基本概念和术语简介

时间：2023-07-02 理论教育 版权反馈

【摘要】：图8-1 线路通信方式a）单工通信 b）半双工通信 c）全双工通信方式4.数据传输介质在PLC网络中，数据传输的介质主要有双绞线、同轴电缆和光纤电缆，如果传送距离较远，还可以利用电话线。在这25个引脚中，20个引脚作为RS-232C信号线，其中有4个数据线，11个控制线，3个定时信号线，2个地信号线。

基本概念和术语简介

1.并行传输和串行传输

按照传输数据的时空顺序分类，数据通信的传输方式分为并行传输和串行传输两种。

（1）并行传输

并行传输的数据是以一个字或字节为单位在多条并行的通道上同时进行传输的方式。如传输8个数据位（一个字节）或传输16个数据位（一个字）。除了8根或16根数据线、1根公共线外，还需要通信双方联络用的控制线。并行通信的特点是数据传输速度快，但由于一个并行数据有多少位二进制数，就需要多少根传输线，成本高，抗干扰能力较差，一般用于近距离数据传输，如计算机和打印机之间的数据传输。

（2）串行传输

串行传输的数据是以二进制的位为单位进行传输的方式。每次只传送一位，最少只需两根线（双绞线）就可以连接多台设备，组成控制网络。串行通信需要的信号线少，通信线路简单，成本低。但是与并行通信相比较，数据传输速度较慢，故通常用于速度要求不高的远距离传输。在工业通信系统中，一般都采用串行传输。

2.异步传输和同步传输

在串行传输中，接收方和发送方的传输速率应相同，即保持发送端和接收端同步。但实际上的接收速率与发送速率之间总是有一些微小的差别，如果不采取措施，在连续传送大量的信息时，将会因为累积误差造成错位，使接收端收到错误的信息。为此，可以采用异步传输或同步传输技术来解决这一问题。

（1）异步传输

异步传输是利用起止法来达到收发同步的。该方法是以字符为单位发送数据，一次传送一个字符，每个传输的字符都有一个附加的起始位，用来指明字符的开始；每个传输的字符后面还要附加一个或多个终止位，用来指明字符的结束。

异步传输方式下，每一个字符的发送都是独立和随机的，它以不均匀的传输速率发送，字符间距是任意的，所以这种方式被称为异步传输。异步串行传输的缺点是传输效率较低，每个字符都要加上冗余的起始位和终止位，主要用于中、低速通信（小于2000bit/s）。

（2）同步传输

同步传输过程中，数据的传输是以字节（一个字节由8位二进制数组成）为单位进行传输的，每次传送1～2个同步字符、若干个数据字节和校验字符。同步字符起联络作用，用它来通知接收方开始接收数据。发送方和接收方应使用同一个时钟脉冲。可以通过调制解调方式在数据流中提取同步信号，使接收方得到与发送方完全相同的时钟信号，使发送端和接收端保持完全同步，由于在同步通信方式中，数据块的每个字节之间不需要附加起始位和终止位，因而传输效率高，但对硬件的要求较高，一般用于高速通信。

（3）信号的调制和解调

串行通信通常传输的是数字量，这种信号包括从低频到高频极其丰富的谐波信号，要求传输线的频率很高。而远距离传输时，为降低成本，传输线频带不够宽，使信号严重失真、衰减，常采用的方法是调制解调技术。调制就是发送端将数字信号转换成适合传输线传送的模拟信号，完成此任务的设备叫调制器。接收端将接收到的模拟信号还原成数字信号的过程称为解调，完成此任务的设备叫解调器。显然，一个设备工作起来既需要调制又需要解调，将调制、解调功能由一个设备完成，称此设备为调制解调器。

当进行远距离数据传输时，可以将PLC的PC/PPI电缆与调制解调器连接，以增加数据传输距离。

（4）传输速率

传输速率是指单位时间内传输的信息量，它是衡量系统传输性能的主要指标，常用波特率（BaudRate）表示。波特率是指每秒传输二进制数的位数，单位是bit/s。常用的波特率有19200bit/s、9600bit/s、4800bit/s、2400bit/s和1200bit/s等。

3.线路通信方式

数据在通信线路上的传输具有方向性，按照数据传送方向可将串行通信分为以下几种：单工通信、半双工通信和全双工通信方式。

（1）单工通信

单工通信是指信息始终保持一个方向传输，而不能进行反向传输，如图8-1a所示。常见的如无线电广播和电视广播等就属于单工通信类型。

（2）半双工通信

半双工通信是指在一条传输线上相互进行通信的两台设备，既可以作为发送设备，也可以作为接收设备。数据流可以在两个方向上传送，但任一时刻只限于一个方向传送，又称双向交替通信，如图8-1b所示。

（3）全双工通信方式

全双工通信方式有两条传输线，相互通信的两台设备能够同时进行数据的发送和接收，如图8-1c所示。

图8-1 线路通信方式

a）单工通信 b）半双工通信 c）全双工通信方式

4.数据传输介质(www.daowen.com)

在PLC网络中，数据传输的介质主要有双绞线、同轴电缆和光纤电缆，如果传送距离较远，还可以利用电话线。其他介质如电磁波、红外线和微波等应用较少。

（1）双绞线

双绞线是将两根线扭绞在一起，这样可以减少外部电磁波的干扰，如果再加上屏蔽套，则抗干扰能力更好。双绞线的成本低，安装简单，RS-485多用双绞线电缆实现通信连接。

（2）同轴电缆

同轴电缆由中心导体、电介质绝缘层、外屏蔽导体及外绝缘层组成。可以用于基带传送，也可以用于宽带传送。同轴电缆的传输速率高、传输距离远。成本比双绞线高。

（3）光纤电缆

光纤电缆的尺寸小，重量轻，与同轴电缆相比，传输速率更高，传输距离更远；但是成本较高，安装需要专门仪器。

5.串行通信接口标准

在工业网络中经常采用RS-232、RS-485及RS-422标准的串行通信接口进行数据通信。

（1）RS-232C串行通信接口

RS-232串行通信接口标准是1969年由美国电子工业协会EIA（Electronic Industies Asso-ciation）公布的串行接口标准，RS（Recommend Standard）是推荐标准，232是标志号。C是修改的次数。它既是一种协议标准，也是一种电气标准，它规定了终端和通信设备之间信息交换的方式和功能。

计算机上配有RS-232C接口，它使用一个25引脚的连接器。在这25个引脚中，20个引脚作为RS-232C信号线，其中有4个数据线，11个控制线，3个定时信号线，2个地信号线。另外，还保留了2个引脚，有3个引脚未定义。PLC一般使用9引脚连接器，距离较近时，只需3根线，如图8-2所示。图中，TD为串行数据的发送端；RD为串行数据的接收端；GND为信号地，它为所有的信号提供一个公共的参考电平，相对于其他型号，它的电压为0V。