Bloga

Obszerny przewodnik po podstawowej wiedzy dotyczącej komunikacji PLC Siemens S7-1200: Podstawy automatyki przemysłowej

We współczesnych układach automatyki przemysłowej, PLC (Programowalny sterownik logiczny) nie jest już odizolowaną wyspą informacji. Sterownik PLC Siemens S7-1200 jest szeroko stosowanym kompaktowym sterownikiem, a jego podstawowa konkurencyjność polega nie tylko na kontroli logicznej, ale także na jego potężnych możliwościach komunikacyjnych. Aby wykonywać polecenia, urządzenia muszą łączyć się ze sobą za pośrednictwem różnych komponentów, zapewnić informację zwrotną o sygnale, i wymieniać dane, osiągając w ten sposób efektywną współpracę. Dlatego, głębokie zrozumienie podstawowej wiedzy dotyczącej komunikacji PLC Siemens S7-1200 jest obowiązkowe dla każdego inżyniera automatyka. Ten przewodnik wykracza poza podstawowe operacje związane z oprogramowaniem (jak TIA Portal) wyjaśnić podstawowe elementy komunikacji PLC na podstawie podstawowych koncepcji.

I. Trzy podstawowe kategorie komunikacji PLC

Aby zrozumieć komunikację, musimy najpierw wyjaśnić przedmioty komunikacji. Komunikacja PLC jest ogólnie podzielona na trzy następujące kategorie:

  1. Komunikacja pomiędzy sterownikami PLC: Służy do wymiany danych i logicznego blokowania pomiędzy wieloma sterownikami.

  2. Komunikacja pomiędzy sterownikiem PLC i komputerem głównym (Interfejs HMI/SCADA): Realizacja monitorowania i interakcji danych pomiędzy PLC i HMI (Interfejs człowiek-maszyna), SCADA (Kontrola nadzorcza i pozyskiwanie danych) systemy, lub komputery przemysłowe.

  3. Komunikacja pomiędzy PLC a innymi inteligentnymi urządzeniami: Na przykład, komunikację z urządzeniami innych producentów, takimi jak przetwornice częstotliwości (VFD), serwonapędy, skanery kodów kreskowych, i oprzyrządowanie.

II. Wyjaśnienie podstawowych pojęć

Aby lepiej opanować umiejętności komunikacji PLC Siemens S7-1200, musimy zrozumieć następujące kluczowe terminy i rozróżnienia:

1. Komunikacja szeregowa vs. Komunikacja równoległa

Są to dwie najbardziej podstawowe metody transmisji danych.

  • Komunikacja szeregowa: Dane są przesyłane sekwencyjnie bit po bicie pojedynczą linią transmisyjną.

    • Cechy: Sterowanie komunikacją jest stosunkowo złożone, ale wymaga mniej kabli i ma niższe koszty, dzięki czemu nadaje się do transmisji na duże odległości. Typowe przykłady obejmują RS232, Interfejsy RS485, i wszechobecny interfejs USB.

  • Komunikacja równoległa: Wiele bitów danych jest przesyłanych jednocześnie wieloma równoległymi liniami transmisyjnymi.

    • Cechy: Duża prędkość transmisji (wiele bitów przesyłanych w jednym cyklu), ale wymaga to wielu kabli. Do transmisji na duże odległości, koszt jest wysoki, i odporność na zakłócenia jest słaba. Wczesne starsze interfejsy drukarek zwykle wykorzystywały komunikację równoległą.

2. Komunikacja asynchroniczna vs. Komunikacja synchroniczna

Dotyczy to sposobu sterowania taktowaniem transmisji danych.

  • Komunikacja asynchroniczna: Znany również jako tryb start-stop. Podczas wysyłania danych znakowych, najpierw należy wysłać bit startu, po którym następują same dane znakowe, i wreszcie chwila zatrzymania. Nadawca i odbiorca nie potrzebują ujednoliconego sygnału zegarowego; wykorzystują bity startu i stopu do synchronizacji ramek danych.

  • Komunikacja synchroniczna: Równolegle z transmisją danych przesyłany jest sygnał synchronizacji zegara. Odbiornik zbiera dane według ujednoliconego rytmu zegara, co skutkuje wyższą wydajnością transmisji odpowiednią do transferów dużych ilości danych.

3. Tryby komunikacji: Simpleks, Pełny dupleks, i półdupleks

Te trzy tryby definiują kierunkową zdolność transmisji danych.

  • A. Simpleks

    • Definicja: Dane mogą być przesyłane tylko w jednym kierunku i nie można ich odwrócić.Schemat trybu komunikacji Simplex, pokazujący dane przepływające tylko jednokierunkowo z punktu A do punktu B.

    • Aplikacja: Zwykle używane w prostych scenariuszach wyjściowych lub wejściowych danych, w których interaktywna wymiana danych jest niemożliwa.

  • B. Pełny dupleks

    • Definicja: Zaawansowana funkcjonalność umożliwiająca jednoczesną transmisję danych w obu kierunkach. W tym samym momencie, urządzenie może zarówno wysyłać, jak i odbierać dane. To jak rozmowa telefoniczna, w której obie strony mogą rozmawiać jednocześnie.

  • C. Półdupleks

    • Definicja: Zapewnia równowagę pomiędzy drukiem jednostronnym i pełnym dupleksem. Umożliwia dwukierunkową transmisję danych, ale w dowolnym momencie, może jedynie wykonać operację wysyłania LUB odbierania, nie oba jednocześnie. To jest jak walkie-talkie: jedna ze stron musi zakończyć przemówienie (transmitowanie) zanim druga osoba będzie mogła odpowiedzieć (otrzymujący).

 

 

Powiązane posty