基于工業(yè)以太網(wǎng)的西門子S7-400系列PLC之間的通信連接與應(yīng)用分析

郭宇

【摘 ?要】隨著互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，我國經(jīng)濟實力的不斷提高，工業(yè)自動化的建設(shè)也在不斷的興起，人們對工業(yè)中單體設(shè)備的生產(chǎn)運行提出了新的要求，同時也對PLC之間的通信方式的要求越來越高，運用傳統(tǒng)的觀念已經(jīng)不符合時代發(fā)展的要求，這就需要對傳統(tǒng)思想觀念進行不斷的優(yōu)化和創(chuàng)新，從而保證工業(yè)設(shè)備的生產(chǎn)運行能夠符合時代發(fā)展的要求。本文主要對西門子工業(yè)以太網(wǎng)的簡介和通信方式進行簡單的敘述，然后對應(yīng)用實例進行詳細的闡述。

【關(guān)鍵詞】以太網(wǎng)通信;S7-400;S7-連接;柔性裝配線

隨著新時代的不斷發(fā)展，我國社會經(jīng)濟的不斷提高，工業(yè)得到了迅速發(fā)展，在工業(yè)發(fā)展的過程中，設(shè)備自動化程度也在不斷的增加，傳統(tǒng)的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)不能夠滿足人們對設(shè)備生產(chǎn)的需求，而越來越多的通信連接方式也在PLC之間不斷的涌現(xiàn)。通過利用先進通信連接方式的技術(shù)手段，對傳統(tǒng)工業(yè)自動化孤島的現(xiàn)象進行打破，從而能夠形成生產(chǎn)完整的控制系統(tǒng)。在PLC之間進行通信連接的過程中，比較常用的通信方式包括了兩種：太網(wǎng)通信方式和Profibus通信方式。因此，設(shè)備安裝太網(wǎng)接口的現(xiàn)象也在不斷的增加，從而形成了一個完整以太網(wǎng)而控制設(shè)備運行的系統(tǒng);隨著計算機技術(shù)廣泛應(yīng)用，其中以太網(wǎng)是計算機技術(shù)中的包含的一種技術(shù)手段，并且有著現(xiàn)代先進技術(shù)手段的支持，在運用以太網(wǎng)的過程中，可以在一定程度上提高設(shè)備之間的通信效率，因此以太網(wǎng)在PLC之間已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。

1西門子工業(yè)以太網(wǎng)

1.1西門子工業(yè)以太網(wǎng)簡介

在西門子公司發(fā)展的過程中，運用以太網(wǎng)形式進行設(shè)備運行控制的售后不僅具有現(xiàn)代先進的解決方案，并且還含有豐富的經(jīng)驗。在工業(yè)對以太網(wǎng)通信技術(shù)進行現(xiàn)場驗證的過程中，其中以太網(wǎng)技術(shù)主要包含了兩種類型：100Mbit/s快速和10Mbit/s工業(yè)以太網(wǎng)，在不同傳輸速率的情況下，需要運用相對應(yīng)的以太網(wǎng)技術(shù)類型。以太網(wǎng)技術(shù)主要包含了三個部分：通信處理器、傳輸介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)模塊。以太網(wǎng)技術(shù)的通信處理器又包括了CP243-1、CP343-1、CP443-1;傳輸介質(zhì)包括了屏蔽雙絞線和光線;網(wǎng)絡(luò)模塊包括了以太網(wǎng)交換機和網(wǎng)絡(luò)鏈路模塊[1]。

1.2通信方式

在西門子公司發(fā)展的過程中，以太網(wǎng)支持的通信方式是比較是的，其中比較常用的通信方式包括了三種：點對點連接、TCP連接和S7連接。

其中S7連接方式是最常用的方式，具有以下幾種特性：

第一，可以在全部的S7/M7的設(shè)備中進行組態(tài)工作;第二，S7連接方式可以適用于全部類型的以太網(wǎng)技術(shù)類型，其中包括了Industrial Ethernet、MPI、PROFIBUS;第三，可以在主站和從站之間的數(shù)據(jù)進行傳送，其中主要包括了兩種：FBBSEND/BRCV、SFBBSEND/BRCV，并且傳送數(shù)據(jù)內(nèi)容的準(zhǔn)確性是比較高的，已經(jīng)達到了64kB;第四，在S7連接運用SFBBSEND/URCV的過程張，不僅可以加快通信連接的時間，還可以保證出傳送數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性[2]。

2應(yīng)用實例

2.1確定方案

在運用以太網(wǎng)技術(shù)進行通信連接的過程中，需要對兩套PLC之間的通信方式進行確定。在這兩套PLC中的S7-4162DP都是采用CPU，每一個CPU中都會含有兩個DP口，但是在運用以太網(wǎng)技術(shù)的時候已經(jīng)占用了CPU自帶的兩個DP口，如果采用的通信方式為ProfibusDP的情況下，不僅需要對采購的ProfibusDP接口的模塊進行擴展工作，還需要對采購的DP通信電纜口進行擴展工作。還對PLC的配備提出了一定的要求，都需要配備以太網(wǎng)卡模塊CP443-1，所有的數(shù)據(jù)通過千兆光纖的時候，就會對IT的交換機房進行連接，這就說明了兩套PLC之間已經(jīng)存在了以太網(wǎng)技術(shù)的通信物理鏈路，并且是不需要在對另外的硬件成本進行增加，從而可以對兩套PLC之間的通信方式進行確定，這樣不僅可以提升通信的效率，還在一定程度上節(jié)約了使用成本[3]。

2.2確定數(shù)據(jù)通信內(nèi)容

在確定兩套PLC之間的通信方式之后，就需要對數(shù)據(jù)通信的內(nèi)容進行確定。在確定兩套PLC之間的數(shù)據(jù)通信內(nèi)容的過程中，主要包括了兩個方面：

第一，在對訂單信息進行傳送的過程中，是從前橋裝配線的第一個工位進行傳送，其傳送的地點是前轉(zhuǎn)向節(jié)裝配線的第一個工位。在對訂單信息傳送改造之前，其傳送信息的過程是在PLC內(nèi)部完成的，但是在對訂單信息傳送進行改造之后，傳送的地點發(fā)生的轉(zhuǎn)變，是從一個PLC（FA）進行信息的傳送，傳送的地點是另外一個PLC（FB）中，這樣不僅可以避免訂單信息出現(xiàn)重復(fù)的現(xiàn)象，還可以避免訂單信息丟失的現(xiàn)象，同時還不會出現(xiàn)PLC沒收受到訂單信息的情況。

第二，在對一部分?jǐn)?shù)據(jù)內(nèi)容進行傳送的過程中，其實在兩個PLC（FA與FB）之間完成信息傳送工作。需要對前副車架裝配線的訂單信息與在前轉(zhuǎn)向節(jié)裝配的最后一個工位的訂單信息進行對比工作。操作人員需要對前轉(zhuǎn)向節(jié)裝配最后一個工位的前轉(zhuǎn)向節(jié)模塊進行安裝工作，其安裝位置是在前副車架裝配線的第一個工位，因此需要保持轉(zhuǎn)向節(jié)工位的訂單信息與副車架工位訂單信息的一致性[4]。

2.3具體實施

在對兩套PLC之間的通信方式和通信內(nèi)容確定之后，然后就是實踐實施的具體過程。在對工廠的前后橋裝配線44S進行改造的過程中，提出了一定的時間規(guī)定，其時間需要在7天之內(nèi)完成前后橋裝配線44S的改造工作。因此在開始改造之前，需要制定的兩套PLC之間通信連接的方式進行模擬測試，在確定模擬測試結(jié)果以后，需要對PLC程序中的編制數(shù)據(jù)進行交換。在設(shè)備停止運行之后，需要對新舊PLC之間的通信連接進行充分考慮，同時還需要對新舊PLC資金的調(diào)制程序上面進行充分考慮，從而能夠促進工廠前后橋裝配線44S改造的工作效率，能夠為之后的項目爭取更多的時間[5]。

3結(jié)束語

在新時代不斷發(fā)展的背景下，信息化技術(shù)的應(yīng)用不斷擴大，促進了工業(yè)的快速發(fā)展，在工業(yè)發(fā)展的過程中，以太網(wǎng)技術(shù)在數(shù)據(jù)信息通信連接中得到了廣泛應(yīng)用，其中在運用以太網(wǎng)技術(shù)的時候，主要包括了兩種類型：100Mbit/s快速和10Mbit/s工業(yè)以太網(wǎng)，在兩種類型中可以根據(jù)信息傳輸?shù)乃俾蔬M行選擇，從而能夠保證傳輸數(shù)據(jù)信息內(nèi)容的準(zhǔn)確性。在工業(yè)運用以太網(wǎng)技術(shù)的過程中，不僅需要對兩套PLC之間的通信方式進行確定，還需要對兩套PLC之間的通信數(shù)據(jù)內(nèi)容進行確定，最大程度上保證通信數(shù)據(jù)信息內(nèi)容的完整性。還需要運用以太網(wǎng)技術(shù)對新舊PLC之間的通信連接進行改造，從而能夠保證設(shè)備之間信息傳輸?shù)挠行浴?/p>

參考文獻：

[1]李爽.淺析基于工業(yè)以太網(wǎng)的西門子S7-400系列PLC之間的通信連接與應(yīng)用[J].自動化應(yīng)用，2018，（2）：38-40.

[2]五冶集團上海有限公司.一種改進的基于PLC網(wǎng)絡(luò)通信的長距離皮帶輸送系統(tǒng)：CN201510596324.0[P].2016-07-13.

[3]陳雪嬌，繆文南.基于C#的西門子PLC以太網(wǎng)通訊接口的實現(xiàn)[J].微型電腦應(yīng)用，2019，35（4）：117-119.

[4]張毅.Delphi開發(fā)西門子S7-1200/1500 PLC以太網(wǎng)心跳通信組件[J].智能計算機與應(yīng)用，2019，9（1）：264-266.

[5]張春杰.西門子PLC通過工業(yè)以太網(wǎng)通信的ISO-ON-TCP連接方式[J].國內(nèi)外機電一體化技術(shù)，2010：37-39.

（作者單位：本溪鋼鐵（集團）有限責(zé)任公司）