社会需求下PLC电工向汽车CAN总线通信工程师的升级之路简介
我认为通讯的目的就是为了传递信息!与此相对应的是硬接线控制,比如,一个电机,我们需要启动、停止,就需要拉两根信号线,如果是十个电机,就要拉二十根线,这显然很繁琐。如果我们把这二十个启动、停止信号编成一系列的代码,然后把代码发送出去,接收端按照规则把代码翻译成启动、停止信号,就可以控制电机了,这就是通讯。所以,通讯和硬接线的控制是一样的,只是它们传递信息的方式不同。因此,不管做什么,都要掌握原理!这样才能举一反三,融会贯通!很多人之所以拒绝通讯,就是把通讯想得太神秘,其实,通讯并不神秘。
今天我就给大家介绍一下通讯的一些基础知识:
通讯协议
各种通訊协议五花八门,比如PROFIBUS–DP,CANopen,DEVICENET等等,其实就是不同的通信协议,它们定义了数据如何在设备之间有效地交换。这些协议可以理解为不同的语言,每种语言都有其特定的规则和结构,以确保不同设备能够正确无误地交流。同一种语言下的人类可以无障碍交流,而不同语言之间,则可能存在沟通过程中的困难或完全无法沟通过。这也是为什么不同的厂家支持不同的通信协议:PROFIBUS–DP主要由西门子推广;CANopen起源于博世,并且在汽车行业中得到了广泛应用;而DEVICENET则由AB和欧姆龙共同主导。
波特率
波特率即通信速率,可以将其比喻为说话速度。当两个设备想要进行通信时,他们必须使用相同的波特率,以便双方能准确理解对方所发送的信息。如果波特率不匹配,那么通信就会出现问题。在实际应用中,一般情况下会选择合适的波特率来平衡速率和稳定性,即波特率越高表示传输速度越快,但同时也意味着更容易受到噪声干扰,因此通常选择较低但足以满足需求的情况下的波特率。
主站从站
总线型网络通常采用星形拓扑结构,其中一个主站连接多个从站,可以向所有从站发送指令并读取他们的状态。而从站在这个系统中只能作为被动接受者,不能发起任何操作。此外,在某些系统中,如CANopen,因为没有严格区分主站与从站,所以每个节点都可以当作主节点工作,从而实现更灵活、高效的地位转换。
拓扑结构
拓扑结构指的是网络中的各个节点如何相互连接。在总线型网络中,最常见的是菊花链(环形)拓扑结构,也称为“手拉手”的并联模式。这一设计极大提高了网络稳定性,因为如果任意两个点断开连接后,还剩下至少一个路径使得其他点仍然能够保持联系。但是在实际布局过程中,有时候人们倾向于使用非菊花链拓扑,这种设计往往是不稳定的。
例如,上图展示了一台施耐德PLC上的CANopen 通信架构,可以看出所有设备都是并列排列在一起形成的一个连续链条,每个环节之间都有物理连接,同时每段都会设置终端阻抗以避免回音产生干扰,这样做确保了整个系统最大的可靠性和性能。