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在工業(yè)控制系統中，通訊是整個(gè)系統設計的關(guān)鍵所在。紫金橋組態(tài)軟件支持的通訊方式主要分為以下幾種： 板卡通訊方式 串口通訊方式 以太網(wǎng)通訊方式 無(wú)線(xiàn)通訊方式 以下就這幾種方式作簡(jiǎn)單的分析與比較 板卡通訊方式 板卡通訊即在控制系統中通過(guò)在上位機加裝板卡，由計算機為板卡分配一定的總線(xiàn)帶寬或中斷進(jìn)行數據處理的一種通訊方式。 常見(jiàn)的板卡通訊方式主要是通過(guò)占用PCI總線(xiàn)或ISA總線(xiàn)的方式實(shí)現。其中PCI總線(xiàn)的通訊效率遠大于ISA總線(xiàn)，因此現在工業(yè)控制系統中PCI板卡的使用遠遠大于ISA總線(xiàn)的使用。 從采樣速率上考慮：由于板卡能直接與計算機內部總線(xiàn)進(jìn)行通訊，其數據處理速度是所有通訊方式中速度最快的。典型應用如研華PCI高速采集卡，以及不斷發(fā)展完善的各類(lèi)工業(yè)控制現場(chǎng)總線(xiàn)如PROFIBUS、DEVICENET等都是通過(guò)板卡方式實(shí)現高速采集的。 以國際應用最為廣泛的現場(chǎng)總線(xiàn)profibus為例，其現場(chǎng)儀表的數據刷新速率能達到100ms以?xún)�；研華的PCI-1714能達到30ms/s的采樣速率。 從成本上考慮：板卡方式的使用成本也相對低廉。 從通訊距離上考慮：普通的板卡抗干擾通訊距離為1~10m；如果采用現場(chǎng)總線(xiàn)，從理論上講profibus在使用中繼的情況下的最大值能夠達到96公里，但是由于必須使用專(zhuān)門(mén)設備工程造價(jià)就相對高昂。 紫金橋組態(tài)軟件支持的板卡主要有：研華、研祥、北京科日新、博碩、宏拓、康拓、橫河、天博、及中泰等廠(chǎng)家的部分或全系列板卡。 串口通訊方式 串口就是RS-232-C接口（又稱(chēng) EIA RS-232-C）是目前最常用的一種串行通訊接口。它是在1970年由美國電子工業(yè)協(xié)會(huì )（EIA）聯(lián)合貝爾系統、 調制解調器廠(chǎng)家及計算機終端生產(chǎn)廠(chǎng)家共同制定的用于串行通訊的標 準。它的全名是“數據終端設備（DTE）和數據通訊設備（DCE）之間 串行二進(jìn)制數據交換接口技術(shù)標準”該標準規定采用一個(gè)25個(gè)腳的 DB25連接器，對連接器的每個(gè)引腳的信號內容加以規定，還對各種信 號的電平加以規定，現在常見(jiàn)的接口為9針連接器。 從通訊速率講：RS-232-C標準規定的數據傳輸速率為每秒50、75、 100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特，現在最快能達到115200，典型的數據結構為（傳輸時(shí)隙+數據位+校驗位+停止位），同時(shí)還要考慮數據建立連接，數據請求等指令的傳輸，因此在實(shí)際應用中一個(gè)串口的通訊速度是相對較慢的。在數據量較大的系統中通�？煽紤]通過(guò)擴展串口卡的方式來(lái)進(jìn)行數據的采集。 從通訊距離上講：由于RS-232-C標準規定，驅動(dòng)器允許有2500pF的電容負載，通信距離將受此電容限制，例如，采用150pF/m的通信電纜時(shí)，最大通信距離為15m；若每米電纜的電容量減小，通信距離可以增加。 傳輸距離短的另一原因是RS-232屬單端信號傳送，存在共地噪聲和不能抑制共模干擾等問(wèn)題，因此一般用于20m以?xún)鹊耐ㄐ拧?/font> 在要求通信距離為幾十米到上千米時(shí)，廣泛采用RS-485 串行總線(xiàn)標準。RS-485采用平衡發(fā)送和差分接收，因此具有抑制共模干擾的能力。加上總線(xiàn)收發(fā)器具有高靈敏度，能檢測低至200mV的電壓，故傳輸信號能在千米以外得到恢復。 RS-485采用半雙工工作方式，任何時(shí)候只能有一點(diǎn)處于發(fā)送狀態(tài)，因此，發(fā)送電路須由使能信號加以控制。RS-485用于多點(diǎn)互連時(shí)非常方便，可以省掉許多信號線(xiàn)。應用RS-485 可以聯(lián)網(wǎng)構成分布式系統，其允許最多并聯(lián)32臺驅動(dòng)器和32臺接收器。 在RS232或RS485設備聯(lián)成的設備網(wǎng)中，如果設備數量超過(guò)2臺，就必須使用RS485做通訊介質(zhì)，RS485網(wǎng)的設備間要想互通信息只有通過(guò)“主（Master）”設備中轉才能實(shí)現，這個(gè)主設備通常是PC，而這種設備網(wǎng)中只允許存在一個(gè)主設備，其余全部是從（Slave）設備。例如在modbus網(wǎng)絡(luò )中最多可有1個(gè)主站和127個(gè)從站。 從成本和系統結構的組網(wǎng)的便捷性來(lái)講：由于串口通訊結構簡(jiǎn)單，成本相對較低，發(fā)展較早，到目前為止串口通訊仍然是整個(gè)工業(yè)控制系統中應用最為廣泛的通訊方式。 紫金橋組態(tài)軟件不僅可以通過(guò)串口實(shí)現對PLC、智能儀表無(wú)紙記錄儀等設備的數據讀寫(xiě)，同時(shí)也可以通過(guò)串口實(shí)現基于CS構架的分布式控制系統。 以太網(wǎng)通訊方式 以太網(wǎng)通訊即通過(guò)計算機以太網(wǎng)口與設備進(jìn)行通訊。 從通訊速率來(lái)講：采用普通雙絞線(xiàn)的速率為一般為10Mbps，如果采用光纖通訊能達到1000Mbps。 從傳輸距離上講：以太網(wǎng)通訊幾乎沒(méi)有地域限制。 從成本上講：由于工業(yè)現場(chǎng)干擾較多，考慮抗干擾等因素，工藝用以太網(wǎng)設備售價(jià)比串口設備更高。 從組網(wǎng)方便性來(lái)講：由于以太網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，現在以太網(wǎng)組網(wǎng)已經(jīng)十分方便靈活了。借助hub，路由現場(chǎng)數據幾乎可以傳遞到任何地方。 紫金橋組態(tài)軟件不僅可以通過(guò)以太網(wǎng)實(shí)現對支持以太網(wǎng)通訊的設備的數據讀寫(xiě)，而且也可以借由以太網(wǎng)實(shí)現基于B/S或C/S構架的分布式控制系統。 無(wú)線(xiàn)通訊方式 無(wú)線(xiàn)方式可以看作是以上3種方式的延伸，常見(jiàn)于數據源地理位置相對分散的場(chǎng)合。 常用的實(shí)現方式為集群電臺通信、GSM公用移動(dòng)通信網(wǎng)通信，另外還有無(wú)線(xiàn)光通訊。 從通訊速率講：電臺和GSM的效率都相對低下，無(wú)線(xiàn)光通信則能達到最高2.5 Gbit/s。 從傳輸距離講： 電臺的通聯(lián)范圍受電臺的發(fā)射功率、接收靈敏度、金屬屏蔽、周邊環(huán)境，遮擋情況，高度，天線(xiàn)的種類(lèi)以及天線(xiàn)與機器的匹配狀況，甚至空氣溫度濕度等因素影響，通訊距離主要集中在5km到60km之間。 GSM的通信距離則可以達到任何移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )覆蓋的范圍內。 無(wú)線(xiàn)光通訊則只要在收發(fā)兩個(gè)端機之間存在無(wú)遮擋的視距路徑和足夠的光發(fā)射功率，就可以進(jìn)行通信，最遠可傳送4 km 從組網(wǎng)方便性來(lái)講： 無(wú)線(xiàn)通訊可以直接架設在屋頂，以及在江河湖海上進(jìn)行通信，可以完成地對空、空對空等多種光纖通信無(wú)法完成的通信任務(wù)，而且無(wú)需埋設線(xiàn)纜，可以在幾小時(shí)內建立起通信鏈路，方便快捷，大大縮短了施工周期。 從成本上講： 無(wú)線(xiàn)通訊在數據源地理分散，通訊距離遠的工程中具有布線(xiàn)少，架設簡(jiǎn)單，節約人力物力的優(yōu)勢，成本亦相對低廉。 紫金橋組態(tài)軟件可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸設備如GPRS或無(wú)限電臺等實(shí)現設備運行狀態(tài)的遠程監控。 以上僅僅就常見(jiàn)的通訊方式談了一些個(gè)人的看法及見(jiàn)解，不足之處甚多，望大家不吝指教。 |
