/O緩沖區(qū)”得到周期性刷新，這樣一種通信方式既涉及到周期又涉及到I/O，因而被稱為“周期I/O方式”。這種通信方式要占用PLC的I/O區(qū)，因此只適用于少量數(shù)據(jù)的通信。從表面看來，遠程I/O鏈路的通信就好像是PLC直接對遠程I/O單元進行讀寫操作，因此簡單、方便。

2．PLC控制網(wǎng)絡的“全局I/O方式”通信全局I/O方式是一種串行共享存儲區(qū)通信方式，它主要用于帶有鏈接區(qū)的PLC之間的通信。全局I/O方式的通信原理如圖8.17所示。圖8.17全局I/O方式的通信原理在PLC網(wǎng)絡的每臺PLC的I/O區(qū)中各劃出一塊來作為鏈接區(qū)，每個鏈接區(qū)都采用如圖8.17所示的郵箱結(jié)構(gòu)。相同編號的發(fā)送區(qū)與接收區(qū)大小相同，占用相同的地址段，一個為發(fā)送區(qū)，其他皆為接收區(qū)。采用廣播方式通信。PLC1把1#發(fā)送區(qū)的數(shù)據(jù)在PLC網(wǎng)上廣播，PLC2、PLC3收聽到后把它接收下來存入各自的1#接收區(qū)中。PLC2把2#發(fā)送區(qū)數(shù)據(jù)在PLC網(wǎng)上廣播，PLC1、PLC3把它接收下來存入各自的2#接收區(qū)中。PLC3把3#發(fā)送區(qū)數(shù)據(jù)在PLC網(wǎng)上廣播，PLC1、PLC2把它接收下來存入各自的3#接收區(qū)中。顯然，通過上述廣播通信過程，PLC1、PLC2、PLC3的各鏈接區(qū)中的數(shù)據(jù)是相同的，這個過程稱為等值化過程。通過等值化通信使得PLC網(wǎng)絡中的每臺PLC的鏈接區(qū)中的數(shù)據(jù)保持一致。它既包含著自己送出去的數(shù)據(jù)，也包含著其他PLC送來的數(shù)據(jù)。由于每臺PLC的鏈接區(qū)大小一樣，占用的地址段相同，每臺PLC只要訪問自己的鏈接區(qū)，就等于訪問了其他PLC的鏈接區(qū)，也就相當于與其他PLC交換了數(shù)據(jù)。這樣鏈接區(qū)就變成了名符其實的共享存儲區(qū)，共享區(qū)成為各PLC交換數(shù)據(jù)的中介。當然，這里的共享存儲區(qū)與并行總線的共享存儲區(qū)在結(jié)構(gòu)上有些差別，它把物理上分布在各站的鏈接區(qū)，通過等值化通信使其好像重疊在一起，在邏輯上變成一個存儲區(qū)，大小與一個鏈接區(qū)一樣。這種共享存儲區(qū)稱為串行共享存儲區(qū)。鏈接區(qū)可以采用異步方式刷新(等值化)，也可以采用同步方式刷新。異步方式刷新與PLC中用戶程序無關(guān)，由各PLC所帶的通信處理器按順序進行廣播通信，周而復始，使其所有鏈接區(qū)保持等值化。同步方式刷新是由用戶程序中對鏈接區(qū)的發(fā)送指令啟動一次刷新。這種方式只有當鏈接區(qū)的發(fā)送區(qū)數(shù)據(jù)變化時才刷新(等值化)，這樣事半功倍。全局I/O方式中的鏈接區(qū)是從PLC的I/O區(qū)劃分出來的，經(jīng)過等值化通信變成所有PLC共享(全局共享)，因此稱為“全局I/O方式”。這種方式下，PLC直接用讀寫指令對鏈接區(qū)進行讀寫操作，簡單、方便、快速。但應注意，在一臺PLC中對某地址的寫操作在其他PLC中對同一地址只能進行讀操作。與周期I/O方式一樣，全局I/O方式也要占用PLC的I/O區(qū)，因而只適用于少量數(shù)據(jù)的通信。

3．主從總線1∶N通信方式(PLC通信網(wǎng)絡)主從總線通信方式又稱為1∶N通信方式，這是在PLC通信網(wǎng)絡上采用的一種通信方式。在總線結(jié)構(gòu)的PLC子網(wǎng)上有N個站，其中只有1個主站，其他皆是從站。主從總線通信方式采用集中式存取控制技術(shù)分配總線使用權(quán)，通常采用輪詢表法。所謂輪詢表是一張從機號排列順序表，該表配置在主站中，主站按照輪詢表的排列順序?qū)恼具M行詢問，看它是否要使用總線，從而達到分配總線使用權(quán)的目的。為了保證實時性，要求輪詢表包含每個從站號不能少于一次，這樣在周期輪詢時，每個從站在一個周期中至少有一次機會取得總線使用權(quán)，從而保證了每個站的基本實時性。對于實時性要求比較高的站，可以在輪詢表中讓其從機號多出現(xiàn)幾次，這樣就用靜態(tài)的方式賦予該站較高的通信優(yōu)先權(quán)。在有些主從總線中把輪詢表法與中斷法結(jié)合使用，讓緊急任務可以打斷正常的周期輪詢而插入，獲得優(yōu)先服務，這就是用動態(tài)方式賦予某項緊急任務以較高優(yōu)先權(quán)。存取控制只解決了誰使用總線的問題，獲得總線的從站還有如何使用總線的問題，即采用什么樣的數(shù)據(jù)傳送方式。主從總線通信方式中有兩種基本的數(shù)據(jù)傳送方式：一種是只允許主從通信，不允許從從通信，從站與從站要交換數(shù)據(jù)，必須經(jīng)主站中轉(zhuǎn)；另一種是既允許主從通信也允許從從通信，從站獲得總線使用權(quán)后先安排主從通信，再安排自己與其他從站(即從從)之間的通信。

4．令牌總線N∶N通信方式(PLC通信網(wǎng)絡)

令牌總線通信方式又稱為N∶N通信方式。在總線結(jié)構(gòu)上的PLC子網(wǎng)上有N個站，它們地位平等沒有主站與從站之分，也可以說每個站都是主站，所以稱之為N∶N通信方式。

N∶N通信方式采用令牌總線存取控制技術(shù)。在物理總線上組成一個邏輯環(huán)，讓一個令牌在邏輯環(huán)中按一定方向依次流動，獲得令牌的站就取得了總線使用權(quán)。令牌總線存取控制方式限定每個站的令牌持有時間，保證在令牌循環(huán)一周時每個站都有機會獲得總線使用權(quán)，并提供優(yōu)先級服務，因此令牌總線存取控制方式具有較好的實時性。取得令牌的站采用什么樣的數(shù)據(jù)傳送方式對實時性影響非常明顯。如果采用無應答數(shù)據(jù)傳送方式，取得令牌的站可以立即向目的站發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送結(jié)束，通信過程也就完成了。如果采用有應答數(shù)據(jù)傳送方式，取得令牌的站向目的站發(fā)送完數(shù)據(jù)后并不算通信完成，必須等目的站獲得令牌并把應答幀發(fā)給發(fā)送站后，整個通信過程才結(jié)束。這樣一來響應時間明顯增長，而使實時性下降。有些令牌總線型PLC網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)傳送方式固定為一種，有些則可由用戶選擇。

5．浮動主站N∶M通信方式(PLC通信網(wǎng)絡)浮動主站通信方式又稱N∶M通信方式，它適用于總線結(jié)構(gòu)的PLC網(wǎng)絡。設在總線上有M個站，其中N個為主站，其余為從站(N<M)，稱之為N∶M通信方式。

N∶M通信方式采用令牌總線與主從總線相結(jié)合的存取控制技術(shù)。首先把N個主站組成邏輯環(huán)，通過令牌在邏輯環(huán)中依次流動，在N個主站之間分配總線使用權(quán)，這就是浮動主站的含義。獲得總線使用權(quán)的主站再按照主從方式來確定在自己的令牌持有時間內(nèi)與哪些站通信。一般在主站中配置有一張輪詢表，可按輪詢表上排列的其他主站號及從站號進行輪詢。獲得令牌的主站對于用戶隨機提出的通信任務可按優(yōu)先級安排在輪詢之前或之后進行。獲得總線使用權(quán)的主站可以采用多種數(shù)據(jù)傳送方式與目的站通信，其中以無應答無連接方式速度最快。

6．令牌環(huán)通信方式(PLC通信網(wǎng)絡)有少量的PLC網(wǎng)絡采用環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)，其存取控制采用令牌法，具有較好的實時性。圖8.18表示了令牌環(huán)通信方式的工作過程及其幀結(jié)構(gòu)。在圖8.18中，令牌在物理環(huán)中按箭頭指向，一站接一站地傳送，獲得令牌的站才有權(quán)發(fā)送數(shù)據(jù)。設B站要向D站發(fā)送數(shù)據(jù)。當令牌送到B站時，B站把令牌變?yōu)闀和Ｎ?，然后把待發(fā)送數(shù)據(jù)按圖8.18所示的格式加在暫停位后面從B站發(fā)送出去，最后再加上令牌一起發(fā)往C站。此幀信息經(jīng)C站中轉(zhuǎn)后到達D站，D站把自己的本站地址與幀格式中目的地址相比較，發(fā)現(xiàn)兩者相同，表明此幀信息是發(fā)給D站的，然后對此幀信息做差錯校驗，并把校驗結(jié)果以肯定應答或否定應答填在ACK段中，同時把此幀信息復制下來，再把帶有應答的幀繼續(xù)向下傳送，經(jīng)A站中轉(zhuǎn)到達B站。B站用自己的本站地址與幀中源地址相比較，發(fā)現(xiàn)兩者相同，表明此幀是自己發(fā)出的，再檢查ACK段，若為否定應答，要組織重發(fā)；若為肯定應答，則把此幀從環(huán)上吸收掉，只剩下令牌在環(huán)中繼續(xù)流動。在圖8.18的幀格式的最后為一令牌，因而當某站獲得此令牌后也同樣可發(fā)送數(shù)據(jù)，把此令牌變?yōu)闀和Ｎ唬竺鎺习l(fā)送的幀，最后再加上令牌，這時的幀格式就變成兩個暫停位、兩幀，再加令牌，其傳送過程與一幀相似，這里不再重復。從上述傳送過程可見，令牌環(huán)通信方式采用的是有應答數(shù)據(jù)傳送方式。圖8.18令牌環(huán)通信方式工作過程及其幀結(jié)構(gòu)

7．CSMA/CD(Carrier-SenseMultipleAccesswithCollisionDetection)通信方式這是一種隨機通信方式，適用于總線結(jié)構(gòu)的PLC網(wǎng)絡，總線上各站地位平等，沒有主從之分。采用CSMA/CD存取控制方式，該控制方式用通俗的語言描述為“先聽后講，邊講邊聽”。所謂先聽后講是指要求使用總線的各站，在發(fā)送數(shù)據(jù)之前必須先監(jiān)聽，看看總線是否空閑，確認總線空閑后再向總線發(fā)送數(shù)據(jù)?！跋嚷牶笾v”并不能完全避免沖突，如果仍發(fā)生了沖突，則不能等到差錯校驗時再發(fā)現(xiàn)，這樣對通信資源浪費太嚴重，而要采用“邊講邊聽”。發(fā)送數(shù)據(jù)的站，一邊發(fā)送，一邊監(jiān)聽，若發(fā)現(xiàn)沖突，立即停止發(fā)送，并發(fā)出阻塞音，通知網(wǎng)上其他站發(fā)生了沖突，然后沖突雙方采用取隨機數(shù)代入指數(shù)函數(shù)的退避算法來決定重新上網(wǎng)時間，解決沖突。

CSMA/CD存取控制方式不能保證在一定時間周期內(nèi)，PLC網(wǎng)上每個站都可獲得總線使用權(quán)，也不能用靜態(tài)方式賦予某些站以較高優(yōu)先權(quán)，不能用動態(tài)方式賦予某些緊急通信任務以較高優(yōu)先權(quán)，因此這是一種不能保證實時性的存取控制方式。但是它采用隨機方式，方法本身簡單，而且見縫插針，只要總線空閑就搶著上網(wǎng)，通信資源利用率高，因而在PLC網(wǎng)絡中CSMA/CD通信法適合用于上層生產(chǎn)管理子網(wǎng)。

CSMA/CD通信方式的數(shù)據(jù)傳送方式可以選用有連接、無連接、有應答、無應答及廣播通信中的任一種，這可按對通信速度及可靠性的要求取舍。

8．多種通信方式的集成在新近推出的一些現(xiàn)場總線中，常常把多種通信方式集成配置在某一級子網(wǎng)上。從通信方法上看，都是一些原來常用的，但如何自動地從一種通信方式切換到另一種，如何按優(yōu)先級調(diào)度，則成為多種通信方式集成的關(guān)鍵?，F(xiàn)在的可編程序控制器普遍具備多種數(shù)據(jù)通信接口和較為完善的數(shù)據(jù)通信能力，使可編程序控制器能與遠程輸入/輸出單元進行通信，構(gòu)成下位連接系統(tǒng)；使可編程序控制器能與同類型的可編程序控制器進行通信，構(gòu)成同位連接系統(tǒng)；使可編程序控制器能與上位計算機進行通信，構(gòu)成上位連接系統(tǒng)。圖8.19是FX系列PLC的網(wǎng)絡與數(shù)據(jù)通信接口示意圖。圖8.19FX系列PLC的網(wǎng)絡與數(shù)據(jù)通信接口示意圖

1)?RS-232C通信用功能擴展板與通信模塊

RS-232C的傳輸距離為15m，最大傳輸速率為19200b/s。FX系列PLC可通過專用協(xié)議或無協(xié)議方式與各種RS-232C設備通信，可連接外部編程工具或圖形操作終端(GOT)。

FXlN-232-BD和FX2N-232-BD通信用功能擴展板的價格便宜，可安裝在FX系列PLC的內(nèi)部，通信的雙方?jīng)]有光電隔離。

FX2N-232IF是RS-232C通信接口模塊，有光電隔離，可用于FX2N和FX2NC。通信中可指定兩個或更多的起始字符和結(jié)束字符。收發(fā)信息時進行十六進制數(shù)和ASCII碼之間的自動轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)長度大于接收緩沖區(qū)的長度也可以連續(xù)接收。FX2N-232ADP是RS-232C適配器，可用于各種FX系列PLC。

FX2N-232AWC和FX2N-232AW是帶光電隔離的RS-232C和RS-422轉(zhuǎn)換接口，以便于計算機和其他外圍設備連接到FX系列的編程器接口上。

2)?FXlN-422-BD/FX2N-422-BD通信用功能擴展板它們用于RS-422通信，可用作編程工具的連接端口，無光電隔離，使用編程工具的通信協(xié)議。

3)?RS-485通信用適配器與通信用功能擴展板

FX1N-485BD/FX2N-485-BD是RS-485通信用的功能擴展板，前者為半雙工，后者為全雙工。傳輸距離為50m，最大傳輸速率為19200b/s，N∶N網(wǎng)絡可達38400b/s。

FXlN-485ADP是RS-485光電隔離型通信適配器，最大傳輸速率為19200b/s，N∶N網(wǎng)絡可達38400b/s，傳輸距離為500m，可用于各種系列的FX系列PLC。

FX-485PC-IF是RS-232C和RS-485轉(zhuǎn)換接口，用于計算機與FX系列PLC的通信。一臺計算機最多可與16臺PLC通信。8.4.2下位連接系統(tǒng)下位連接系統(tǒng)是可編程序控制器主機通過串行通信連接遠程輸入/輸出單元，實現(xiàn)遠距離的分散檢測與控制的系統(tǒng)。不同型號的可編程序控制器可以連接的遠程輸入/輸出單元的數(shù)量是不一樣的，應該根據(jù)實際應用要求進行選擇。系統(tǒng)中的主機和遠程輸入/輸出單元是制造商配套提供的。主機與遠程輸入/輸出單元的連接主要有連接電纜或光纜，相應的通信接口是RS-422A(或RS-485)或光纖接口。當采用光纖系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)時，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信的遠距離、高速度和高可靠性。系統(tǒng)的連接形式一般為樹形結(jié)構(gòu)，如圖8.20所示。圖8.20下位連接系統(tǒng)主機是系統(tǒng)的集中控制單元，它負責整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信、信息處理和協(xié)調(diào)各個遠程輸入/輸出單元的操作；遠程輸入/輸出單元是系統(tǒng)的分散控制單元，它們在主機的統(tǒng)一管理下，完成各自的輸入/輸出任務。遠程輸入/輸出單元有兩種類型：一種是非智能型的，它是主機擴展形式的遠程輸入/輸出單元，它的輸入/輸出任務完全受主機控制；另一種是智能型的，它是主機終端形式的遠程輸入/輸出單元，用戶可以對它編寫自己的應用程序，它的輸入/輸出任務受內(nèi)部的用戶程序和外部的主機信息的共同控制。系統(tǒng)的通信控制程序由生產(chǎn)廠編制，并安裝在主機和遠程輸入/輸出單元中。用戶只要根據(jù)系統(tǒng)要求，設置遠程輸入/輸出單元地址和編制用戶的應用程序即可使系統(tǒng)運行。由于遠程輸入/輸出單元可以就近安裝在被測和被控對象的附近，從而大大地縮短了輸入/輸出信號的連接電纜。因此下位連接系統(tǒng)特別適合于地理位置比較分散的控制系統(tǒng)，如生產(chǎn)流水線上各工序的控制。8.4.3同位連接系統(tǒng)同位連接系統(tǒng)是可編程序控制器通過串行通信接口相互連接起來的系統(tǒng)。系統(tǒng)中的可編程序控制器是并行運行的，并通過數(shù)據(jù)傳遞相互聯(lián)系，以適應大規(guī)?？刂埔蟆Ｍ贿B接系統(tǒng)常采用總線形結(jié)構(gòu)，如圖8.21所示。圖8.21同位連接系統(tǒng)在同位連接系統(tǒng)中，各個可編程序控制器之間的通信一般采用RS-422A(或RS-485)接口或光纜接口。互連的可編程序控制器最大允許數(shù)量隨可編程序控制器的類型不同而變化。系統(tǒng)所用的可編程序控制器一般是同一廠商的同一系列的產(chǎn)品。系統(tǒng)內(nèi)的每個可編程序控制器都有一個唯一的系統(tǒng)識別單元號，號碼從0開始順序設置。在各個可編程序控制器內(nèi)部都設置了一個公共數(shù)據(jù)區(qū)，用作通信數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)。可編程序控制器系統(tǒng)程序中的通信程序把公共數(shù)據(jù)區(qū)的發(fā)送區(qū)數(shù)據(jù)發(fā)送到通信接口上，并且把通信接口上接收到的數(shù)據(jù)放入公共數(shù)據(jù)區(qū)的接收區(qū)中。對用戶來講，這個過程是透明的，自動進行的，不需要用戶應用程序干預。用戶應用程序中，只需編制把發(fā)送的數(shù)據(jù)送入公共數(shù)據(jù)區(qū)的發(fā)送區(qū)和從公共數(shù)據(jù)區(qū)的接收區(qū)讀取接收的數(shù)據(jù)的程序，即可實現(xiàn)可編程序控制器之間信息的相互傳遞，完成整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信。公共數(shù)據(jù)區(qū)如圖8.22所示。圖8.22公共數(shù)據(jù)區(qū)8.4.4上位連接系統(tǒng)上位連接系統(tǒng)是一種自動化綜合管理系統(tǒng)。上位計算機通過串行通信接口與可編程序控制器的串行通信接口相連，對可編程序控制器進行集中監(jiān)視和管理，從而構(gòu)成集中管理、分散控制的分布式多級控制系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中，可編程序控制器是直接控制級，它負責現(xiàn)場過程的檢測與控制，同時接收上位計算機的信息和向上位計算機發(fā)送現(xiàn)場控制信息。上位計算機是協(xié)調(diào)管理級，它要與三個方面：下位直接控制級、自身的人機界面和上級信息管理級進行信息交換。它是過程控制與信息管理的結(jié)合點和轉(zhuǎn)換點，是信息管理與過程控制聯(lián)系的橋梁。上位連接系統(tǒng)如圖8.23所示。圖8.23上位連接系統(tǒng)上位計算機與可編程序控制器的通信一般采用RS-232C或RS-422A(或RS-485)接口。當用RS-232C通信接口時，一個上位計算機只能連接一臺可編程序控制器；若連接多臺可編程序控制器，則要加接RS-232C/RS-422A或RS-485轉(zhuǎn)換裝置。上位計算機與可編程序控制器的數(shù)據(jù)通信格式目前還沒有統(tǒng)一的標準，不同廠商的可編程序控制器都有自己的通信格式。通常，可編程序控制器上的通信程序由制造商編制好，并作為系統(tǒng)程序，按控制和通信的要求提供。對于上位計算機中的通信軟件，有的以通信驅(qū)動程序的形式提供，用戶只要在上位計算機應用軟件平臺中調(diào)用即可完成與直接控制級的通信。有的則提供通信格式說明文件的形式，用戶應根據(jù)它的內(nèi)容編制相應的通信程序，并嵌入用戶的應用軟件平臺。上位計算機與信息管理計算機的通信一般采用局域網(wǎng)。上位計算機通過通信網(wǎng)卡與信息管理級的其他計算機進行信息交換。網(wǎng)絡管理軟件是應用軟件，上位計算機只要在應用軟件平臺中調(diào)用它即可完成網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)通信。8.4.5現(xiàn)場總線在PLC中的應用

1．現(xiàn)場總線概述現(xiàn)場總線(Fieldbus)是應用在生產(chǎn)現(xiàn)場、在測量控制設備之間實現(xiàn)雙向、串行、多點數(shù)字通信的系統(tǒng)，也被稱為開放式、數(shù)字化、多點通信的底層控制網(wǎng)絡。它在制造業(yè)、流程工業(yè)、交通、樓宇等方面的自動化系統(tǒng)中具有廣泛的應用前景?，F(xiàn)場總線技術(shù)將通用或?qū)Ｓ梦⑻幚砥髦萌雮鹘y(tǒng)的測量控制儀表，使它們具有數(shù)字計算和數(shù)字通信能力，采用一定的通信介質(zhì)作為總線，按照公開、規(guī)范的通信協(xié)議，在位于現(xiàn)場的多個微機化測量控制設備之間及現(xiàn)場儀表與遠程監(jiān)控計算機之間，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與信息交換，形成適應實際需要的自控系統(tǒng)。簡而言之，它把分散的測量控制設備變成網(wǎng)絡節(jié)點，以現(xiàn)場總線為紐帶，把它們連接成可以相互溝通信息、共同完成自控任務的網(wǎng)絡系統(tǒng)。現(xiàn)場總線將控制功能徹底下放到現(xiàn)場，降低了安裝成本和維護費用?；诂F(xiàn)場總線的控制系統(tǒng)被稱為現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FieldbusControlSystem，F(xiàn)CS)。FCS實質(zhì)是一種開放的、具有互操作性的、徹底分散的分布式控制系統(tǒng)。

2．現(xiàn)場總線的發(fā)展現(xiàn)狀

(1)多種總線共存?，F(xiàn)場總線國際標準IEC61158中采用了8種協(xié)議類型以及其他一些現(xiàn)場總線。每種總線都有其產(chǎn)生的背景和應用領(lǐng)域。不同領(lǐng)域的自動化需求各有其特點，因此在某個領(lǐng)域中產(chǎn)生的總線技術(shù)一般對本領(lǐng)域的滿足度高一些，應用多一些，適用性好一些。據(jù)美國ARC公司的市場調(diào)查，世界市場對各種現(xiàn)場總線的需求為：過程自動化15%(FF、PROFIBUS-PA、WorldFIP)，醫(yī)藥領(lǐng)域18%(FF、PROFIBUS-PA、WorldFIP)，加工制造15%(PROFIBUS-DP、DeviceNet)，交通運輸15%(PROFIBUS-DP、DeviceNet)，航空、國防34%(PROFIBUS-FMS、LonWorks、ControlNet、DeviceNet)，農(nóng)業(yè)未統(tǒng)計(P-NET、CAN、PROFIBUS-PA/DP、DeviceNet、ControlNet)，樓宇未統(tǒng)計(LonWorks、PROFIBUS-FMS、DeviceNet)。由此可見，隨著時間的推移，占有市場80%左右的總線將只有六七種，而且其應用領(lǐng)域比較明確，如FF、PROFIBUS-PA適用于冶金、石油、化工、醫(yī)藥等流程行業(yè)的過程控制，PROFIBUS-DP、DeviceNet適用于加工制造業(yè)，LonWorks、PROFIBUS-FMS、DeviceNet適用于樓宇、交通運輸、農(nóng)業(yè)。但這種劃分又不是絕對的，相互之間又互有滲透。

(2)總線應用領(lǐng)域不斷拓展。每種總線都力圖拓展其應用領(lǐng)域，以擴張其勢力范圍。在一定應用領(lǐng)域中已取得良好業(yè)績的總線，往往會進一步根據(jù)需要向其他領(lǐng)域發(fā)展。如Profibus在DP的基礎(chǔ)上又開發(fā)出PA，以適用于流程工業(yè)。

(3)不斷成立總線國際組織。大多數(shù)總線都成立了相應的國際組織，力圖在制造商和用戶中創(chuàng)造影響，以取得更多方面的支持，同時也想顯示出其技術(shù)是開放的。如WorldFIP國際用戶組織、FF基金會、Profibus國際用戶組織、P-Net國際用戶組織及ControlNet國際用戶組織等。

(4)每種總線都以企業(yè)為支撐。各種總線都以一個或幾個大型跨國公司為背景，公司的利益與總線的發(fā)展息息相關(guān)，如Profibus以Siemens公司為主要背景，ControlNet以Rockwe11公司為主要背景，WorldFIP以ALSTOM公司為主要背景。

(5)一個設備制造商參加多個總線組織。大多數(shù)設備制造商都積極參加不止一個總線組織，有些公司甚至參加2～4個總線組織。道理很簡單，裝置是要掛在系統(tǒng)上的。

(6)各種總線相繼成為自己國家或地區(qū)標準。每種總線大多將自己作為國家或地區(qū)標準，以加強自己的競爭地位?，F(xiàn)在的情況是：P-Net已成為丹麥標準，Profibus已成為德國標準，WorldFIP已成為法國標準。上述3種總線于1994年成為并列的歐洲標準EN50170。其他總線也都成為各地區(qū)的技術(shù)規(guī)范。

(7)在競爭中協(xié)調(diào)共存。協(xié)調(diào)共存的現(xiàn)象在歐洲標準制定時就出現(xiàn)過，歐洲標準EN50170在制定時，將德、法、丹麥3個標準并列于一卷之中，形成了歐洲的多總線的標準體系，后又將ControlNet和FF加入歐洲標準的體系。各重要企業(yè)除了力推自己的總線產(chǎn)品之外，也都力圖開發(fā)接口技術(shù)，將自己的總線產(chǎn)品與其他總線相連接，如施耐德公司開發(fā)的設備能與多種總線相連接。在國際標準中，也出現(xiàn)了協(xié)調(diào)共存的局面。

(8)以太網(wǎng)成為新熱點。以太網(wǎng)正在工業(yè)自動化和過程控制市場上迅速增長，幾乎所有遠程I/O接口技術(shù)的供應商均提供一個支持TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)接口，如Siemens、Rockwell、GE-Fanuc等，他們除了銷售各自PLC產(chǎn)品，同時提供與遠程I/O和基于PC的控制系統(tǒng)相連接的接口。FF現(xiàn)場總線正在開發(fā)高速以太網(wǎng)，這無疑大大加強了以太網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域的地位。

3．CC-Link現(xiàn)場總線融合了控制與信息處理的現(xiàn)場總線CC-Link(Control＆CommunicationLink)是一種省配線、信息化的網(wǎng)絡，它不但具備高實時性、分散控制、與智能設備通信、RAS等功能，而且依靠與諸多現(xiàn)場設備制造廠商的緊密聯(lián)系，提供開放式的環(huán)境。三菱Q系列PLC的CC-Link模塊QJ61BTll，在繼承A/QnA系列特長的同時，還采用了遠程設備站初始設定等方便的功能。為了將各種各樣的現(xiàn)場設備直接連接到CC-Link上，與國內(nèi)外眾多的設備制造商建立合作伙伴關(guān)系，使用戶可以很從容地選擇現(xiàn)場設備，以構(gòu)成開放式的網(wǎng)絡。2000年10月，Woodhead、Contec、Digital、NEC、松下電工、三菱等6家常務理事公司發(fā)起，在日本成立了獨立的非盈利性機構(gòu)“CC-Link協(xié)會”(CC-LinkPartnerAssociation，CLPA)，旨在有效地在全球范圍內(nèi)推廣和普及CC-Link技術(shù)。到2001年12月，CLPA成員數(shù)量為230多家公司，擁有360多種兼容產(chǎn)品。

1)?CC-Link系統(tǒng)的構(gòu)成

CC-Link系統(tǒng)只設立1個主站，可以連接遠程I/O站、遠程設備站、本地站、備用主站、智能設備站等總計64個站。CC-Link站的類型如表8.1所示。表8.1CC-Link站的類型

CC-Link系統(tǒng)可配備多種中繼器，可在不降低通信速度的情況下，延長通信距離，最長可達13.2km。例如，可使用光中繼器，在保持10Mb/s通信速度的情況下，將總距離延長至4300m。另外，T型中繼器可完成T型連接，更適合現(xiàn)場的連接要求。

2)?CC-Link的通信方式

(1)循環(huán)通信方式。CC-Link采用廣播循環(huán)通信方式。在CC-Link系統(tǒng)中，主站、本地站的循環(huán)數(shù)據(jù)區(qū)與各個遠程I/O站、遠程設備站、智能設備站相對應，遠程輸入/輸出及遠程寄存器的數(shù)據(jù)將被自動刷新。而且，因為主站向遠程I/O站、遠程設備站、智能設備站發(fā)出的信息也會傳送到其他本地站，所以在本地站也可以了解遠程站的動作狀態(tài)。

(2)?CC-Link的鏈接元件。每一個CC-Link系統(tǒng)可以進行總計4096點的位，加上總計512點的字的數(shù)據(jù)的循環(huán)通信，通過這些鏈接元件以完成與遠程I/O、模擬量模塊、人機界面、變頻器等FA(工業(yè)自動化)設備產(chǎn)品間高速的通信。

CC-Link的鏈接元件有遠程輸入(RX)、遠程輸出(RY)、遠程寄存器(RWw)和遠程寄存器(RWr)四種，如表8.2所示。遠程輸入(RX)是從遠程站向主站輸入的開/關(guān)信號(位數(shù)據(jù))；遠程輸出(RY)是從主站向遠程站輸出的開/關(guān)信號(位數(shù)據(jù))；遠程寄存器(RWw)是從主站向遠程站輸出的數(shù)字數(shù)據(jù)(字數(shù)據(jù))；遠程寄存器(RWr)是從遠程站向主站輸入的數(shù)字數(shù)據(jù)(字數(shù)據(jù))。表8.2鏈接元件一覽表

(3)瞬時傳送通信。在CC-Link中，除了自動刷新的循環(huán)通信之外，還可以使用不定期收發(fā)信息的瞬時傳送通信方式。瞬時傳送通信可以由主站、本地站、智能設備站發(fā)起，可以進行以下的處理：①某一PLC站讀寫另一PLC站的軟元件數(shù)據(jù)。②主站PLC對智能設備站讀寫數(shù)據(jù)。③用GX