FX2N PLC N:N網(wǎng)絡
一 網(wǎng)絡概述：
目前PLC網(wǎng)絡采用分級分布式復合結構時，一般分為三級（層）
1管理層（以太網(wǎng)）
2控制層（開放式，標準的現(xiàn)場總線）
3現(xiàn)場層(部件層)也就是指裝置層和傳感器層
以太網(wǎng)采用CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Asscess with Collision Detection)介質(zhì)訪問控制方式，即載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測方式，該方式可以簡單通俗地敘述為“先聽后講，邊講邊聽”。以太網(wǎng)在工廠管理層、車間監(jiān)控層將成為主流技術，與互連網(wǎng)技術結合是未來eManufactory技術基礎; 在沒有嚴格時間要求的設備層也將獲得一定的發(fā)展；但對一般工業(yè)網(wǎng)絡要求實時性、確定性通信場合，現(xiàn)場總線技術還將處于主導地位；我們必須學會面對一個多種網(wǎng)絡技術并存的現(xiàn)實世界。以下就對現(xiàn)場總線中的一種 ――令牌總線進行研究。
二 關鍵字：以太網(wǎng)， 令牌總線(N:N網(wǎng)絡)，RS485
N:N網(wǎng)絡相當于三級總線型結構的中間一級，即控制層，最低一層為遠程I/O鏈路，負責與現(xiàn)場設備通信，收集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，驅(qū)動執(zhí)行器，在遠程I/O鏈路中配置周期I/O通信機制，這一層也可配置AS-I(傳感器－執(zhí)行器接口)鏈路，除了N:N網(wǎng)絡外，比較通用的有主從總線（1：N）方式，爭用總線方式，令牌環(huán)方式，浮動主站（N:M）方式，目前已存在若干種現(xiàn)場總線，現(xiàn)場總線的體系結構，省略了網(wǎng)絡層，傳輸層，回話層及表示層這四層，包括應用層（APPLICATION）,數(shù)據(jù)鏈路層（DATALINK），物理層（PHYSICAL）,這主要時針對工業(yè)過程的特點，使數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡流動中盡量減少中間環(huán)節(jié)，加快數(shù)據(jù)的傳輸速度，提高網(wǎng)絡通信及數(shù)據(jù)處理的實時性，他們之間區(qū)別最大之處在于數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，尤其是這層中的介質(zhì)訪問控制（MAC）子層，MAC協(xié)議可分為如下三個類型。（1）集中式輪詢協(xié)議。1：N（2）令牌總線協(xié)議N:N（3）總線仲裁協(xié)議。
SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系統(tǒng)作為生產(chǎn)過程和事物管理自動化最為有效的計算機軟硬件系統(tǒng)之一，它包含兩個層次的含義：一是分步式的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，即智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，也就是通常所說的下位機；另一個是數(shù)據(jù)處理和顯示系統(tǒng)，即上位機HMI（Human Machine Interface）系統(tǒng)。
三 RS232C和RS422/485串行通信接口介紹
RS232C和RS422/485串行通信接口，RS232C地電氣接口電路是單端驅(qū)動，單端接收地電路，有公共地線，這種接口電路不能區(qū)分有用信號和干擾信號，抗干擾能力差，故其傳輸速率和傳輸距離收到很大限制。 RS422/485采用平衡驅(qū)動，差分接收電路，取消了信號地地接法，平衡驅(qū)動器相當于兩個單端驅(qū)動器，當輸入同意信號時其輸出是反相的，如有共模信號干擾時，接收器只接收差分信號電壓，從而大大提高了抗共模干擾的能力，并能在較長距離內(nèi)明顯提高傳輸速率。其傳輸距離可達1200M（10KB/S）傳輸速率可達10MB/S，分別是RS232C的100倍和500倍。
RS485是RS422的變形，二者的區(qū)別是RS422為全雙工型，RS485為半雙工型，在使用RS485互聯(lián)時，某一時刻只有一個站點可以發(fā)送數(shù)據(jù)，其他站點只能接收，因此，其發(fā)送電路必須由使能端加以控制，
用FX2N所組成地N:N網(wǎng)絡地總站點數(shù)最大為8個，使用專用協(xié)議時，最多16個站，包括A系列的可編程控制器，半雙工通訊，38400bps，
N:N網(wǎng)絡 RS485連線的選擇是 一對導線 ,單對子布線的情況下，在端子RDA和RDB之間連接端子電阻（110歐，1/2瓦棕棕棕），雙對子布線的情況下，在端子SDA和SDB之間連接端子電阻，（220歐姆，1/4瓦），而在RDA和RDB之間也是這樣。（橙橙棕），
優(yōu)點： 1節(jié)省配線，2提高處理速度，3實時性好。
四N:N網(wǎng)絡設計
1硬件設計， PLC可選用FX2N,FX2NC,FX1N,FX0N,通訊選用FX2N-485-BD,或者FX1N-485-BD，F(xiàn)X0N-485-BD，在本設計中，選用兩個FX2N-485-BD,兩個FX1N-485-BD。一個FX1N-32MR,一個FX1N－485-BD
2軟件設計， 由于使用了三個FX2N可編程控制器，在軟件設計中，要分別對每個可編程控制器進行編程，選一個PLC為主站， 將網(wǎng)絡參數(shù)寫在這個主站中.
其他程序見附表， 分別為每個可編程控制器寫好程序。其通訊通過以下操作實現(xiàn)：
1） 主站點的輸入點X000到X003（M1000到M1003）輸出到站點號1和2的輸出點Y010到Y013。
2） 站點1的輸入點X000到X003（M1064到M1067）輸出到主站點和站點2的輸出點Y014到Y017。
3） 站點2的輸入點X000到X003（M1128到M1131）輸出到主站點和站點1的輸出點Y020到Y023.
4） 主站點中的數(shù)據(jù)寄存器D1指定為站點1中計數(shù)器C1的設定值。
計數(shù)器C1的接觸(M1070)狀態(tài)反映在主站點的輸出點Y005上。
5） 主站點中的數(shù)據(jù)寄存器D2指定為站點2中計數(shù)器C2的設定值。
計數(shù)器C2的接觸(M1140)狀態(tài)反映在主站點的輸出點Y006上。
6） 站點1中數(shù)據(jù)寄存器D10的值和站點2中數(shù)據(jù)寄存器D20的值被加入主站點，并被存入數(shù)據(jù)寄存器D3中。
7） 主站點中數(shù)據(jù)寄存器D0的值和站點2中數(shù)據(jù)寄存器D20的值被加入站點1，并被存入數(shù)據(jù)寄存器D11中。
8） 主站點中數(shù)據(jù)寄存器D0的值和站點1中數(shù)據(jù)寄存器D10的值被加入站點2，并被存入數(shù)據(jù)寄存器D21中。
五 結果分析
在本試驗中，N=3， 在這個網(wǎng)絡中，通過485BD的通訊功能，鏈接了這個網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)，這種通訊是通過在刷新范圍內(nèi)的字軟元件和位軟件的數(shù)值和狀態(tài)交換來實現(xiàn)的，可以通過改變一個站點的數(shù)值，來改變整個網(wǎng)絡的控制狀態(tài)。
此網(wǎng)絡的最大總站點數(shù)最大為8個，為半雙工通訊，可以根據(jù)需要來決定站點數(shù)的多少，當增加站點數(shù)的時候， 可以通過修改N=3的程序，寫入增加站點的程序，并在原有的站點進行相應的改變即可實現(xiàn)。
此網(wǎng)絡適用于多點分散控制， 實時性要求高的場合， 且處理速度快。能節(jié)省配線， 。但存在的問題是有通訊距離的限制，在此系統(tǒng)中不使用FX2N-485-BD或FX1N-485-BD時，最大延伸距離是500M，（使用時：最大50M）。
滬公網(wǎng)安備31010802001143號
