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在主站中PLC的CPU单元负责用户程序的扫描，它按照循环扫描方式进行扫描处理，每个周期都有一段集中进行I/O处理，这时 它对本地I/O单元及远程I/O缓冲区进行读写操作。PLC的CPU单元 对用户程序的周期性循环扫描，与PLC负责通信的处理器对各远程I/O单元的周期性扫描是异步进行的。

尽管PLC的CPU单元没有直接对远程I/O单元进行操作，但是由于远程I/O缓冲区获得周期性刷新，PLC的CPU单元对远程I/O缓冲区的读写操作，就相当于直接访问了远程I/O单元。

主站中负责通信的处理器采用周期扫描方式与各从站交换数据，使主站中“远程I/O缓冲区”得到周期性刷新，这样一种通信方式既涉及到周期又涉及到I/O，因而被称为“周期I/O方式”，这种通信方式要占用PLC的I/O区，因此只适用于少量数据的通信。从表面看来远程I/O链路的通 信就好像是PLC直接对远程I/O单元进行读写操作，因此简单、

全局I/O方式是一种串行共享存储区通信方式，它主要用于带有链接区的PLC之间的通信。

全局I/O方式的通信原理如图1所示。在PLC网络的每台PLC的I/O区中各划出一块来作为链接区，每一个链接区采用如图1所示的邮箱结构。相同编号的发送区与接收区大小相同，占用相同的地址段，一个为发送区，其它皆为接收区。采用广播方式通信。PLC1把1#发送区的数据在PLC网络上广播，PLC2,PLC3接收到后把它接收下来存入各自的1#接收区中，PLC2把2#发送区的数据在PLC网络上广播，PLC1,PLC3接收到后把它接收下来存入各自的2#接收区中，PLC3把3#发送区数据在PLC网上广播，PLC1,PLC2把它接收下来存入各自的3#接收区中。显然通过上述广播通信过程，PLC1，PLC2，PLC3的各链接区中数据是相同的，这个过程称为等值变化过程，通过等值化通信使得PLC网络中的每台PLC链接区中的数据保持一致。它既包含着自己送出去的数据，也包含着其它PLC送来的数据。由于每台PLC链接区大小一样，占用的地址段相同，每台PLC只要访问自己的链接区，就等于访问了其它PLC的链接区，也就相当与其他PLC交换了数据。这样链接区就变成了名副其实的共享存储区，共享区成为各PLC交换数据的中介

当然这里的共享存储区与并行总线的共享存储区在结构上有些差别，它把物理上分布在各站的链接区，通过等值化通信使其好像重叠在一起，在逻辑上变成一个存储区，大小与一个链接区一样，这种共享存储区称为串行共享存储区。

链接区可以采用异步方式刷新（等值化），也可以采用同步方式刷新。异步方式刷新与PLC中用户程序无关，由各PLC所带的通信处理器按顺序进行广播通信，周而复始，使其所有链接区保持等值化，同步方式刷新是由用户程序中对链接区的发送指令启动一次刷新，这种方式只有当链接区的发送数据变化时才刷新（等值化），这样事半功倍。

全局I/O方式中的链接区是从PLC的I/O区划分出来的，经过等值化通信变成所有PLC共享（全局共享）,因此称为“全局I/O方式”。这种方式下PLC直接用读写指令对链接区进行读写操作，简单、方便、快速，但应注意在一台PLC中对某地址的写操作在其他PLC中对同一地址只能进行读操作。与周期I/O方式一样，全局I/O方式也要占用PLC的I/O区，因而这适用于少量数据的通信。

主从总线通信方式又称为1:N通信方式，这是在PLC通信网络上采用的一种通信方式。在总线结构的PLC子网上有N个站，其中只有一个主站，其他皆是从站，也就是因为这个原因主从总线通信方式又称为1:N通信方式。

主从总线通信方式采用集中式存取控制技术分配总线使用权，通常采用轮询表法，所谓轮询表是一张从机号排列顺序表，该表配置在主站中，主站按照轮询表的排列顺序对从站进行询问，看它是否使用总线，从而达到分配总线使用权的目的。

为了保证实时性，要求轮询表包含每个从站号不能少于一次，这样在周期轮询时，每个从站在一个周期中至少有一次机会取得总线使用权，从而保证了每个站的基本实时性，对于实时性要求比较高的站，可以在轮询表中让其从机号多现几次，这样就用静态的方式，赋予该站较高的通信优先权。在有些主从总线中轮询表法与中断法结合使用，让紧急任务可以打断正常的周期轮询而插入，获得优先服务，这就是用动态赋予某项紧急任务以较高优先权。

存取控制只解决了谁使用总线的问题，获得总线的从站还有如何使用总线的问题，即采用什么样的数据传送方式。主从总线通信方式中有两种基本的数据传送方式，一种是只允许主从通信，不允许从从通信，从站与从站要交换数据，必须经主站中转。另一种是既允许主从通信也允许从从通信，从站获得总线使用权后安排主从通信，再安排自己与其他从站（即从从）之间的通信。

令牌总线通信方式又称为N:N通信方式。在总线结构上的PLC子网上有N个站， 它们地位平等没有主站与从站之分，也可以说N个站都是主站，所以称之为N:N通信方式。

N:N通信方式采用令牌总线存取控制技术。在物理总线上组成一个逻辑环，让一个令牌在逻辑环中按一定方向依次流动，获得令牌的站就取得了总线使用权，令牌总线存取控制方式限定每个站的令牌有时间，保证在令牌循环一周时每个站都有机会获得总线使用权，并提供优先级服务，因此令牌总线存取控制方式具有较好的实时性。

取得令牌的站采用什么样的数据传送数据方式对实时性影响非常明显。如果采用无 应答数据传送方式，取得令牌的站可以立即向目的站发送数据，发送结束，通信过程也就完成了。如果采用有应答数据传送方式，取得令牌的站向目的站发送完数据后并不算通信完成，必须等目的站获得令牌并把答应帧发给发送站后，整个通信过程结束。这样一来响应明显增长，而使实时性下降。

有些令牌总线型PLC网络的数据传送方式固定为一种，有些则可由用户选择。

浮动主动通信方式又称N：M通信方式，它适用与总线结构的PLC网络。设在总线上有M个站，其中N个 为主站，其余为从站（N<M），故称之为N：M通信方式。

N：M通信方式采用令牌总线与主从总线相结合的存取控制技术。首先把N个主站组成逻辑环，通过令牌在逻辑环中依次流动，在N 个主站之间分配总线使用权，这就是浮动主站的含义 。获得总线使用权的主站再按照主从方式来确定再自己的令牌持有时间内与哪些站通信。一般在主站中配置有一张轮询表，可按轮询表上排列的其它主站号及从站号进行轮 询，获得令牌的主站对于用户随机提出的通信任务可按优先级安排在轮询之前或之后进行。

获得总线使用的主站可以采用多种数据传送方式与目的站通信，其中以无应答无连接方式速度 快。

CSMA/CD（carrier－sense multiple access with collision detection）通信方式是一种随机通信方式，适用于总线结构的PLC网络，总线上各站地位平等，没有主从之分。采用CSMA/CD存取控制方式，该控制方式用通俗的语言描述为“先听后讲，边讲边听”。所谓先听后讲是指要求使用总线的各站，在发送数据之前必须先监听，看看总线是否空闲，确认总线空闲后再向总线发送数据。“先听后讲”并不能完全避免冲突，如果仍发生了冲突，则不能等到差错校验时再发现，这样对通信资源浪费太严重，而要采用“边讲边听”。发送数据的站，一边发送，一边监听，若发现冲突，立即停止发送，并发出阻塞音，通知网上的其它站发生了冲突，然后冲突双方采用取随机数代入指数函数的退避算法来决定重新上网时间，解决冲突。

CSMA/CD存取控制方式不能保证在一定时间周期内，PLC网上每个站都可获得总线使用权，也不能用静态方式赋予某些站以较高优先权，不能用动态方式赋予某些紧急通信任务以较高优先权，因此这是一种不能保证实时性的存取控制方式，但是它采用随机方式，方法本身简单，而且见缝插针，只要总线空闲就抢着上网，通信资源利用率高，因而在PLC网络中CSMA/CD通信法适合用于上层生产管理子网。

CSMA/CD通信方式的数据传送方式可以选用有连接、无连接、有应答、无应答及广播通信中的每一种，这可按对通信速度及可靠性的要求取舍。

有少量的PLC网络采用环形拓扑结构，其存取控制采用令牌法，具有较好的实时性。图1表示了令牌工作过程及其帧结构。

（a）令牌环

（b）帧结构

图1 令牌环通信方式

在图1（a）中，令牌在物理环中按箭头指向，一站接一站的传送，获得令牌的站才有权发送数据，设B站要向D站发送数据。当令牌传送到B站时,B站把令牌变为暂停证，然后把待 发送数据按图1（b）表示的格式加在暂停证后面从B站发送出去，后再加上令牌一起发往C站。此帧信息经C站中转后到达D站，D站把自己的本站地址与帧格式中目的地址相比较，发现两者相同，表明此帧信息事发给D站的，然后对此帧信息作差错校验，并把校验结果以肯定应答或否定应答填在ACK段中。同时把此帧信息复制下来，再把带有应答的帧继续向下传送，经A站中转到达B站。B站用自己的本站地址与帧中源地址相比较，发现两者相同，表明此帧是自己发出的， 再检查ACK段。若为否定应答，要有组织重发，若为肯定应答，则把此帧从环上吸收掉，只剩下令牌在环中继续流动。

在图1（b）的帧格式的后为一令牌，因而当某站获得此令牌后也同样可以发送数据，把此令牌变为暂停证，后面带上发送的帧后再加上令牌，这时的帧格式就变成两个暂停证、两帧，再加令牌，其传送过程与一帧相似，这里不再重复，从上述过程可见，令牌环通信方式采用的是有应答数据传送方式。

5. 　PLC与输出设备连接时，不同组（不同公共端）的输出点，其对应输出设备（负载）的电压类型、等级可以不同，但同组（相同公共端）的输出点，其电压类型 和等级应该相同。要根据输出设备电压的类型和等级来决定是否分组连接。如图6所示以FX2N为例说明PLC与输出设备的连接方法。图中接法是输出设备 具有相同电源的情况，所以各组的公共端连在一起，否则要分组连接。图中只画出Y0-Y7输出点与输出设备的连接，其它输出点的连接方法相似。

图6 PLC与输出设备的连接

6. 　PLC的输出端经常连接的是感性输出设备（感性负载），为了抑制感性电路断开时产生的电压使PLC内部输出元件造成损坏。因此当PLC与感性输出设备连 接时，如果是直流感性负载，应在其两端并联续流二极管；如果是交流感性负载，应在其两端并联阻容吸收电路。如图7所示。

图7 PLC与感性输出设备的连接

图中，续流二极管可选用额定电流为1A、额定电压大于电源电压的3倍；电阻值可取50~120Ω，电容值可取0.1~0.47μF，电容的额定电压应大于电源的峰值电压。接线时要注意续流二极管的极性。
7.　PLC可直接用开关量输出与七段LED显示器的连接，但如果PLC控制的是多位LED七段显示器，所需的输出点是很多的。

如图8所示电路中，采用具有锁存、译码、驱动功能的芯片CD4513驱动共阴极LED七段显示器，两只CD4513的数据输入端A～D共用PLC的4 个输出瑞，其中A为低位，D为高位。LE是锁存使能输入端，在LE信号的上升沿将数据输入端输入的BCD数锁存在片内的寄存器中，并将该数译码后显示 出来。如果输入的不是十进制数，显示器熄灭。LE为高电平时，显示的数不受数据输入信号的影响。显然，N个显示器占用的输出点数为P=4＋N。

图8 PLC与两位七LED显示器的连接 

如果PLC使用继电器输出模块，应在与CD4513相连的PLC各输出端接一下拉电阻，以避免在输出继电器的触点断开时CD4513的输入端悬空。PLC输出继电器的状态变化时，其触点可能抖动，因此应先送数据输出信号，待该信号稳定后，再用。