西門子PLC控制網(wǎng)絡(luò)的配置策略與應(yīng)用

馮洪江

摘要：提出了一種西門子PLC控制網(wǎng)絡(luò)配置策略。通過合理配置通訊接口、網(wǎng)絡(luò)類型、傳輸介質(zhì)等，提高了生產(chǎn)效率和自動化控制水平，有效降低了企業(yè)生產(chǎn)成本，取得了較好的經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：傳輸介質(zhì)；網(wǎng)絡(luò)；配置；自動化

隨著現(xiàn)代社會科學技術(shù)不斷發(fā)展，PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用也越來越廣泛，而其中比較重要的一種就是西門子PLC系統(tǒng)。在西門子PLC系統(tǒng)實際應(yīng)用中，十分重要的一點就是應(yīng)當對控制網(wǎng)絡(luò)進行合理配置及應(yīng)用，從而保證整體系統(tǒng)應(yīng)用取得理想的成果。

1西門子PLC控制網(wǎng)絡(luò)的配置策略

1.1通訊接口

在西門子PLC控制網(wǎng)絡(luò)中，主要包括兩種通訊接口的方式，分別是模塊處理器和PG/PC通信卡。在系統(tǒng)中，模塊處理器通過和PLC的一側(cè)連接來進行工作。這種接口方式的特點在于其具有智能性，能夠使PLC自動接入到相匹配的網(wǎng)絡(luò)之中。通過這樣的方式能夠使PLC的功能得到充分發(fā)揮。同時，模塊處理器還具有一些功能上的特性，這就使得其能夠通過自身來解決一些問題，而不是過分地依賴于CPU，間接地減輕了CPU的工作壓力。目前，模塊處理器有多種不同類型，在功能特性上也存在一定差異，各具特點。西門子S7-200系列模塊處理器特點為，它有PPI（pointtopointinterface，PPI）和MPI（multi-pointinterface，MPI）兩個專門負責通信聯(lián)絡(luò)信號的接口。PG/PC通信卡能夠使PG/PC設(shè)備和與之相對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)進行連接，一般在PLC主機上都設(shè)有專門進行PG/PC通信卡連接的接口。PG/PC接口能夠協(xié)助一些未設(shè)微處理器的設(shè)備來進行相應(yīng)的連接工作，從而使設(shè)備的功能得到充分發(fā)揮。

1.2網(wǎng)絡(luò)類型

西門子PLC中具有很多不同的網(wǎng)絡(luò)類型，功能各有差別，優(yōu)缺點也不盡相同。設(shè)計這些不同網(wǎng)絡(luò)類型的目的是滿足不同層次控制網(wǎng)絡(luò)的實際需求。目前，可以將控制網(wǎng)絡(luò)分為符合國際標準的通訊網(wǎng)絡(luò)和西門子公司自行開發(fā)的專用通信網(wǎng)絡(luò)這兩類。

2.西門子PLC控制網(wǎng)路的配置要求

2.1通訊能力

西門子控制網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該具備的網(wǎng)絡(luò)通訊功能包括：S5兼容通訊、S7基本通訊、OP通訊和標準通訊等。具體形式如下：利用工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)和接收口優(yōu)化PLC之間的通訊活動分析，同時提供功能較為強大且便于操作的任務(wù)形式，單位任務(wù)的可利用數(shù)據(jù)量字節(jié)一般維持在64k以下；在S7CPU中相對集中的軟件模塊集成形式影響下，主要利用MPI網(wǎng)進行機能拓展，借助用戶的編程信息調(diào)用SFC；OP、PG與PLC之間在進行編程、組態(tài)環(huán)節(jié)中，還具備人機交互的監(jiān)控優(yōu)勢，這種通訊模式同樣需要工業(yè)以太網(wǎng)的支持；標準通訊則是經(jīng)過不同出產(chǎn)廠家制造，同時具備不同類型系統(tǒng)產(chǎn)品之間的溝通方式。在實際應(yīng)用過程中，需要做好細節(jié)資料調(diào)查，包括網(wǎng)絡(luò)中各個節(jié)點的硬件配置情況、通訊接口的標準狀態(tài)等內(nèi)容，盡量保證通訊環(huán)境的適宜程度。

2.2通訊接口

關(guān)于西門子PLC控制網(wǎng)絡(luò)的接口連接方式包括PC通訊卡、模塊處理器、PLC主機編程接口等。PC通訊卡可以將PC設(shè)備連接到預設(shè)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，但是其種類相對繁多，使用時需要做好關(guān)于他們之間功能差異的區(qū)分，如CP5511設(shè)備不存在微處理器，因此可以將計算機連接到MPI網(wǎng)絡(luò)上，實現(xiàn)后期工作的銜接；關(guān)于模塊處理器的功能，主要是用在PLC側(cè)的連接，這類模塊具備良好的智能性，能自動將PLC連接到合理的網(wǎng)絡(luò)中，同時減少CPU的負擔；S7系列中主機自身的編程接口在控制網(wǎng)絡(luò)中可以替代通訊接口而存在；另外，有些主機上不但擁有編程接口，同時提供了專用的通訊接口，用于連接分布式設(shè)備更加合理，既可以組態(tài)成為主站，也可以轉(zhuǎn)換為從站形式。

3.西門子PLC控制網(wǎng)絡(luò)的配置策略

3.1控制網(wǎng)絡(luò)配置中的網(wǎng)絡(luò)鏈接

就當前西門子PLC實際應(yīng)用情況而言，在系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)通訊接口，其主要包括以下四種不同方式：其一，PC通訊卡鏈接，該鏈接方式主要就是應(yīng)用于類型相同的網(wǎng)絡(luò)連接中，由于PC通訊卡種類比較多，在實際應(yīng)用中也就應(yīng)當準確了解其各種功能；其二，PLC專用模塊鏈接，對于PLC專用模塊而言，其具備一定智能性特點，可使PLC及特定網(wǎng)絡(luò)之間實現(xiàn)有效鏈接，在此基礎(chǔ)上也就能夠有效緩解自動化控制系統(tǒng)所產(chǎn)生消極影響；其三，集成編程接口，這種接口鏈接方式主要就是應(yīng)用于MPI及PPI控制網(wǎng)絡(luò)通訊中；其四，集成通訊接口，在控制網(wǎng)絡(luò)中該接口屬于十分重要的組成部分，在實際應(yīng)用過程中表現(xiàn)出十分強大的功能。

3.2控制網(wǎng)絡(luò)配置中的傳媒載體

在西門子PLC控制網(wǎng)絡(luò)實際配置過程中，其主要包括三種不同類型傳輸載體，分別為電氣傳輸、光纜傳輸及無線傳輸。其中，對于電氣傳輸而言，其能夠通過標準圓形截面實現(xiàn)電纜屏蔽，在此基礎(chǔ)上也就能夠?qū)崿F(xiàn)有效傳輸相關(guān)數(shù)據(jù)信息內(nèi)容；對光纜傳輸方式而言，其主要就是在利用玻璃纖維的基礎(chǔ)上對傳輸距離實行戶內(nèi)及戶外有效拓展；對于無線傳輸而言，為能夠使數(shù)據(jù)信息短距離傳輸?shù)靡詫崿F(xiàn)，需要運用紅外線鏈接模塊，在此基礎(chǔ)才能夠更好進行信息傳輸。

3.3網(wǎng)絡(luò)功能多元化

對于西門子PLC中的控制網(wǎng)絡(luò)，正常情況下其包括以下四個方面功能：第一，S5兼容通訊功能，該功能就是在規(guī)定條件下發(fā)送口及接受口均能夠?qū)LC通訊進行優(yōu)化，且能夠科學合理應(yīng)用S7系列中相關(guān)PLC通訊，其中具有較明顯效果的就是應(yīng)用于工業(yè)以太網(wǎng)環(huán)境中。第二，S7通訊功能，該功能主要就是能夠有效提供相關(guān)通訊任務(wù)。第三，PG通訊功能，PG通訊可有效處理PLC控制網(wǎng)絡(luò)中的相關(guān)編程，然而在實際應(yīng)用過程中需要結(jié)合各種相關(guān)硬件設(shè)備，在此基礎(chǔ)上選擇科學適當通訊方式。

4.西門子PLC控制網(wǎng)絡(luò)的具體應(yīng)用

在西門子PLC控制網(wǎng)絡(luò)實際應(yīng)用過程中，在將西門子控制網(wǎng)絡(luò)選定之后，以設(shè)備實際位置為依據(jù)，將整體控制系統(tǒng)分解成為5個不同控制站，對于各個站點之間數(shù)據(jù)傳輸而言，可在連鎖控制技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，使后續(xù)工作能夠得以更好開展。就現(xiàn)場數(shù)據(jù)鏈路層而言，其主要包括兩種不同形態(tài)，分別為主-從混合線路以及令牌總線，在主站之間可使口令傳遞得以實現(xiàn)，在這一傳遞過程中，在任何時間主站和從站之間均可實現(xiàn)及時交流。在實際應(yīng)用過程中，從站雖然無法實現(xiàn)口令發(fā)送，然而在主站發(fā)送相關(guān)性信息時可實行接受及恢復，這種拓撲結(jié)構(gòu)無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)自由傳輸。對于西門子PLC控制網(wǎng)絡(luò)而言，在實行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計過程中，對于全部監(jiān)控站點均可將其設(shè)置成為主站，在此基礎(chǔ)上也就能夠使各個不同站點之間實現(xiàn)有效交流，較好實行數(shù)據(jù)傳輸。然而，在將各個不同控制站點設(shè)置成為主站的情況下，其需要整個生產(chǎn)工藝具有較長流程，各個及其相關(guān)設(shè)備之間比較分散，對于控制系統(tǒng)穩(wěn)定性會產(chǎn)生一定程度影響。為能夠使這一問題得以較好解決，各個站點應(yīng)當對相關(guān)設(shè)備進行合理選擇，可選擇CUP315-2DP當作主站，同時使子網(wǎng)結(jié)構(gòu)形成，而后選擇ET200模塊作為從站，在此基礎(chǔ)上可實現(xiàn)現(xiàn)場信號有效控制。

5.結(jié)語

西門子PLC在CPU中具有較快的運算速度，同時對程序的執(zhí)行效率也很高，面對工藝控制功能的集成化趨勢，真正實現(xiàn)故障冗余的清除，改良技術(shù)的性能，是促成硬件、軟件配套技術(shù)在聯(lián)網(wǎng)通信方面開發(fā)的必要前提。目前關(guān)于控制網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品樣式途徑十分繁多，加上配置策略的詳盡，相信可以提供給用戶更多的應(yīng)用價值，促進相關(guān)事業(yè)長久發(fā)展和優(yōu)化改革。

參考文獻

[1]王眾，李瑩.西門子PLC控制網(wǎng)絡(luò)的配置策略與應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù).2017（20）.

[2]鄭文靜.西門子PLC控制網(wǎng)絡(luò)的配置策略與應(yīng)用探討[J].數(shù)字通信世界.2017（07）.

（作者單位：本溪鋼鐵（集團）信息自動化有限責任公司）