7、可编程逻辑控制器：原理、协议与网络连接

可编程逻辑控制器：原理、协议与网络连接

在工业自动化领域，可编程逻辑控制器（PLC）扮演着至关重要的角色。本文将深入探讨PLC的通信协议、网络连接方式以及选购与调试的要点。

1. PLC通信基础

现场仪器和I/O模块通过扩展电缆连接到PLC。在点对点连接的情况下，主从（轮询 - 响应）通信技术用于从现场仪器获取信息。不过，点对点连接需要专用通信链路，这会带来较高的布线成本。此外，PLC还会采用星型、环形和总线拓扑结构与现场仪器进行通信，并且设备之间的通信始终使用标准协议。

PLC与现场仪器及其他设备之间的通信可以是同步或异步的。同步通信速度更快，适用于需要定期高速传输大量数据的场景。但在工业通信中，通常不需要极高的数据传输速率，且数据传输具有间歇性，因此大多采用异步通信。常见的异步串行标准包括RS - 232、RS - 422、RS - 485、以太网、MODBUS、DF - 1、I2C、SPI等。

2. PLC常用协议

工业自动化中涉及多种与PLC通信的协议，协议的选择取决于参与通信的设备类型，以下是一些常见的协议：
| 协议名称 | 简介 | 特点 | 应用场景 |
| — | — | — | — |
| RS - 232 | 1963年由电子工业协会（EIA）采用，是最通用且广泛接受的物理层协议 | 单端、未端接的电气接口，使用单根线传输信号，以双极性电压表示逻辑电平。存在噪声问题，电缆最大长度50英尺，最大数据速率20 kbps | 点对点连接，无主从之分 |
| RS - 422 | 1973年EIA采用，也称为EIA - 422或EIA/TIA - 422 | 平衡或差分通信接口，可减