PLC的通信协议

    通信就是信息的传递。自从有人类就有了信息的传递技术。古代，人们用烽火台传递战争的消息，现代人用无线电波传递新闻事件。可编程控制器通信传递工业控制现场的数据或控制设备的工作状态。但是，不论哪种通信，都需事先做出种种约定，即通信之前需要先有协议。    协议的内容是很广泛的。如采用什么手段，或通过什么媒介传递信息是协议的首要内容，称为信道的选择。前边提到的烽火台是一种信道，某个频率的无线电波是一种信道。计算机及PLC通信信道的物理载体是光纤或电缆，即连接各种通信设备的导线。    作为信息流经的重要硬件——通信接口是信道的组成部分。通信接口有关的约定含用几根线，每根线的功能是什么及由接口结构决定的发送与接收机制等。PLC通信多是串行通信，一种以二进制位为单位的数据传输方式。接口常为RS-232C、RS-485、RS422等计算机行业约定俗成的串行通信口。一般说来，接口相同的设备只要依接口要求连接，信道就算建成了。而不同接口的设备间信道的建立则需要接口转换装置。表11-1给出了常用串行通信接口的特性简介。    表11-1    常用串行通信接口特性

    通信是用特定的编码表达特定的信息，通信协议还包含信息表达“语言”的约定，这类似于无线电报中的“密电码本”。密电码本是收发报时长、短信号排列组合与其所代表的意义的约定。计算机通信传送的则是0和1排列组合的报文，约定报文的格式及字段的含义是必不可少的。    通信中还需要有用于保障信息传递安全的协议。人们用语言交流前要先打招呼，使用密电码的电台要先呼号。这在通信中有个专用的名词叫“握手”。除了网络中的各方都要有标识（地址）外，计算机通信前要先约定握手的方式，如发送方先发送一个包括接收方地址的信息，接收方收到后将信息用事先约定的方法处理后再发回去，发送方收到接收方发回的信息后，将刚才发送的信息用同样方法处理后与回收的信息比照。如相同，则认为信道是安全可用的，正式通信可以进行。    通信安全还涉及接与收的同步，否则接收的信息可能是残缺不全的。    通信中较高级的协议是用于信道管理的。当信道上接有多台通信设备时，那台设备在什么时候以某种形式占用信道是通信管理的重要内容。这相当于路口上的交通警察，负责道路的畅通及避免事故的发生。通信事故则指信息的丢失或出错等情况。    国际标准化组织ISO提出了开放系统互联模型OSI，即通常说的开放系统通信协议模型，如图11-1所示。模型中将通信协议分为7层。有兴趣的读者可参阅有关资料。

    图11-1    开放系统互联OSI参考模型    一般说来，安排可编程控制器通信只涉及7层协议中较低的几层。这一是由于PLC在大型网络中一般多服务于中下层，二是由于可编程控制器是开发成品的设备，厂家都在自己产品中安排了特定的通信模式。也就是说协议的许多内容都是安排好了的。如通信采用的信息格式、帧信息的组织、读写命令格式等这些基本的通信协议内容，已作为操作系统的一部分写入了PLC的内部管理软件中。但是不同产品、不同的通信方式中已安排协议的繁简程度差别很大。有的只要做简单的配置，并不要编程。有的则要通过程序规划通信的全部协议，安排通信的全部过程。