淺談西門子PLC 常用的通訊方式

趙 昕

（山信軟件股份有限公司萊蕪自動化分公司，濟南 271104）

PLC 網(wǎng)絡(luò)是由幾級子網(wǎng)復合而成的一種網(wǎng)絡(luò)，各級子網(wǎng)的通信過程是由通訊協(xié)議決定的，而通信方式最終是通信協(xié)議的核心內(nèi)容。通訊方式主要包括控制方式和數(shù)據(jù)傳送方式。

1 通訊的基本概念

1.1 通訊過程

通訊過程是以發(fā)送設(shè)備作為數(shù)據(jù)信息傳送源，借助于中間傳輸鏈條實現(xiàn)信息的傳輸過程。中間鏈條也稱之為傳輸介質(zhì)，各種數(shù)據(jù)信息在傳輸介質(zhì)的內(nèi)環(huán)境中匯集為信號源。如果將信號源加以細化，又可劃分為離散信號源以及模擬信號源，而傳輸介質(zhì)可以劃分為無線介質(zhì)與有線介質(zhì)。當終端設(shè)備接收到信號源之后，能夠?qū)π盘栐催M行分析、譯碼和有效調(diào)節(jié)，使信號源轉(zhuǎn)換成為易于理解和接受的信息[1]。

1.2 比特率和波特率

在全部數(shù)據(jù)信號當中，比特（bit）為最小單位信號。比特率則是指每秒傳送的比特（bit）數(shù)。單位用bps 來表示。比特率通常以數(shù)學信號傳輸為主，可以特指單位時間內(nèi)的二進制數(shù)據(jù)量。而波特（baud）率則是計算機或者單片機在串口通信時的速率?？梢蕴刂竼挝粫r間內(nèi)調(diào)制信號的變化規(guī)律，這種規(guī)律通常形成一個波形圖，借助于波形圖，能夠直觀的看出傳輸信號在單位時間內(nèi)的數(shù)量多少。

波特率與比特率的關(guān)系為：比特率=波特率*單個信號對應的二進制位數(shù)。

2 常用通訊方式

2.1 MPI

MPI 是基于一種跨語言通訊協(xié)議的信息傳遞接口，MPI 具有可移植性、規(guī)模龐大、性能卓越等優(yōu)勢。這種通俗易懂的通訊方式在通訊領(lǐng)域被普遍應用。MPI 網(wǎng)絡(luò)可以同時支撐和容納32個連接節(jié)點，直線通信傳輸距離能夠達到50m，如果借助于中繼器，傳輸距離仍然可以繼續(xù)延長。

PC 側(cè)的MPI 通訊卡類型：可分為以下三種類型，第一種類型：PC 適配器，英文名稱為PC Adapter，一端可與PC 連接，另一段需要與CPU 相連接，該連接方式不具備診斷網(wǎng)絡(luò)功能，但通訊速率最高可達到1.5M/s。第二種類型，CP5511 / CP5512，適用于PLC 與PG 之間的通訊通訊方式，具有網(wǎng)絡(luò)診斷功能，通信速率最高能夠達到12M/s，第三種型號為CP5611 /CP5613，主要是針對PLC 與臺式電腦之間的通訊，具有網(wǎng)絡(luò)診斷功能，通訊速率最高可達12M/s[2]。

MPI 通訊介于PLC 與HMI 二者之間，對PLC 與HMI 產(chǎn)生依附作用，進而MPI 通訊無須其他組件的支撐，也無須寫入其他程序，只需要事先設(shè)定一個通訊參數(shù)就可以完通訊過程，而這種通訊方式特指與觸摸屏以及PC 組態(tài)軟件的通訊。與觸摸屏通訊即用Pro Tool 或 wincc flexible 組態(tài)軟件對參數(shù)進行設(shè)定即可，在設(shè)置參數(shù)過程中，主要保持通訊速率高度一致；而在對PC 組件進行通訊設(shè)置時，需要在上位機中將通訊卡CP5611插入其中，并且需要對PG 和PC 的接口進行設(shè)施，選擇CP5611接口即可。

2.2 Profibus

Profibu 在設(shè)置過程中，必須與國際標準IEC61158 相吻合，因為該標準是目前國際上通用的總線標準之一，主要由Profibus-PA、Profibus-DP、Profibus-FMS[3]構(gòu)成。

Profibus 總線在傳輸過程中，需要以異步、半雙工作為基礎(chǔ)傳播途徑，并需要通過介質(zhì)進行傳輸，傳輸介質(zhì)通常為雙絞線或者光纜，傳輸速率控制在9.6-1.875K bit/s 即可，傳輸最長距離為1000m。當介入中繼器，總線長度能夠繼續(xù)擴展或者是將Profibus 從站數(shù)超過32。根據(jù)所處的環(huán)境選擇不同 I/O 站，并根據(jù)站點數(shù)決定線纜的鋪設(shè)情況以及使用RS485的數(shù)量情況。

介于Profibus-DP 兩個主站網(wǎng)絡(luò)間，可通過DP/DP Coupler進行連接數(shù)據(jù)通信，最高輸入和輸出字節(jié)均為244字節(jié)，兩個網(wǎng)絡(luò)的通訊速率不必保持一致。

2.3 以太網(wǎng)

拓樸結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)部件、Simatic Net 軟件、通信處理器共同組成Simatic Net 工業(yè)以太網(wǎng)。通常情況下將Simatic Net 工業(yè)以太網(wǎng)涵蓋兩個類別，一種是100M bit/s 工業(yè)以太網(wǎng)，另外一種則是10M bit/s 工業(yè)以太網(wǎng)。以太網(wǎng)應用帶傳輸技術(shù)，中間介質(zhì)為CSMA/CD，利用該介質(zhì)構(gòu)建一個單元級以及控制級的傳輸網(wǎng)絡(luò)。而在通常情況下，西門子工業(yè)以太網(wǎng)主要以屏蔽雙絞線、光纜以及工業(yè)屏蔽雙絞線作為物理傳輸介質(zhì)，較為常見的通信處理器包括S7 PLC 站上的CP 系列在PC 組件上使用的網(wǎng)卡。

3 結(jié)束語

本文主要從通訊的組成部分、MPI、Profibus、以太網(wǎng)等方面對PCL 的通訊方式進行敘述，希望對PCL 的通訊方式認識更加深刻，可對從業(yè)者有所幫助。