柏寧娟

主要介紹了西門子PLC在風機控制系統(tǒng)中與第三方設備的通訊方式，重點講述了西門子S7-400H冗余控制系統(tǒng)與高爐控制系統(tǒng)之間的通訊；與本特利3500監(jiān)測系統(tǒng)的Modbus通訊；與獨立的遠程I/O站的Profibus總線通訊以及與遠程控制系統(tǒng)S7-400和S7-300之間的通訊。

【關鍵詞】西門子PLC 通訊方式 Profibus總線通訊 Modbus通訊

工業(yè)通訊在自動化技術領域一直發(fā)揮著重要的作用。工業(yè)以太網(wǎng)廣泛應用于工廠的控制級通訊，以實現(xiàn)PLC與PLC之間，PLC與上位機之間的通訊。高爐鼓風機的控制系統(tǒng)與用戶高爐控制系統(tǒng)中采用最多的就是以太網(wǎng)通訊，走的是上位通訊。與本特利3500監(jiān)測系統(tǒng)的通訊是走下位Modbus通訊，與西門子電機的變頻啟動裝置或者用戶遠程I/O站的通訊走的都是下位Profibus DP總線通訊。下面就某項目中的通訊方式應用來闡述。

1 以太網(wǎng)通訊方式

以西門子S7-400冗余系統(tǒng)為例，工程師站和操作員站通過工業(yè)以太網(wǎng)卡和交換機連接，交換機和CPU之間通過以太網(wǎng)連接，交換機的RJ45口或者光口都可以和用戶高爐系統(tǒng)或者其他設備都通過以太網(wǎng)實現(xiàn)通訊。這樣就可以在風機控制室內(nèi)讀取用戶高爐或者其他設備的監(jiān)測數(shù)據(jù)。西門子交換機的光口采用多模光纖傳輸距離5km，單模光纖傳輸距離為26km。這種以太網(wǎng)通訊方式在現(xiàn)場得到了廣泛應用，如圖1所示。

2 通過Profibus DP總線通訊方式

S7-400H作為DP主站，可通過集成在S7-400 CPU上的PROFIBUS DP接口，可以連接ET200分布式I/O設備、現(xiàn)場設備、S7-300、SIMATIC S7-400（通過CP443-5）這些都作為從站連接到PROFIBUS DP接口上，這是西門子S7-400H系統(tǒng)和遠程的I/O站的通訊。

遠程I/O站也是ET200M結構，兩者之間通過OLM（光電轉換器）實現(xiàn)了PROFIBUS DP總線的電氣信號與光纖信號的轉換，常用于PROFIBUS DP多個站之間總線串聯(lián)，而且兩者相對距離較遠采用光電轉換器。光纖傳輸距離：多模2km，單模20km。

（1）冗余PROFIBUS DP總線和單通道的PROFIBUS DP之間通訊，機組的控制系統(tǒng)采用的是S7-400冗余系統(tǒng)，用戶高爐側的某些設備采用的S7-300不冗余系統(tǒng)，或者是機組控制系統(tǒng)要和高壓側的西門子電機變頻裝置之間的通訊，這兩個系統(tǒng)之間要求進行PROFIBUS DP總線通訊，在機組控制系統(tǒng)I/O機架上增加一套Y-Link連接器，Y-Link包括：2個IM157接口模塊，1個Y耦合器，1個總線模板BM IM157，1個總線模板BM Y耦合器。Y-Link是一種總線耦合器，用于在冗余Profibus-DP系統(tǒng)和單通道Profibus-DP系統(tǒng)之間的過渡。比我們通常采用MODBUS下位通訊方式速度相對提高很多。目前有些機組和變頻啟動裝置之間或者和本特利3500系統(tǒng)直接采用MODBUS通訊方式，但是MODBUS通訊協(xié)議是一種主從方式的通訊協(xié)議，即只能實現(xiàn)單向通訊，

（2）西門子冗余的PROFIBUS DP總線與遠程的西門子冗余系統(tǒng)的PROFIBUS DP總線之間的通訊，在原有的兩套西門子控制系統(tǒng)硬件基礎上各增加一套Y-Link連接器、DP/DP coupler以及用于安裝Y-Link和DP/DP coupler的導軌；DP/DP coupler是兩個Y-Link之間的連接設備，一邊連接機組側，一邊連接高爐側。

在大型機組控制系統(tǒng)（西門子PLC）與高爐控制系統(tǒng)之間進行通訊，以往咱們最常用的是走工業(yè)以太網(wǎng)通訊，用PLC系統(tǒng)配置的以太網(wǎng)交換機預留口與高爐通訊，這種通訊方式通常來自外部（上位）的以太網(wǎng)通訊和控制系統(tǒng)本身的下位控制站上來的以太網(wǎng)通訊是兩個獨立的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，在上位組態(tài)時不能形成一個有機的整體。采用Profibus-DP下位通訊方式后，兩個控制系統(tǒng)之間的通訊會穩(wěn)定、可靠、迅速；而且可以隔離兩個控制系統(tǒng)，沒有特殊的程序要求，兩個系統(tǒng)之間的通訊還是雙向的。

3 結束語

西門子S7-400有多種通訊方式：組合式多點MPI和DP主接口，集成在所有CPU內(nèi)，S7-200和S7-300系統(tǒng)以及其他的S7-400系統(tǒng)。附加的PROFIBUS DP接口集成在某些CPU內(nèi)，適用于經(jīng)濟型ET-200分布式I/O系統(tǒng)。還可連接到PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng)的通訊模塊。由于Profibus總線目前是國際上應用最廣泛的兩個總線之一，Profibus總線通訊是一種雙向通訊方式，顯然采用Profibus總線通訊具有明顯的優(yōu)勢。

參考文獻

[1]兌幸福，孫士平.西門子PLC通訊詳解[J].可編程控制器與工廠自動化，2011.

[2]張鵬，孫晨宇.西門子PLC與第三方設備的DP通訊、無線通訊[J].電子技術與軟件工程，2015.

作者單位

西安陜鼓工程技術有限公司 陜西省西安市 710075