电工学习PLC：数据通讯功能基础（一）

这一节介绍PLC的数据通信，数据通信在PLC的学习中是属于比较高级的应用，对于初学者来说觉得还是有一定的难度，许多朋友一接触通信就感觉头大，各种的云山雾罩，想要学习却又无从下手。其实PLC的数据通信并没有大家想的那么难学，你只要把通信的基础原理弄明白了，不管什么样的通讯很容易就能学会，因为绝大数的通信本质都是一样的，都是一堆0和1,。下面我就以图片加文字的方式，从通信最基础的知识给大家讲起。

看图1，这是一张PLC和各种现场设备的通信示意图，通信的组合方式有许多种，可以是1对1,1对多，也可以多对多。这些通信的双方或多方虽然长的千奇百怪各不相同，但是它们都要有这么几个共同点。

1，都要有一个或多个通信端口。

2，相同的通信协议。

3, 相同的波特率，等等，这些会在以后讲解。

再看图2，PLC的通信原理就和我们人类的对话是一样的，都是你问我答，或我问你答。只不过我们用的是汉语对话，而PLC用的是PLC和设备能听懂的语言进行对话的。那么PLC是怎么说话的？说的又是什么呢？接着往下看。

看图3，就是PLC正在和外部设备进行对话，它对话的方式就是，控制通讯端口的输出电压。当想要说1时它就输出一个高电压+5V，当想要说0时它就输出一个低电压0V。这样它就能够说出无数的0和1。

这就是PLC说话的方式，并且只能说0和1，但这对于PLC通信来说已经够了，因为我们的通信设备也都只认识0和1。好了，有了共同的语言它们就可以进行交流了。

图4，就是PLC和变频器的1对1的通信示意图，PLC通过通信端口把输出电压变化8次，就能输出8个0或1，分别是10110101。因为变频器的通信端口和PLC的通信端口是连接在一起的，所以当PLC的通信端口电压变化时，变频器的通信端口就能检测到电压的变化。它就能知道PLC给它发送的是0还是1，这样PLC让电压变化8次以后，变频器就能收到和PLC发生的一样的10110101这一组数据。

那么变频器怎么知道它接收的这一组数据，代表的是什么意思呢？请看下图。本节的重点。

图5，是数据通信的格式，这是外国人在发明通讯时就规定好的，我们必须按这个格式发送数据。这个格式就是“帧”，我们进行通信时最少要发送一个“帧”。不能发送半“帧”，那样通信就会失败。

1“帧”等于12个0或1，也就是说PLC通信端口的高低电压要变化12次，才能完成1“帧”。（注：也有11次或10次为1帧的，原理一样，这里只讲12次为1帧的）。下面我们看一下这一“帧”是怎么组成的。

A,如图5 帧的第一位叫起始位，顾名思义，就是告诉设备我要开始发送数据了，注意这一位必须是0，也就是通信端口要输出低电压。

B, 帧的第二位至第九位叫数据位，这就我们要传送的数据，共8个位。也就是说通信端口的高低电压要变化8次。也就是说可以传送二进制0000 0000--1111 1111之间的任何一个数，用十进制表示就是0--255之间的任何一个数。我们以前讲过8个位等于1个字节，也就是说1“帧”最多只能传送1个字节数据。

C, 帧的第十位叫奇偶校验位，这一位可以是0，也可以是1。这一位的作用是对前面的8个数据位中是1的位，做一个简单的奇偶数的校验。比如8个数据位要传送的是01001101这个数据，这个数据里面是1的位共有4个，那么4就是一个偶数，我们的奇偶校验位，这一位就是0，通讯端口就要输出低电压。如果8个数据位要传送的是11001101这个数据，这个数据里面是1的位共有5个，那么5就是一个奇数，我们的奇偶校验位，这一位就是1，通讯端口就要输出高电压。有了这个奇偶校验位，当我们在传送数据时，如果因为各种原因的干扰而破坏了真正的数据时，接收端的设备就可以通过查询“帧”中的奇偶校验位，来判断接收的数据正确与否。

D, 帧的第十一位和十二位叫停止位，就是告诉设备数据发送完成了，注意这两位必须是1，也就是通信端口要输出两次高电压。

E, 空闲位，它不算在“帧”中，只要不发送数据了，也就是停止位以后都是空闲位，空闲位都是1，也就是通信端口一直输出高电压。直到有起始位。

这就是数据通信最小的基本单位“帧”的组成和作用。总结一下，当PLC要发送数据时，通讯端口首先输出低电压，也就是起始位为0。然后再根据要传送的数据使端口输出高低电压共8次，也就是数据位。然后再计算出奇偶校验位，输出相应的电压。接着就输出停止位，这样1“帧”的通讯就完成了。

图6，是一个例子，它演示的是PLC把十进制的181这个数传送给另一个设备。我们知道十进制的181转换成二进制就是1011 0101（怎么转换看我以前的讲解，这里不再重复），然后通过一个帧把它发送出去。这个例子如果你能看明白，说明这一节的内容你已经掌握了。