无线局域网络(Wireless Local Area Networks, WLAN)是相当便利的数据传输系统,应用无线通信技术将计算机设备互联起来,构成可以互相通信和实现资源共享的网络体系。无线局域网本质的特点是不再使用通信电缆将计算机与网络连接起来,而是通过无线的方式连接,从而使网络的构建和终端的移动更加灵活。
WLAN优势:
安装便捷:无线局域网的安装工作简单,它无需施工许可证,不需要布线或开挖沟槽。它的安装时间只是安装有线网络时间的零头。
覆盖范围广:在有线网络中,网络设备的安放位置受网络信息点位置的限制。而无线局域网的通信范围,不受环境条件的限制,网络的传输范围大大拓宽,大传输范围可达到几十公里。
经济节约:由于有线网络缺少灵活性,这就要求网络规划者尽可能地考虑未来发展的需要,所以往往导致预设大量利用率较低的信息点。而一旦网络的发展超出了设计规划,又要花费较多费用进行网络改造。WLAN不受布线接点位置的限制,具有传统局域网无法比拟的灵活性,可以避免或减少以上情况的发生。
易于扩展:WLAN有多种配置方式,能够根据需要灵活选择。这样,WLAN就能胜任从只有几个用户的小型网络到上千用户的大型网络,并且能够提供像“漫游”(Roaming)等有线网络无法提供的特性。
传输速率高:WLAN的数据传输速率现在已经能够达到11Mbit/s,传输距离可远至20km以上。应用到正交频分复用(OFDM)技术的WLAN,甚至可以达到54Mbit/s。
WLAN劣势:
无线局域网在能够给网络用户带来便捷和实用的同时,也存在着一些缺陷。无线局域网的不足之处体现在以下几个方面:
⑴ 性能。无线局域网是依靠无线电波进行传输的。这些电波通过无线发射装置进行发射,而建筑物、车辆、树木和其它障碍物都可能阻碍电磁波的传输,所以会影响网络的性能。
⑵ 速率。无线信道的传输速率与有线信道相比要低得多。目前,无线局域网的大传输速率为150Mbit/s,只适合于个人终端和小规模网络应用。
⑶ 安全性。本质上无线电波不要求建立物理的连接通道,无线信号是发散的。从理论上讲,很容易监听到无线电波广播范围内的任何信号,造成通信信息泄漏。
在电力线上网技术中,PLC应用十分广泛,它利用电线传送高频信号,把载有信息的高频信号加载于电流上,然后用电线传输,接收信息的调制解调器再把高频信号从电流中“分解”出来,并传送到计算机或电话上,从而在不需要重新布线的基础上实现上网、打电话和收看IPTV、使用视频监控设备等多种应用。PLC需配对使用,只需将一只PLC插在用户的电脑上,另一只插入家中任何一个电源插座,就可以实现高达200Mbps 或500 Mbps 的传输数率。
相比WLAN室分覆盖,PLC解决方案的优势显而易见,即便与传统有线宽带通信而言,亦有不可比拟的优势:
1、操作简单,直接插上连接好硬件设备便可以使用,无需安装任何软件与驱动。
2、通用性强,可以为家庭,中 小型办公室提供局域网组建服务,可支持同时连接数十台网络设备。
3、信号强,金钱猫PLC产品对于网速的保持,数据包的丢失与延迟误差都极小。
4、ALWAYSONLINE 。PLC属于「即插即用」,不需要繁琐的拨号,接入电源插座就等于接入网路。
5、便捷安全。PLC只需插入电源插头即可,方便连接到 Internet 网,不管在家里的哪个角落PLC只要连接到房间内的任何电源插座上,就可立即拥有金钱猫PLC带来的高速网路享受。
6、健康环保。PLC没有无线电磁波的影响,令人害怕的无线电磁波健康的影响,让客户没有健康的疑虑,特别适合用于医院或是有无线干扰扰等的使用单位来使用。
7、应用范围广。电源网是覆盖范围广的网路,它的规模是其他任何网路都无法比拟的,PLC可以轻松地渗透到每个家庭或企业用户,为互联网的发展创造极大的空间。
8、高速率。PLC能够提供85Mbps高速的传输速度,远远高于拨号上网、ISDN 和ADSL,足以支援现有网路上的各种应用。
9、资料保密。金钱猫PLC具备128 位-AES加密资料加密保护功能同时也让使用者安全的共享档案以及周边设备。
10、PLC,免除重新布建局网的困扰,也不用再担心无线网络电磁波的干扰,只要使用PLC就能把家用电线及插座升级为局网。
综合上面所述,PLC应用解决方案相比WLAN有着不可比拟的优势。金钱猫方案采用的PLC技术经过数年技术的研究,克服种种困难,解决样样隐患,已有不可比拟的优势。随着中国无线宽带运营模式的推动和千万户家庭对无线宽带的业务的需求,我们相信金钱猫基于PLC技术的入户解决方案会在中国得到越来越广泛的应用。
在工业现场中,压力、位移、温度、流量、转速等各类模拟量传感器因设计使用的技术方法不同。传感器工作配电的方式主要分为两线制和四线制,其输出的模拟信号也各有差异,而常见的有0-20mA/4-20mA电流信号和0-75mV/0-5V /1-5V电压信号。要把各类传感器模拟信号成功采集到PLC/DCS/FCS/MCU/FA/PC系统,就要根据传感器与数据采集系统的功能和技术特点进行匹配选型,同时也要考虑到工业现场传感器与PLC等数据采集系统的供电差异及各种EMC干扰的影响,通常把传感器输出的模拟信号隔离、放大、转换后送到PLC等数据采集系统。PLC通过信号线采集传感器的模拟或数字信号,然后进行处理,如果传感器是模拟输出,PLC就要接模拟输入接口,如果传感器是数字信号输出,PLC就要接数字输入接口。
开关量传感器就是一个无触点的开关 ,开关量传感器可作为PLC的开关量输入信号。一般用于开关量控制的设备,机床,机器等。模拟量传感器是把不同的物理量(如 压力、流量、温度)转换成模拟量(4-20MA的电流或1-5V的电压)。模拟量传感器作为PLC的模拟量输入模块的输入信号。一般用于过程控制。 数字传感器是指将传统的模拟式传感器经过加装或改造A/D转换模块,使之输出信号为数字量(或数字编码)的传感器,主要包括:放大器、A/D转换器、微处理器(CPU)、存储器、通讯接口电路等。
常用的模拟量传感器分为两线制和四线制,两线制和四线制都只有两根信号线,它们之间的主要区别在于:两线制的两根信号线既要给传感器或者变送器供电,又要提供电流电压信号;而四线制的两根信号线只提供电流信号。因此,通常提供两线制电流电压信号的传感器或者变送器是无源的;而提供四线制电流信号的传感器或者变送器是有源的。因此,当PLC等数据采集系统的模板输入通道设定为连接四线制传感器时,PLC只从模板通道的端子上采集模拟信号,而当PLC等数据采集系统的模板输入通道设定为连接二线制传感器时,PLC的模拟输入模板的通道上还要向外输出一个直流 24V的电源,以驱动两线制传感器工作。
4-20mA和电工标准有关,4-20mA信号制是国际电工委员会(IEC)过程控制系统用模拟信号标准。我国从DDZ-Ⅲ型电动仪表开始采用这一信号制,仪表传输信号采用4-20mA,联络信号采用1-5VDC,即采用电流传输、电压接收的信号系统。因为信号起点电流为4mA,为变送器提供了静态工作电流,同时仪表电气零点为4mA,不与机械零点重合,这种活零点有利于识别断电和断线等故障。
1 引言
在工程设计过程中,经常会遇到远程终端单元(rtu)与PLC进行通讯的问题。plc和rtu都适用于环境比较恶劣的工业场所,特别是在煤矿井下变电所,一般都设置远动终端。有时候需要在原有的plc控制系统上进行变电所集控系统的接入,这时可以采用以plc作为集中控制单元,并配以触摸屏作为HMI,然后通过plc与rtu的通讯实现井下变电所的集中控制。rtu主要有两类通讯规约:一类是循环式数据传送规约,另一类是问答式传送规约。cdt规约即属于前者,本文主要分析如何利用西门子通讯模块cp340来解析cdt规约。
2 cdt规约简单介绍
部颁cdt循环规约是早期电力部颁布的一套远动规约标准,是电力系统中广泛运用的协议之一。它规定了电网数据采集与监控系统中循环式远动规约的功能、帧结构、信息字结构和传输规则等,适用于点对点的远动通道结构及以循环字节同步方式传送远动设备与系统,多用于rtu设备和后台主站之间的通信。
3 cdt规约特点
cdt规约的数据以帧格式循环发送,根据需要传送的数据的类型和重要性不同,分为:重要遥测(a帧)、次要遥测(b帧)、一般遥测(c帧)、遥信状态(d1帧)、电能脉冲数据(d2)帧、事件顺序记录(e帧)。帧结构如表1所示,每帧都以同步字开头,并有控制字,除少数帧外均应有信息字。信息字的数量依实际需要设定,帧长度可变。
4 帧系列传送顺序
帧系列可根据需要安排传送顺序,通常有下列3种方式:
(1)固定循环传送,用于传送a、b、c、d1、d2帧。
(2)帧插入传送,用于传送e帧(e帧长度不得大于a帧)。soe信息可能连续出现,当轮到发送e帧时用软件指针定好发送界限,后续出现的可归到下一次e帧时再送。
(3)信息字随即插入传送,具体插入的方式如下:①变位遥信、遥控命令的返校信息、升降命令的返校信息等刚一产生就应插入当前帧的信息字传送,若当前帧是a、b、c、d帧,则原信息字被取代,插入的信息在本帧内连续(重复)三次(原帧长度不变,不许跨帧),以便接收端利用3取2原则作出判决。若本帧空间不够连续重复三次,则全部改为下一帧插入传送。当前帧如是e帧,则应在soe完整字之间插入,帧长度相应加长。②对时的子站时钟返回信息也插入传送,但仅传送一遍,其余与上述同。
西门子s7-300PLC的编程软件为step7,首先进行plc的硬件组态,再进行软件编程。通讯模块cp340集成了串行接口,允许用户通过点对点的方式和通讯伙伴通讯,cp340通讯处理器的模块系列有三种,这里选用cp340-rs422/485。cp340通过背板总线与plc的cpu相连,为减小通信时cpu模块的负担,cp340被设计成智能型的,cp340模块上的处理器既受控制又有自主性,它根据cpu模块的命令自主管理串行口的收发工作。模块内有接收缓冲器和发送缓冲器,依靠接收和发送缓冲器建立起cpu模块与cp340的联系。发送数据时,cpu只需把发送的数据写入发送缓冲区,然后,由cp340把缓冲区中的数据逐个发送出去。cp340接收数据时,把接收到的数据写入接收缓冲区。cpu模块可以查询方式读接收缓冲区,如果缓冲区不空,cpu便得到接收数据。读写cp340上的缓冲区需要调用专用的功能块,写缓冲区的功能块称为发送功能块fb3,读缓冲区的称为接收功能块fb2。cp340在使用前必须选择通信协议并进行参数设置,cp340模块参数设定简便,集成在step7软件中的参数配置功能即可方便地设置cp340的通信协议及参数。rtu与cp340之间为异步串行通信,选用ascii通信协议。串行通讯参数设置要与rtu相同:波特率为4800bps,8位数据位,1位停止位,无奇偶校验。
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