PROFIBUS通信及應用一、PROFIBUS(DP)原理二、PROFIBUS數據傳輸三、PROFIBUS-DP從站智能節點的設計四、人機界面的數據交互一、PROFIBUS(DP)原理1.PROFIBUS總線概述西門子通信網絡的中間層為工業現場總線PROFIBUS，它是用于車間級和現場級的國際標準，傳輸速率最高12Mbit/s，響應時間的典型值為1ms，使用屏蔽雙絞線電纜最長通信距離9.6km，使用光纜最長90km，最多可以連接127個從站。PROFIBUS系統由主站和從站組成，主站能夠控制總線、決定總線的數據通信。當主站得到總線控制權時，沒有外界請求也可以主動發送信息。從站沒有控制總線的權力，但可以對接收到的信息給予確認，或者當主站發出請求時回應主站信息。如圖1所示。圖1PROFIBUS系統一、PROFIBUS(DP)原理PROFIBUS主要有以下幾個優點。（1）節省硬件和安裝費用，減少硬件成份(I/O，終端塊、隔離柵)，更容易、更快捷和低成本的安裝PROFIBUS減少40%的安裝費用。（2）節省工程費用更容易組態(對所有設備只需一套工具)。更容易保養和維修，更容易和更快捷的系統起動。（3）更大的制造靈活性，改進功能減少故障時間，準確、可靠的診斷數據，可靠的數字傳輸技術。PROFIBUS由三個兼容部分組成，即PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA、PROFIBUS-FMS，以滿足工業現場的多種要求，這三個部分在工廠網絡中的應用層作用如圖2所示。圖2PROFIBUS的應用范圍一、PROFIBUS(DP)原理（1）PROFIBUS-FMS(現場總線報文規范)已基本上被以太網取代，現在很少使用。（2）PROFIBUS-DP（分布式外部設備）特別適合于PLC與現場級分布式I/O設備之間的通信。主站之間的通信為令牌方式，主站與從站之間為主從方式。PROFIBUS-DP是PROFIBUS中應用最廣泛的通信方式。（3）PROFIBUS-PA（過程自動化）可以用于防爆區域的傳感器和執行器與中央控制系統的通信。PROFIBUS-PA使用屏蔽雙絞線電纜，由總線提供電源。一、PROFIBUS(DP)原理2.PROFIBUS總線的通信協議PROFIBUS-DP、PROFIBUS-FMS和PROFIBUS-PA均使用一致的總線通信協議，介質存取控制必須確保在任何時刻只能由一個站點發送數據，PROFIBUS協議的設計要滿足介質控制的兩個基本要求：一是同一級PLC或主站之間的通信必須使每一個主站在確定的時間范圍內能獲得足夠的機會來處理自己的通信任務；二是主站和從站之間應盡可能快速而準確的完成數據的實時傳輸。因此，PROFIBUS使用混合的總線存取控制機制來實現上述目標，包括用于主站之間通信的令牌傳送方式和用于主站與從站之間通信的主從方式。在一個主站獲得了令牌之后，可以擁有總線的控制權，而且此時在整個總線上必須是唯一的，在一個總線系統內，最大可以使用的站地址范圍是0-126，也就是說一個總線系統最多可以有127個節點。這種總線控制存取控制方式可以有以下3種系統配置，即主-主系統（令牌傳送方式）、純主-從通信系統（主從通信方式）以及兩種方式的組合。PROFIBUS的總線存取控制方式符合歐洲EN50170V.2規定的令牌總線程序和主-從程序，與所使用的傳輸介質無關。二、PROFIBUS數據傳輸1.PROFIBUS現場總線的傳輸技術現場總線系統的應用在較大程度上取決于采用哪種傳輸技術，既要考慮傳輸的拓撲結構、傳輸速率、傳輸距離和傳輸的可靠性等，還要考慮成本低廉、使用方便等因素；在過程自動化的應用中，為了滿足本質安全的要求，數據和電源必須同在一根傳輸媒介上傳輸，因此單一的傳輸技術不可能滿足以上所有要求。PROFIBUS提供了三種傳輸技術類型，用于DP和FMS的RS-485和光纖傳輸技術以及用于PA的IEC1158-2的傳輸技術。二、PROFIBUS數據傳輸2.PROFIBUS-DP系統的網絡結構PROFIBUS-DP允許構成單主站或多主站系統，在同一總線上最多可以連接127個站點（站號從0-126，不包括中繼器）。系統配置的描述包括：站數、站地址、輸入/輸出地址、輸入/輸出數據格式、診斷信息格式及所使用的總線參數。Profiubs-DP單主站系統中，在總線系統運行階段，只有一個活動主站，如圖3所示的PROFIBUS-DP單主站系統PLC作為主站。圖3PROFIBUS-DP單主站系統二、PROFIBUS數據傳輸Profiubs-DP多主站系統中總線上連接有多個主站?？偩€上的主站與各自的從站構成相互獨立的子系統。如圖4所示，任何一個主站均可讀取DP從站的輸入/輸出映像，但只有一個DP主站允許對DP從站寫入數據。圖4PROFIBUS-DP多主站系統二、PROFIBUS數據傳輸3.PROFIBUS-DP系統的工作過程PROFIBUS-DP系統從通電到進行數據交換的正常工作狀態，分為4個階段。（1）主站和從站的初始化系統上電后，主站和從站進入Offline狀態并進行自檢。主站需要加載總線參數集、從站需要加載相應的診斷數據等信息。（2）令牌環的建立初始化完成以后，主站開始監聽總線令牌。主站準備好后進入總線令牌環，即處于聽令牌狀態。在一定時間內主站如果沒有聽到總線上有信號傳遞，就開始自己生成令牌并初始化令牌環；然后，該主站對全體可能的主站地址做一次狀態詢問，根據收到應答的結果確定LAS和本站所管轄站的地址范圍GAP。GAP是指從本站地址TS到令牌環中的后繼地址NS之間的地址范圍，LAS的形成標志著邏輯令牌環初始化完成。二、PROFIBUS數據傳輸（3）主站與從站通信的初始化主站與DP從站交換用戶數據之前，必須設置從站的參數并配置從站的通信接口。主從站通信初始化的流程如圖5所示。在主從站通信初始化過程中，實際上交換了參數數據、通信接口配置參數以及診斷數據，交換過程如圖6所示。參數數據包括預先給從站的一些本地、全局參數以及一些特征和功能。參數報文的長度不能超過244個字節，重要的參數包括狀態參數、看門狗定時器參數、從站制造商的標識符、從站分組及用戶定義的從站參數等。通信接口配置數據，DP從站使用標識符來描述輸入/輸出數據，標識符規定了用戶數據交換時輸入/輸出字節或字的長度以及數據的一致刷新要求，在檢查通信接口配置時，DP主站發送標識符給從站，來檢查從站中實際存在的輸入/輸出區域是否與標識符所設定的一致，如果檢查通過，則進入主從用戶數據交換階段。診斷數據，在啟動階段，DP主站使用診斷請求報文來檢查是否存在DP從站和從站是否準備接收報文。從站提交的診斷數據包括符合EN50170標準的診斷及該從站專用的外部診斷信息。DP從站發送診斷信息告知主站它的運行狀態、出錯時間以及出錯原因等。二、PROFIBUS數據傳輸圖5主從通信初始化流程圖圖6數據交換過程二、PROFIBUS數據傳輸（4）交換用戶數據通信在交換用戶數據期間，DP從站只響應對其設置參數且通信接口配置檢查正確的主站發來的用戶數據，主從站可雙向交換最多244個字節的用戶數據。在此階段，如果從站出現故障或其它診斷信息，中斷正常的用戶數據交換；DP從站將應答時的報文服務級別從低優先級改變為高優先級來告知主站當前有診斷報文中斷或其它狀態信息；然后DP主站發了診斷請求，請求從站的實際診斷報文或狀態信息。處理后，DP從站和主站返回到交換用戶數據狀態。三、PROFIBUS-DP從站智能節點的設計1.PROFIBUS-DP從站智能測控節點的一般結構在基于PROFIBUS-DP現場總線的SCADA系統中，需要設計對工業現場實現測控的智能節點。PROFIBUS-DP從站智能測控節點的結構如圖7所示。圖7PROFIBUS-DP從站智能測控節點結構圖三、PROFIBUS-DP從站智能節點的設計2.FBPRO-8DO八路數字量輸出智能節點的設計（1）硬件結構FBPRO-8DO八路數字量輸出智能節點的硬件框圖如圖8所示。在圖8中，微控制器選用Philips公司的P87C51RD2，采用74HC273鎖存器控制數字量的輸出狀態，通信控制器采用Siemens公司的SPC3，RS-485驅動器采用TI公司的65ALS1176。其余電路與CAN智能測控節點相同，其中DC/DC電源模塊在圖中未畫出。圖8FBPRO-8DO智能節點的硬件結構框圖三、PROFIBUS-DP從站智能節點的設計在該智能節點的設計中，設定節點的口地址為7FFFH，SPC3的起始地址為1000H，控制數字量輸出的口地址為0DFFFH。（2）數字量輸出電路數字量輸出電路如圖9所示。圖9數字量輸出電路在圖9中，輸出為集電極開路。三、PROFIBUS-DP從站智能節點的設計（3）程序設計在FBPRO-8DO智能節點的設計中，主要包括主程序、數字量輸出程序，SPC3初始化程序，SPC3數據輸入輸出等程序。程序清單從略。3.FBPRO-8DO從站的GSD文件4.PROFIBUS-DP上位機通信程序設計如果已經設計好了能完成某種功能的從站，就可以編寫上位機測試程序來測試從站的性能。本節采用CP5611網絡接口卡，以FBPRO-8DO八路數字量輸出智能節點為例介紹PROFIBUS-DP上位機通信程序設計，編程環境使用VC++6.0。本程序能夠完成應用程序的初始化，數據讀入和數據輸出和應用程序的復位等基本操作。三、PROFIBUS-DP從站智能節點的設計PROFIBUS-DP上位機通信程序設計步驟為：①在VC++6.0下創建一個應用程序；②將CP5611網絡接口卡提供的DPN_USER.H和DPLIB.LIB兩個文件拷貝到剛剛新建的項目根目錄下，并且添加到應用程序中；③在VC++6.0環境下編寫通信程序。下面介紹通信程序中用到的幾個函數的使用方法。三、PROFIBUS-DP從站智能節點的設計（1）定義變量dpn_interfacedpn_ptr；//使用前必須首先定義dpn_interface的結構：structdpn_interface{structREFERENCEreference；

unsignedcharstat_nr；

unsignedcharlength；

unsignedshortinterror_code；

unsignedcharslv_state；

unsignedcharsys_state；

unsignedcharsys_event；

unsignedcharuser_data[MAX_DATA_LEN]；}；三、PROFIBUS-DP從站智能節點的設計（2）調用初始化函數dpn_init(&dpn_ptr)在使用該函數之前，必須對該函數做一些初始化操作，其它函數使用前也必須首先對變量初始化：dpn_ptr.reference.board_select=1；dpn_ptr.reference.access=(DPN_SYS_NOT_CENTRAL)|(DPN_ROLE_NOT_CENTRAL)；//以上一般固定dpn_ptr.length=126；//length＝PROFIBUS網絡中最大的從站地址

intj=0；for(j=0；j<126；j++) //設置設備讀寫屬性,{ if(“網絡中存在該地址”) { dpn_ptr.user_data[j]=DPN_SLV_WRITE_READ； 三、PROFIBUS-DP從站智能節點的設計//如果網絡中存在本地址，則將屬性設置為//DPN_SLV_WRITE_READ，否則為0 } else dpn_ptr.user_data[j]=0；

} //FBPRO-8DO地址為7，應該設置 //dpn_ptr.user_data[7]=DPN_SLV_WRITE_READ； dpn_init(&dpn_ptr)；//調用初始化函數三、PROFIBUS-DP從站智能節點的設計如果有錯誤，可以參考初始化函數的返回值來解決。interror=dpn_ptr.error_code；有以下幾種：#define DPN_NO_ERROR 0x0000#define DPN_ACCESS_ERROR 0x0080#define DPN_APPL_LIMIT_ERROR 0x0081#define DPN_CENTRAL_ERROR 0x0082#define DPN_CLOSE_ERROR 0x0083#define DPN_LENGTH_ERROR 0x0084#define DPN_MEM_BOARD_ERROR 0x0085#define DPN_MEM_HOST_ERROR 0x0086#define DPN_MODE_ERROR 0x0087#define DPN_NO_DBASE_ERROR 0x0088#define DPN_OPEN_ERROR 0x0089#define DPN_RECEIVE_ERROR 0x008a#define DPN_REFERENCE_ERROR 0x008b#define DPN_REFERENCE_PTRFF_ERROR0x008c三、PROFIBUS-DP從站智能節點的設計#define DPN_SEND_ERROR0x008d#define DPN_SLV_STATE_ERROR 0x008e#define DPN_STAT_NR_ERROR 0x008f#define DPN_USER_DATA_ERROR 0x0090#define DPN_WRONG_BOARD_ERROR 0x0091#define DPN_SYS_STATE_ERROR0x0092#define DPN_GLB_CTRL_ERROR 0x0093#define DPN_BOARD_ERROR 0x0094#define DPN_WD_EXPIRED_ERROR 0x0095#define DPN_OPEN_LICENSE_ERROR 0x0096#define DPN_LOAD_L2_VXD_ERROR 0x0097#define DPN_OPEN_L2_VXD_ERROR 0x0098三、PROFIBUS-DP從站智能節點的設計只有當初始化正確后，才能進一步進行以下操作。如果出現錯誤，可能原因有以下幾種：①已經調用了初始化函數，并且已經成功，還沒有調用復位函數，又一次調用初始化函數。②對dpn_ptr.user_data[j]的值超出了以下范圍：DPN_SLV_WRITE_READDPN_SLV_READDPN_SLV_NO_ACCESS③設置了DPN_SLV_WRITE_READ或DPN_SLV_READ屬性的模塊沒有在配置軟件中進行正確配置。④dpn_ptr.reference.board_select=1；dpn_ptr.reference.access=(DPN_SYS_NOT_CENTRAL)|(DPN_ROLE_NOT_CENTRAL)；屬性設置不正確。三、PROFIBUS-DP從站智能節點的設計⑤另外就是SetPG/PC設置不正確，也不能初始化成功，關于它的設置見6.11.5節。⑥沒有正確安裝CP5611網絡接口卡的驅動程序。⑦在初始化前沒有將配置好的參數文件正確下載到系統中。（3）數據輸出dpn_out_slv(&ptr_ptr)dpn_ptr.reference.board_select=1；dpn_ptr.reference.access=(DPN_SYS_NOT_CENTRAL)|(DPN_ROLE_NOT_CENTRAL)；ptr_ptr.stat_nr=m_ptradd； //從站地址ptr_ptr.length=8； //與從站的參數化數據必須一致，

//本例中8字節輸出，8字節輸入//以下是pc到從站的8個字節的輸出數據ptr_ptr.user_data[0]=m_ptradd；ptr_ptr.user_data[1]=05；//功能號ptr_ptr.user_data[2]=00；三、PROFIBUS-DP從站智能節點的設計ptr_ptr.user_data[3]=01； //通道號ptr_ptr.user_data[4]=255；//開關量輸出,00打開,0xff閉合ptr_ptr.user_data[5]=0；ptr_ptr.user_data[6]=0；ptr_ptr.user_data[7]=0；dpn_out_slv(&ptr_ptr)；（4）數據讀入dpn_in_slv(&dpn_ptr)dpn_ptr.reference.board_select=1；dpn_ptr.reference.access=(DPN_SYS_NOT_CENTRAL)| (DPN_ROLE_NOT_CENTRAL)；dpn_ptr.stat_nr=m_ptradd；//從站地址dpn_ptr.length=255；//此處必須設置255dpn_in_slv(&dpn_ptr)；//返回值三、PROFIBUS-DP從站智能節點的設計//以下是從站到PC的8個字節的輸入數據a1=ptr_ptr.user_data[0]；a2=ptr_ptr.user_data[1]；a3=ptr_ptr.user_data[2]；a4=ptr_ptr.user_data[3]；a5=ptr_ptr.user_data[4]；a6=ptr_ptr.user_data[5]；a7=ptr_ptr.user_data[6]；a8=ptr_ptr.user_data[7]；intlen=dpn_ptr.length；//返回實際數據長度interror=dpn_ptr.error_code；//返回錯誤代碼,沒有錯誤返回0intslvstate=dpn_ptr.slv_state；//返回從站狀態，有以下取值三、PROFIBUS-DP從站智能節點的設計#define DPN_SLV_STAT_OFFLINE 0x00#define DPN_SLV_STAT_NOT_ACTIVE 0x01#define DPN_SLV_STAT_READY 0x02#define DPN_SLV_STAT_READY_DIAG 0x03#define DPN_SLV_STAT_NOT_READY 0x04#define DPN_SLV_STAT_NOT_READY_DIAG 0x05intsysstate=dpn_ptr.sys_state；//返回系統狀態,有以下取值#define DPN_SYS_OFFLINE 0x00#define DPN_SYS_STOP 0x40#define DPN_SYS_CLEAR 0x80#define DPN_SYS_OPERATE 0xc0三、PROFIBUS-DP從站智能節點的設計初始化函數的返回值沒有錯誤后，可以進行其他函數的操作，但有時并不能達到我們期望的結果，比如數據不能讀取到上位機，或者上位機的數據不能正確下載到從站中。初始化正確但是不能正常通信的可能原因有以下幾種：從站沒有工作。從站電源指示燈亮，但是電源電壓低，微處理器沒有工作。通信電纜沒有連接好。通信電纜太長或通信速度太快。沒有正確設置終端電阻。地址設置不一致。三、PROFIBUS-DP從站智能節點的設計（5）讀取總線參數dpn_read_bus_par(&dpn_ptr)dpn_ptr.reference.board_select=1；dpn_ptr.reference.access=(DPN_SYS_NOT_CENTRAL)| (DPN_ROLE_NOT_CENTRAL)；dpn_ptr.length=255；dpn_read_bus_par(&dpn_ptr)；返回值，user_data為總線參數，總線參數的結構如下所示structdpn_buspar{unsignedshortintReserved；

unsignedcharFdlAdd；

unsignedcharbaudrate；

unsignedshortintTsl；三、PROFIBUS-DP從站智能節點的設計

unsignedshortintMinTsdr；

unsignedshortintMaxTsdr；

unsignedcharTqui；

unsignedcharTset；

unsignedlongTtr；

unsignedcharG；

unsignedcharHsa；

unsignedcharMaxRetryLimit；

unsignedcharBpFlag；

unsignedshortintMinSlaveInterval；

unsignedshortintPollTimeout；

unsignedshortintDataControlTime；}；三、PROFIBUS-DP從站智能節點的設計（6）復位dpn_reset(&dpn_ptr)退出時程序要復位dpn_ptr.reference.board_select=1；dpn_ptr.reference.access=(DPN_SYS_NOT_CENTRAL)|(DPN_ROLE_NOT_CENTRAL)；dpn_reset(&dpn_ptr)；程序正確復位后error_code＝0；三、PROFIBUS-DP從站智能節點的設計5.PROFIBUS-DP從站的測試過程下面以FBPRO-8DO八路數字量輸出智能節點為例介紹PROFIBUS-DP從站的測試過程。（1）安裝硬件和驅動程序將從Siemens公司購買的工具軟件COMPROFIBUSV5.1、CP5611網絡接口卡及CP5611驅動程序安裝到PC計算機。（2）拷貝GSD文件將設備生產商提供的GSD文件REND0008.GSD拷貝到COMPROFIBUS安裝文件的gsd文件夾中，一般在“C:\SIEMENS\CPBV51\gsd”目錄下（3）啟動COMPROFIBUS啟動COMPROFIBUS。在開始菜單中選擇：程序/SiemensCOMPROFIBUSV5.1/COMPROFIBUSV5.1，濟南萊恩達網絡儀表科技有限公司的從站設備便出現在DPSlave圖10中。三、PROFIBUS-DP從站智能節點的設計圖10COMPROFIBUS初始界面三、PROFIBUS-DP從站智能節點的設計（4）添加主站和從站添加主站和從站，如圖11所示。網絡接口卡使用CP5611，從站使用FBPRO-8DO智能節點，設置從站輸入輸出字節數為8字節輸入8字節輸出，地址為7（與從站的初始化值必須一致），設置網絡的通信波特率（從9.6kbps到12Mbps）。具體操作方式參見COMPROFIBUS的幫助文件。圖11添加主站和從站三、PROFIBUS-DP從站智能節點的設計完成上述工作后，導出NCM文件（File/Export/NCMFile），導出的文件路徑為“C:\SIEMENS\CPBV51\ncm\COMPro2.ldb”。（5）啟動SetPG/PC開始/SEMATIC/SIMATICNET/SETTING/SETPG/PC，選擇訪問點：CP_L2_1選擇接口參數設置：CP5611(PROFIBUS-DPMaster)，如圖12所示。圖12設置SetPG/PC屬性三、PROFIBUS-DP從站智能節點的設計單擊“屬性”，出現如下窗口，從中選擇剛才導出的NCM文件：C:\SIEMENS\CPBV51\ncm\COMPro2.ldb，如圖13所示。圖13導入數據庫文件三、PROFIBUS-DP從站智能節點的設計單擊“診斷”，可以對網絡進行測試，如查看總線的參數和連接在網絡上的節點（主站或從站），如圖14所示。總線通信波特率是19.2kbps，主站地址為1，連在網絡上的從站地址是7。圖14查看總線參數三、PROFIBUS-DP從站智能節點的設計（6）軟件測試完成以上工作后，就可以用自己編寫的測試軟件來測試數據的輸入和輸出了，DP95DEMO.EXE用于PROFIBUS從站節點的通信。①打開應用程序，出現如圖15所示界面。圖15測試窗口界面三、PROFIBUS-DP從站智能節點的設計②選擇菜單DP-Slave/SelectDP-Slave，出現如圖16所示界面。圖16添加從站通過該對話框可以添加、刪除網絡上的從站，只有在COMPROFIBUS中配置過的從站才可以添加進來，然后進入下一步。三、PROFIBUS-DP從站智能節點的設計③選擇菜單Start/Stop/slv_ini(),出現如圖17所示窗口。圖17設置應用程序屬性三、PROFIBUS-DP從站智能節點的設計Selectdevice：一般選擇CP_L2_1，應與SetPG/PC中的設置一致；Roleofapplication取默認值，通過access可以設置每個從站的讀寫屬性，最后按下“OK”，隨后彈出如圖18所示界面。圖18初始化結果對話框三、PROFIBUS-DP從站智能節點的設計如果沒有任何錯誤的話，error_code將顯示NO_ERROR，反之顯示錯誤代碼，比如上面的例子中代碼信息為DPN_STAT_NR_ERROR，說明初始化存在錯誤，選擇的從站不包含在網絡中。④如果初始化沒有錯誤，可以進行以下測試，比如數據讀入、數據輸出、復位等。如圖19所示。圖19函數測試菜單三、PROFIBUS-DP從站智能節點的設計完成通信所用函數：dpn_out_slv()：主站向從站輸出數據dpn_in_slv()：讀取從站的輸入數據dpn_read_slv()：讀取主站的輸出數據dpn_slv_diag()：讀取從站的診斷數據dpn_read_sys_info()：讀取系統信息dpn_global_ctl()：全局控制dpn_read_cfg()：讀取配置數據詳細內容請參考如下手冊：1)COMPB_e.pdfCOMPROFIBUSManul2001.4Siemens2)mn_ncm-pc_0.pdfAdvancedPCConfiguration2002.11Siemens3)dpn_usermanual.pdf四、人機界面的數據交互1.觸摸屏的通信設置步驟操作示意圖組態S7-1200PLC1組態PLC2選擇要添加通訊模塊3添加通信模塊

四、人機界面的數據交互步驟操作示意圖組態觸摸屏4添加觸摸屏5利用向導組態觸摸屏和PLC連接，注意端口類型四、人機界面的數據交互步驟操作示意圖6完成連接7修改PLC站點號8修改觸摸屏的接口類型和地址四、人機界面的數據交互2.畫面組態及地址匹配步驟操作示意圖組態一個控制按鈕并進行地址匹配1組態一個控制按鈕2修改控制按鈕的文本四、人機界面的數據交互步驟操作示意圖3利用事件選擇系統函數“編輯位”-“取反位”4連接變量四、人機界面的數據交互步驟操作示意圖組態一個指示燈5組態一個指示燈6“屬性”-“動畫”-“添加新動畫”四、人機界面的數據交互步驟操作示意圖7選擇“外觀”8連接變量：添加變量“變量連接”了解串口通信-RS485RS232一、RS485串口通訊二、RS232串口通訊一、RS485串口通訊1.RS485的產生智能儀表是隨著80年代初單片機技術的成熟而發展起來的，現在世界儀表市場基本被智能儀表所壟斷。究其原因就是企業信息化的需要，企業在儀表選型時其中的一個必要條件就是要具有聯網通信接口。最初是數據模擬信號輸出簡單過程量，后來儀表接口是RS232接口，這種接口可以實現點對點的通信方式，但這種方式不能實現聯網功能。隨后出現的RS485解決了這個問題。工業現場總線中的主-從通信和多點通信都是在RS485出現之后才發展起來的。一、RS485串口通訊RS485的硬件接口非常靈活，但大部分仍然采用DB-9接口，只是每個引腳的定義有所不同。其電路原理主要使用平衡雙線連接，三條線分別是信號正、信號負、和地線。采用平衡連接的傳輸線可以大幅度地減少外界的干擾電平信號。RS485可以采用任何導電導線，但大部分仍然采用雙絞線為傳輸介質，見圖1。S7-200PLC的自由口通信實際上就是采用的RS485通信接口，同時采用了MODBUS通訊協議。圖1RS485信號的連接方法一、RS485串口通訊2.RS485的特點RS485作為工業網絡中非常常用的一種通信接口，主要有以下特點：（1）RS-485的電氣特性：采用差分信號負邏輯，邏輯“1”以兩線間的電壓差為+(2~6)V表示；邏輯“0”以兩線間的電壓差為-(2~6)V表示。接口信號電平比RS-232-C降低了，就不易損壞接口電路的芯片，且該電平與TTL電平兼容，可方便與TTL電路連接。（2）RS-485的數據最高傳輸速率為10Mbps。（3）RS-485接口是采用平衡驅動器和差分，接收器的組合，抗共模干擾能力增強，即抗噪聲干擾性好。（4）RS-485最大的通信距離約為1219m，最大傳輸速率為10Mbps，傳輸速率與傳輸距離成反比，在100Kb/S的傳輸速率下，才可以達到最大的通信距離，如果需傳輸更長的距離，需要加485中繼器。RS-485總線一般最大支持32個節點，如果使用特制的485芯片，可以達到128個或者256個節點，最大的可以支持到400個節點。二、RS232串口通訊RS232（RecommendedStandards232）是一種早期廣泛應用在個人計算機上的通信接口，是由電子工業協會(ElectronicIndustriesAssociation，EIA)所制定的異步傳輸標準接口。經過多年的發展，RS232的標準經歷了多個版本。在最初的RS232接口中，信號會在正負25V間跳變。在1969年，電子工業協會標準委員會采用RS232C作為PC廠商的標準，即EIA-RS-232-C標準接口。二、RS232串口通訊EIA-RS-232-C標準接口最初由美國電子工業協會(EIA)聯合貝爾系統、調制解調器廠家及計算機終端生產廠家共同制定的、主要用于串行通訊。它的全名是“數據終端設備(DTE)和數據通訊設備(DCE)之間串行二進制數據交換接口技術標準”該標準規定采用一個25個針的DB-25連接器，DB-25連接器外觀見圖2，對連接器的每個引腳的信號內容加以規定，還對各種信號的電平加以規定。后來IBM的PC機將RS232簡化成了DB-9連接器，從而成為事實標準。圖2DB-25連接器的外觀及各引腳的位置分布二、RS232串口通訊表1中展示了DB-25連接器的外觀，且以母口為例，標注了1~13、14~25號引腳的位置分布。表3-2DB-25連接器各個引腳的作用中表示的是DB-25連接器中各個引腳的定義及作用。表1DB-25連接器各個引腳的作用引腳名稱作用引腳名稱作用1屏蔽地線ProtectiveGround11數據發送(-)

2發送數據TXDTransmitData12~17未定義

3接收數據RXDReceivedData18數據接收(+)

4發送請求RTSRequestToSend19未定義

5發送清除CTSClearToSend20數據終端準備好DTRDataTerminalReady6數據準備好DSRDataSetReady21未定義

7信號地SGSignalGround22振鈴RIRingIndicator二、RS232串口通訊表1DB-25連接器各個引腳的作用（續）引腳名稱作用引腳名稱作用8載波檢測DCDReceivedLineSignalDetector(DataCarrierDetect)23未定義

9發送返回(+)

24未定義

10未定義

25接收返回(-)

二、RS232串口通訊目前，許多臺式計算機上仍然保留了兩組RS-232接口，分別稱為COM1和COM2，也有很多計算機只保留了一組9個引腳的COM接口，見圖3。而在工業控制中，許多的RS-232接口一般只使用了RXD、TXD、GND三個引腳。圖3DB-9連接器的外觀及各引腳的位置分布二、RS232串口通訊圖3中展示了DB-9連接器的外觀，且以公口為例，標注了1-5、6-9號引腳的位置分布。表2中表示的是DB-9連接器中各個引腳的定義及作用。表2DB-9連接器各個引腳的作用引腳定義名稱作用1DCD載波檢測ReceivedLineSignalDetector(DataCarrierDetect)2RXD接收數據ReceivedData3TXD發送數據TransmitData4DTR數據終端準備好DataTerminalReady5SGND信號地SignalGround6DSR數據準備好DataSetReady7RTS請求發送RequestToSend8CTS清除發送ClearToSend9RI振鈴提示RingIndicator二、RS232串口通訊由表1和表2不難看出，DB-9連接器的9個引腳全部來自于DB-25連接器的25個引腳中。其對應關系如表3所示。表3DB-25連接器與DB-9連接器的信號對應關系9芯接口25芯接口18233242057667485922TCP通信及應用一、TCP通信協議二、TCP/IP協議特點及應用三、供應鏈物流中的標簽掃碼一、TCP通信協議1.TCP通信協議結構傳輸控制協議（TCP，TransmissionControlProtocol）是一種面向連接的、可靠的、基于字節流的傳輸層通信協議，由IETF的RFC793定義。TCP/IP是一組用于實現網絡互連的通信協議。Internet網絡體系結構以TCP/IP為核心?；赥CP/IP的參考模型將協議分成四個層次，它們分別是：網絡接口層、網絡層、傳輸層（主機到主機）和應用層。TCP/IP網絡參考模型與OSI參考模型的對比如圖1所示。圖1TCP/IP網絡參考模型與OSI參考模型的對比示意圖一、TCP通信協議(1)應用層應用層對應于OSI參考模型的高層，為用戶提供所需要的各種服務，例如：FTP、Telnet、DNS、SMTP等。(2)傳輸層傳輸層對應于OSI參考模型的傳輸層，為應用層實體提供端到端的通信功能，保證了數據包的順序傳送及數據的完整性。該層定義了兩個主要的協議：傳輸控制協議（TCP）和用戶數據報協議（UDP)。TCP協議提供的是一種可靠的、通過“三次握手”來連接的數據傳輸服務；而UDP協議提供的則是不保證可靠的（并不是不可靠）、無連接的數據傳輸服務。(3)網絡層TCP/IP模型的網絡層又叫網際互聯層，對應于OSI參考模型的網絡層，主要解決主機到主機的通信問題。它所包含的協議設計數據包在整個網絡上的邏輯傳輸。注重重新賦予主機一個IP地址來完成對主機的尋址，它還負責數據包在多種網絡中的路由。一、TCP通信協議該層有三個主要協議：網際協議（IP）、互聯網組管理協議（IGMP）和互聯網控制報文協議（ICMP）。IP協議是網際互聯層最重要的協議，它提供的是一個可靠、無連接的數據報傳遞服務。(4)網絡接口層網絡接口層與OSI參考模型中的物理層和數據鏈路層相對應。它負責監視數據在主機和網絡之間的交換。事實上，TCP/IP本身并未定義該層的協議，而由參與互連的各網絡使用自己的物理層和數據鏈路層協議，然后與TCP/IP的網絡接入層進行連接。地址解析協議（ARP）工作在此層，即OSI參考模型的數據鏈路層。一、TCP通信協議2.TCP通信過程TCP協議用來控制兩個網絡設備之間的點對點通信，兩端設備按作用分為客戶端和服務端。服務端為客戶端提供服務，通常等待客戶端的請求信息，有客戶端請求