PLC自動化控制系統(tǒng)下的通信技術應用研究

王癸霖

摘要：隨著時代與科技的進步，在工業(yè)這塊領域內，自動化技術也隨著時代飛速且穩(wěn)固的發(fā)展著，由此，也帶動著通信技術的發(fā)展并展開一次次變化。這兩者能夠呈現(xiàn)如此發(fā)展趨勢，與現(xiàn)場總線技術這一主要推動力量是分不開關系的?，F(xiàn)場總線能夠很好的實現(xiàn)并完成對自動化車間的監(jiān)控，以及現(xiàn)場設備層數(shù)的通信和控制工作，從而達到現(xiàn)場設備智能化和綜合自動化的要求。對PLC自動化控制系統(tǒng)和現(xiàn)場總線技術的討論及研究，對于完成國內的工業(yè)智能化控制這一目標，有著重大意義。通過PLC自動化控制系統(tǒng)與現(xiàn)場總線技術的融合，達到系統(tǒng)實時通信，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性，是本文探析的重點。

關鍵詞：PLC自動化控制系統(tǒng) 通信技術 工業(yè)領域

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）05-0000-00

1 PLC通信技術

目前最為常用的一種控制技術為西門子S7-200系列，此項技術除了以前生產通訊方案中常用的PPI協(xié)議通信外，還提供點對點接口、多對點接口、現(xiàn)場總線技術等相關支持。制造商的類型決定了可編程控制器的通訊方式。

1.1 PPI通信協(xié)議

PPI通信協(xié)議是西門子公司為S7-200系列PLC開發(fā)的專用通信協(xié)議。內置于S7-200CPU中。PPI協(xié)議通過屏蔽雙絞線這一方法就可以實現(xiàn)PPI通信。PPI協(xié)議是一種主站到從站協(xié)議。主站設備下發(fā)指令到從站設備，從站設備響應，主站靠PPI協(xié)議的連接與從站通訊。而從站只有在接到從主站發(fā)來的相關指令后，才進行必要的響應動作。

（1）主站設備。主站設備由HMI設備，也叫做人機界面，是系統(tǒng)與用戶之間交流信息的媒介，以及西門子PLC編程軟件系列的STEP 7、STEP-7Micro構成的組合式設備，也稱作主站。

（2）從站設備。該設備是主站設備選擇用以接收數(shù)據(jù)的設備，該設備主要由一種小型的可編程序控制器—S7-200以及擴展機架構成，在主站向從站下發(fā)了指令后，從站也可以當做主站設備來使用。

（3）PPI高級協(xié)議。設備之間的連接需要橋梁，通常稱呼它為邏輯關系，PPI高級協(xié)議就是設備與設備之間的邏輯關系。從站設備中的S7-200可以有效的支持PPI高級協(xié)議，從而減少系統(tǒng)對設備的限制，更有效的運用系統(tǒng)。

（4）PPI網絡傳輸方式和速度。PPI協(xié)議的基礎也是由異步協(xié)議演變而來，PPI網絡的傳輸是通過USB接口這一多點、高速的接口以及RS232這一異步傳輸標準、點對點連接，泛用性廣的接口來完成，傳輸速度可以達到1.3kbps。

1.2 PPI網絡的組態(tài)形式

PPI網絡通過拓撲結構，可以建立多個不同的網絡配置類型，比如一個多主站或是一個但主站等。

（1）單主站PPI網絡。組成這類PPI網絡的部分包括一個或多個可作為主站使用的小型的可編程序控制器—S7-200、PLC編程軟件系列的STEP 7或WIN系統(tǒng)的PG和PC，及HMI設備組成。

（2）多主站PPI網絡。主站與CPU之間的良好通信需要多主站PPI網絡環(huán)境，該環(huán)境下主站與從站可以進行數(shù)據(jù)交換，能與主站通信交換的從站也擴大為網絡上的任何一個。

（3）復雜化PPI網絡。在該網絡環(huán)境中，S7-200可以對設備間的對等通信進行相應編程。在該環(huán)境下，通信雙方能夠為互相提供并且獲得服務，獲得相同權限，有效提高效率。

2 PROFIBUS通信技術研究

2.1 PROFIBUS通信技術的概述

現(xiàn)場總線技術因為其開放性，是數(shù)字通信系統(tǒng)中被廣泛應用的一項技術。在國內的自動化控制以及制造自動化領域內，PROFIBUS通信技術已被廣泛的應用，在處理其他控制器和傳感器的各項信息的過程中，PROFIBUS通信技術也是作用巨大，是系統(tǒng)的集中化邁向自動化過程中的堅實一步。

2.2 PROFIBUS通信技術的基本組成

PROFIBUS通信技術是由三大子集組成，分別是PROFIBUSFMS、PROFIBUS-DP以及PROFIBUS-PA。

PROFIBUS-FMS針對大范圍的圖文轉換，主要工作是規(guī)范不同應用層次上每個主站之間的穩(wěn)定通信，定義主站與從站間的通信功能，對車間級或相同層面的監(jiān)控等。PROFIBUS-FMS能夠為車間級別的控制提供穩(wěn)定、中速、大范圍的通信服務。PROFIBUS-DP針對工廠及現(xiàn)場，DP的主要工作是在可編程控制器，自動控制設備、執(zhí)行器以及傳感器之間進行穩(wěn)定快速的通信。因為PROFIBUS-DP在整個應用中占據(jù)了將近80%，因此也會把PROFIBUS-DP泛指為PROFIBUS。

另外，PROFIBUS令牌與PROPINE協(xié)議之間存在的差異性，所以PROFI不可用來代指PROFIBUS。但PROFIBUS向以太網的發(fā)展離不開PROPINET，其向PROFIBUS提供了穩(wěn)定的互聯(lián)網支持，因此PROPINET也可看作PROFIBUS的子集。

3結語

該篇的主要研究對象是PLC自動化控制系統(tǒng)下的通信技術，對其他硬件軟件的研究沒有涉獵。就當前的現(xiàn)場總線技術而言，其具備出色之處及泛用性的同時，還存在有待研究的技術問題。目前現(xiàn)場總線技術規(guī)格還不標準，品種較少，很難組裝大型系統(tǒng)、與不同的總線技術之間通信協(xié)議不匹配，致使不同總線技術的互相無法操作，這些都是現(xiàn)場總線技術有待解決的問題。這些問題是接下來研究與討論的重要對象，同時也是未來發(fā)展的重點與重心所在。

參考文獻

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