一、網(wǎng)絡(luò)概述：
目前PLC網(wǎng)絡(luò)采用分級分布式復(fù)合結(jié)構(gòu)時，一般分為三級(層)
1管理層(以太網(wǎng))
2控制層(開放式，標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場總線)
3現(xiàn)場層(部件層)也就是指裝置層和傳感器層
以太網(wǎng)采用CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Asscess with Collision Detection)介質(zhì)訪問控制方式，即載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測方式，該方式可以簡單通俗地敘述為“先聽后講，邊講邊聽”。以太網(wǎng)在工廠管理層、車間監(jiān)控層將成為主流技術(shù)，與互連網(wǎng)技術(shù)結(jié)合是未來eManufactory技術(shù)基礎(chǔ); 在沒有嚴(yán)格時間要求的設(shè)備層也將獲得一定的發(fā)展;但對一般工業(yè)網(wǎng)絡(luò)要求實(shí)時性、確定性通信場合，現(xiàn)場總線技術(shù)還將處于主導(dǎo)地位;我們必須學(xué)會面對一個多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)并存的現(xiàn)實(shí)世界。以下就對現(xiàn)場總線中的一種 ――令牌總線進(jìn)行研究。
二、關(guān)鍵字：以太網(wǎng)， 令牌總線(N:N網(wǎng)絡(luò))，RS485
N:N網(wǎng)絡(luò)相當(dāng)于三級總線型結(jié)構(gòu)的中間一級，即控制層，最低一層為遠(yuǎn)程I/O鏈路，負(fù)責(zé)與現(xiàn)場設(shè)備通信，收集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，驅(qū)動執(zhí)行器，在遠(yuǎn)程I/O鏈路中配置周期I/O通信機(jī)制，這一層也可配置AS-I(傳感器-執(zhí)行器接口)鏈路，除了N:N網(wǎng)絡(luò)外，比較通用的有主從總線(1：N)方式，爭用總線方式，令牌環(huán)方式，浮動主站(N:M)方式，目前已存在若干種現(xiàn)場總線，現(xiàn)場總線的體系結(jié)構(gòu)，省略了網(wǎng)絡(luò)層，傳輸層，回話層及表示層這四層，包括應(yīng)用層(APPLICATION),數(shù)據(jù)鏈路層(DATALINK)，物理層(PHYSICAL),這主要時針對工業(yè)過程的特點(diǎn)，使數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)流動中盡量減少中間環(huán)節(jié)，加快數(shù)據(jù)的傳輸速度，提高網(wǎng)絡(luò)通信及數(shù)據(jù)處理的實(shí)時性，他們之間區(qū)別最大之處在于數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，尤其是這層中的介質(zhì)訪問控制(MAC)子層，MAC協(xié)議可分為如下三個類型。(1)集中式輪詢協(xié)議。1：N(2)令牌總線協(xié)議N:N(3)總線仲裁協(xié)議。
SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系統(tǒng)作為生產(chǎn)過程和事物管理自動化最為有效的計算機(jī)軟硬件系統(tǒng)之一，它包含兩個層次的含義：一是分步式的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，即智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，也就是通常所說的下位機(jī);另一個是數(shù)據(jù)處理和顯示系統(tǒng)，即上位機(jī)HMI(Human Machine Interface)系統(tǒng)。
三、RS232C和RS422/485串行通信接口介紹
RS232C和RS422/485串行通信接口，RS232C地電氣接口電路是單端驅(qū)動，單端接收地電路，有公共地線，這種接口電路不能區(qū)分有用信號和干擾信號，抗干擾能力差，故其傳輸速率和傳輸距離收到很大限制。 RS422/485采用平衡驅(qū)動，差分接收電路，取消了信號地地接法，平衡驅(qū)動器相當(dāng)于兩個單端驅(qū)動器，當(dāng)輸入同意信號時其輸出是反相的，如有共模信號干擾時，接收器只接收差分信號電壓，從而大大提高了抗共模干擾的能力，并能在較長距離內(nèi)明顯提高傳輸速率。其傳輸距離可達(dá)1200M(10KB/S)傳輸速率可達(dá)10MB/S，分別是RS232C的100倍和500倍。
RS485是RS422的變形，二者的區(qū)別是RS422為全雙工型，RS485為半雙工型，在使用RS485互聯(lián)時，某一時刻只有一個站點(diǎn)可以發(fā)送數(shù)據(jù)，其他站點(diǎn)只能接收，因此，其發(fā)送電路必須由使能端加以控制，
用FX2N所組成地N:N網(wǎng)絡(luò)地總站點(diǎn)數(shù)最大為8個，使用專用協(xié)議時，最多16個站，包括A系列的可編程控制器，半雙工通訊，38400bps，
N:N網(wǎng)絡(luò) RS485連線的選擇是 一對導(dǎo)線 ,單對子布線的情況下，在端子RDA和RDB之間連接端子電阻(110歐，1/2瓦棕棕棕)，雙對子布線的情況下，在端子SDA和SDB之間連接端子電阻，(220歐姆，1/4瓦)，而在RDA和RDB之間也是這樣。(橙橙棕)，
優(yōu)點(diǎn)： 1節(jié)省配線，2提高處理速度，3實(shí)時性好。
四、N:N網(wǎng)絡(luò)設(shè)計
1硬件設(shè)計， PLC可選用FX2N,FX2NC,FX1N,FX0N,通訊選用FX2N-485-BD,或者FX1N-485-BD，F(xiàn)X0N-485-BD，在本設(shè)計中，選用兩個FX2N-485-BD,兩個FX1N-485-BD。一個FX1N-32MR,一個FX1N-485-BD
2軟件設(shè)計， 由于使用了三個FX2N可編程控制器，在軟件設(shè)計中，要分別對每個可編程控制器進(jìn)行編程，選一個PLC為主站， 將網(wǎng)絡(luò)參數(shù)寫在這個主站中.
其他程序見附表， 分別為每個可編程控制器寫好程序。其通訊通過以下操作實(shí)現(xiàn)：
1)主站點(diǎn)的輸入點(diǎn)X000到X003(M1000到M1003)輸出到站點(diǎn)號1和2的輸出點(diǎn)Y010到Y(jié)013。
2)站點(diǎn)1的輸入點(diǎn)X000到X003(M1064到M1067)輸出到主站點(diǎn)和站點(diǎn)2的輸出點(diǎn)Y014到Y(jié)017。
3)站點(diǎn)2的輸入點(diǎn)X000到X003(M1128到M1131)輸出到主站點(diǎn)和站點(diǎn)1的輸出點(diǎn)Y020到Y(jié)023.
4)主站點(diǎn)中的數(shù)據(jù)寄存器D1指定為站點(diǎn)1中計數(shù)器C1的設(shè)定值。
計數(shù)器C1的接觸(M1070)狀態(tài)反映在主站點(diǎn)的輸出點(diǎn)Y005上。
5)主站點(diǎn)中的數(shù)據(jù)寄存器D2指定為站點(diǎn)2中計數(shù)器C2的設(shè)定值。
計數(shù)器C2的接觸(M1140)狀態(tài)反映在主站點(diǎn)的輸出點(diǎn)Y006上。
6)站點(diǎn)1中數(shù)據(jù)寄存器D10的值和站點(diǎn)2中數(shù)據(jù)寄存器D20的值被加入主站點(diǎn)，并被存入數(shù)據(jù)寄存器D3中。
7)主站點(diǎn)中數(shù)據(jù)寄存器D0的值和站點(diǎn)2中數(shù)據(jù)寄存器D20的值被加入站點(diǎn)1，并被存入數(shù)據(jù)寄存器D11中。
8)主站點(diǎn)中數(shù)據(jù)寄存器D0的值和站點(diǎn)1中數(shù)據(jù)寄存器D10的值被加入站點(diǎn)2，并被存入數(shù)據(jù)寄存器D21中。
五、結(jié)果分析
在本試驗(yàn)中，N=3， 在這個網(wǎng)絡(luò)中，通過485BD的通訊功能，鏈接了這個網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)，這種通訊是通過在刷新范圍內(nèi)的字軟元件和位軟件的數(shù)值和狀態(tài)交換來實(shí)現(xiàn)的，可以通過改變一個站點(diǎn)的數(shù)值，來改變整個網(wǎng)絡(luò)的控制狀態(tài)。
此網(wǎng)絡(luò)的最大總站點(diǎn)數(shù)最大為8個，為半雙工通訊，可以根據(jù)需要來決定站點(diǎn)數(shù)的多少，當(dāng)增加站點(diǎn)數(shù)的時候， 可以通過修改N=3的程序，寫入增加站點(diǎn)的程序，并在原有的站點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的改變即可實(shí)現(xiàn)。
此網(wǎng)絡(luò)適用于多點(diǎn)分散控制， 實(shí)時性要求高的場合， 且處理速度快。能節(jié)省配線， 。但存在的問題是有通訊距離的限制，在此系統(tǒng)中不使用FX2N-485-BD或FX1N-485-BD時，最大延伸距離是500M，(使用時：最大50M)。
參考資料
《FX 通訊用戶手冊》
《FX編程手冊》
《現(xiàn)代電氣控制》
（轉(zhuǎn)載）
