《PLC网络通信》课件

网络通信PLC网络通信是自动化系统中不可或缺的一部分，它允许不同的之间进行数PLC PLC据交换，实现系统之间信息传递和协同控制投稿人DH DingJunHong课程目标了解网络通信的熟悉常用通信协

11.PLC

22.PLC基础知识议掌握网络通信的基本概念深入学习、PLC Profibus ModBus、分类、特点和应用场景、和DeviceNet EtherNet/IP等协议掌握网络配置和了解网络安全知

33.PLC

44.PLC调试方法识学习使用相关软件进行网络配学习网络安全威胁、防护策略置、测试和故障诊断和安全管理简介PLC可编程逻辑控制器（PLC）是一种数字电子设备，用于自动化工业控制系统PLC采用模块化设计，具有坚固耐用、抗干扰能力强、易于编程和维护等优点，广泛应用于各种工业领域PLC的主要功能包括采集现场数据，例如温度、压力、流量等；根据程序指令对数据进行处理，并控制执行机构，例如电机、阀门、电磁阀等；通过通信接口与上位机或其他设备进行数据交换应用领域PLC工业自动化楼宇自动化过程控制交通运输在工厂自动化中扮演关键广泛应用于楼宇自动化系用于化学、制药和食品等在交通运输领域中应用广PLC PLC PLC PLC角色，例如生产线控制、机器统，例如照明控制、温度控制行业的过程控制它们负责监泛，例如信号控制、交通流量人控制和物料搬运系统它们和安全系统它们提供可靠的控和控制关键参数，例如温度管理和铁路控制系统它们确能够处理复杂的控制逻辑，提控制，优化能耗并提高舒适度、压力和流量，确保生产过程保交通安全和效率高生产效率和产品质量安全高效通信概述PLC数据交换PLC与其他设备之间的数据传输，实现信息共享和控制交互网络协议定义通信规则和格式，确保数据传输的可靠性和效率通信接口物理连接方式，例如串口、以太网等，实现数据信号的传递通信模式主从式、对等式等，根据应用场景选择不同的通信方式通信标准PLC开放式标准应用层协议物理层标准、、和这些协议定义了数据交换格式、通信过例如、以太网等，定义了信号PROFIBUS ModbusDeviceNet RS-485等标准提供互操作性，允程和错误处理机制，确保信息传输的可传输的电气特性和物理连接方式，保证EtherNet/IP许不同供应商的进行通信靠性和准确性可靠数据传输PLC通信协议Profibus电缆网络拓扑协议栈Profibus Profibus Profibus电缆用于连接网络中的设备，支支持多种网络拓扑结构，包括总协议栈由物理层、数据链路层和Profibus ProfibusProfibus持高速数据传输线型、星型和树型等应用层组成，提供可靠的数据通信服务通信拓扑Profibus网络拓扑结构主要包括三种总线型、星型和树型Profibus总线型拓扑结构最简单，所有设备连接在一条总线上星型拓扑结构需要一个中心节点，所有设备连接到中心节点树型拓扑结构是总线型和星型结构的结合，通常用于较大的网络报文帧格式Profibus报文帧格式是定义网络通信数据包结构的标准报文帧由多ProfibusProfibus个字段组成，包括起始位、地址、数据长度、数据内容和校验位等报文帧格式确保了不同设备之间数据传输的准确性和可靠性报文帧格式遵循模型中的物理层和数据链路层规范，为实现可靠的Profibus OSI网络通信提供了基础从站地址分配Profibus地址范围地址冲突地址分配网络中，每个从站都有唯一的地避免地址冲突，确保每个从站拥有唯一的地地址分配可以手动设置，也可以通过软件工Profibus址，范围从到址，确保通信正常具自动分配，方便管理和维护0255主从通信过程Profibus主站发送请求1主站发送请求报文到从站从站接收请求2从站解析报文并执行指令从站响应数据3从站将数据打包成响应报文主站接收响应4主站解析响应报文并读取数据主站发起通信请求，从站接收并响应主站发送的请求报文包含指令和数据，从站接收请求报文并执行指令，并返回包含数据的响应报文主站接收响应报文，完成通信过程网络配置Profibus网络地址分配通信参数设置每个节点需要唯一的地址，避免包括波特率、数据位、校验位等冲突地址分配需要遵循标准规参数，需要根据硬件设备和网络范，确保网络通信的稳定性环境进行调整网络拓扑结构故障诊断与维护选择合适的拓扑结构，例如总线网络配置完成后，需要定期进行型或星型，取决于网络规模和通诊断和维护，确保网络运行稳定信需求可靠网络诊断Profibus网络连接测试诊断软件工具错误信息分析检查连接器和电缆是否有损坏使用网络测利用专用的诊断软件，分析网络分析诊断工具提供的错误信息，定位问题源Profibus试仪测量信号强度和完整性流量和设备状态识别潜在错误和故障头，确定是设备故障、配置错误还是网络连接问题通信协议ModBus是一种工业标准通信协议，广泛应用于自动化控制系统ModBus协议具有简单易用、可靠性高、成本低等特点ModBus协议定义了数据传输格式、数据帧结构、通信模式等ModBus数据帧结构ModBus数据帧功能码数据地数据长数据内校验码类型址度容请求帧读取、寄存器数据字数据值校CRC写入等地址节数验操作响应帧功能码数据地数据字数据值校CRC确认址节数验数据帧包含多个字段，用于标识通信类型、操作指令、数据地址、长ModBus度和内容等信息数据帧采用校验确保传输可靠性CRC通信模式ModBus模式模式模式模式ModBus RTUModBus ASCIIModBus TCPModBus UDP模式使用串行模式同样使用模式基于模式使用ModBus RTUModBus ASCIIModBus TCPModBus UDPUDP通信方式它适用于低成本、串行通信方式，但它将数据编协议，适用于高速、协议，适用于对实时性要求较TCP/IP低速的应用场景，例如控制简码为码这种模式更易远距离的通信它可以轻松地高的应用它比模式效率ASCII TCP单的设备于调试，但效率略低集成到网络环境中更高，但可靠性略低网络拓扑ModBus网络拓扑结构灵活多样，可根据实际应用需求选择合适的拓扑结构ModBus常见拓扑结构包括总线型、星型、树型和环型，每种拓扑结构都有其优缺点，需要根据实际应用场景进行选择网络拓扑结构设计应考虑网络规模、可靠性、安全性等因素ModBus编程实践ModBus项目规划1明确项目需求，确定ModBus通信目标硬件配置2选择合适的PLC和通信模块软件编程3使用ModBus函数库进行编程调试验证4测试通信连接和数据交换应用部署5将ModBus程序部署到PLCModBus编程实践需要遵循一定的流程，从项目规划到应用部署，每个步骤都至关重要通过合理的规划，选择合适的硬件和软件，进行规范的编程，以及严谨的调试验证，才能保证ModBus程序的可靠性和稳定性通信协议DeviceNet物理层通信框架网络配置采用总线技术采用双绞采用主从通信模式主站负责控网络配置包含节点地址分配通DeviceNet CAN,DeviceNet,DeviceNet,线或屏蔽双绞线传输支持总线型拓扑结构制和管理网络从站接收主站指令执行操作信参数设置以及错误处理等需要使用专,,,,用软件工具进行物理层DeviceNet物理层基于总线技术，采用双绞线或屏蔽双绞线作为通信介质DeviceNet CAN5125电压速率通信电压为通信速率最高可达5V125kbps

402.5节点距离一条总线上最多可连接个节点最大通信距离可达

402.5km通信框架DeviceNet数据链接层网络层

11.

22.协议栈的底层，负责数据帧的发送和接收，并负责管理网络拓扑，路由数据包，并提供网络层服务，例如DeviceNet提供数据链路层服务地址解析和数据包转发传输层应用层

33.

44.负责数据包的可靠传输，提供数据包的排序、重传和确认机提供应用程序接口，用于用户程序访问网络DeviceNet制网络配置DeviceNet网络地址分配通信速率设置网络拓扑结构软件配置每个节点需要一个唯一的网络支持两种通信速率根据实际应用需求，选择合适使用配置软件，设DeviceNet DeviceNet地址，用于识别和通信和，根据实的网络拓扑结构，例如总线型置网络参数，例如节点类型、500kbps1Mbps际需求选择、星型或树型通信速率、数据类型等通信协议EtherNet/IP是基于以太网的工业自动化通信协议，主要用于和其他自动EtherNet/IP PLC化设备之间的通信它是一种开放式标准，与其他基于以太网的协议兼容，例如和，TCP/IP UDP可以与其他工业网络协议共存物理层EtherNet/IPEtherNet/IP是工业自动化领域中的一种广泛应用的通信协议，其物理层基于标准的以太网技术EtherNet/IP物理层采用标准的以太网电气特性和物理层协议，如10Base-T、100Base-TX和1000Base-T等EtherNet/IP物理层支持多种以太网介质，包括双绞线、光纤和无线连接1010010Mbps100Mbps10Base-T100Base-TX1G10G1Gbps10Gbps1000Base-T10GBase-T通信模型EtherNet/IP物理层数据链路层应用层安全层基于以太网协议，使用标准的采用（通用工业协议）规范提供各种应用服务，例如控制支持多种安全机制，例如身份CIP网络基础设施进行通信，定义了设备间的数据交换格、数据采集、参数配置等验证、数据加密和访问控制TCP/IP式编码规则EtherNet/IP数据类型数据封装

11.

22.使用一系列数据类型来表示不同的数据，例如数据被封装成不同的数据包，每个数据包包含特定的报头信EtherNet/IP整数、浮点数、字符串和布尔值息和数据内容地址分配数据交换

33.

44.每个数据点在网络中都有一个唯一的地址，用于识别和访问使用标准的协议进行数据交换，确保数EtherNet/IP TCP/IP数据据传输的可靠性和安全性网络诊断EtherNet/IP网络连接检测设备状态监控检查网络连接状态，确保网络连接正常可以使用网络测试工具监控和网络设备的运行状态，及时发现故障并采取相应的措PLC来验证施数据包分析日志记录分析使用网络协议分析工具，分析网络数据包，识别潜在的通信错误分析网络日志记录，识别网络故障的发生时间、原因和影响范围或延迟远程通信应用PLC远程监控远程控制远程监控系统可以实时收集远程控制系统可以远程发送指令PLC数据，实现对设备的远程监控和给，实现对设备的远程控制PLC故障诊断和操作远程数据采集远程调试远程数据采集系统可以将数远程调试系统可以远程连接PLCPLC据传输到云平台，实现数据分析，实现对程序的调试和故障排除和可视化网络安全防护策略防火墙密码管理数据加密网络隔离防火墙是网络安全的第一道防使用强密码并定期更改密码可加密通信数据可防止数据在传将网络与其他网络隔离可PLC线，可阻止来自外部网络的恶有效防止未经授权的访问输过程中被窃取或篡改限制攻击面的范围意流量进入网络PLC使用安全协议，例如使用或等技术将SSL/TLS VLANVPN防火墙可过滤网络流量，阻止实施多因素身份验证，例如密，来保护数据传输安全网络与其他网络分隔开PLC未经授权的访问并检测恶意软码和安全令牌，进一步加强安件全措施课程小结总结应用场景建议课程介绍了PLC网络通信的基本概念，涵盖着重介绍了PLC远程通信应用，并阐述了相•深入学习特定通信协议了、、和应的安全防护策略，为实际应用提供参考ProfibusModBusDeviceNet关注网络安全技术•等常用通信协议及其应用EtherNet/IP问答交流课程结束后，您可以提出关于网络通信的任何疑问老师会详细解答您的问题，并提供更多实践建议PLC鼓励您积极参与讨论，分享您的学习经验，并与其他同学交流学习心得。