馮洪江

摘要：提出了一種西門(mén)子PLC控制網(wǎng)絡(luò)配置策略。通過(guò)合理配置通訊接口、網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型、傳輸介質(zhì)等，提高了生產(chǎn)效率和自動(dòng)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(jì)效益。

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

隨著現(xiàn)代社會(huì)科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，而其中比較重要的一種就是西門(mén)子PLC系統(tǒng)。在西門(mén)子PLC系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用中，十分重要的一點(diǎn)就是應(yīng)當(dāng)對(duì)控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)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(mén)子PLC控制網(wǎng)絡(luò)的配置策略

1.1通訊接口

在西門(mén)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(guò)和PLC的一側(cè)連接來(lái)進(jìn)行工作。這種接口方式的特點(diǎn)在于其具有智能性，能夠使PLC自動(dòng)接入到相匹配的網(wǎng)絡(luò)之中。通過(guò)這樣的方式能夠使PLC的功能得到充分發(fā)揮。同時(shí)，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(guò)自身來(lái)解決一些問(wèn)題，而不是過(guò)分地依賴(lài)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(lèi)型，在功能特性上也存在一定差異，各具特點(diǎn)。西門(mén)子S7-200系列模塊處理器特點(diǎn)為，它有PPI（pointtopointinterface，PPI）和MPI（multi-pointinterface，MPI）兩個(gè)專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)通信聯(lián)絡(luò)信號(hào)的接口。PG/PC通信卡能夠使PG/PC設(shè)備和與之相對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，一般在PLC主機(jī)上都設(shè)有專(zhuān)門(mén)進(jìn)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(lái)進(jìn)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(lèi)型

西門(mén)子PLC中具有很多不同的網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型，功能各有差別，優(yōu)缺點(diǎn)也不盡相同。設(shè)計(jì)這些不同網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型的目的是滿(mǎn)足不同層次控制網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際需求。目前，可以將控制網(wǎng)絡(luò)分為符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的通訊網(wǎng)絡(luò)和西門(mén)子公司自行開(kāi)發(fā)的專(zhuān)用通信網(wǎng)絡(luò)這兩類(lèi)。

2.西門(mén)子PLC控制網(wǎng)路的配置要求

2.1通訊能力

西門(mén)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(biāo)準(zhǔn)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(dòng)分析，同時(shí)提供功能較為強(qiáng)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(duì)集中的軟件模塊集成形式影響下，主要利用MPI網(wǎng)進(jìn)行機(jī)能拓展，借助用戶(hù)的編程信息調(diào)用SFC；OP、PG與PLC之間在進(jìn)行編程、組態(tài)環(huán)節(jié)中，還具備人機(jī)交互的監(jiān)控優(yōu)勢(shì)，這種通訊模式同樣需要工業(yè)以太網(wǎng)的支持；標(biāo)準(zhǔn)通訊則是經(jīng)過(guò)不同出產(chǎn)廠家制造，同時(shí)具備不同類(lèi)型系統(tǒng)產(chǎn)品之間的溝通方式。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，需要做好細(xì)節(jié)資料調(diào)查，包括網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的硬件配置情況、通訊接口的標(biāo)準(zhǔn)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(mén)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(jī)編程接口等。PC通訊卡可以將PC設(shè)備連接到預(yù)設(shè)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，但是其種類(lèi)相對(duì)繁多，使用時(shí)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(jì)算機(jī)連接到MPI網(wǎng)絡(luò)上，實(shí)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(lèi)模塊具備良好的智能性，能自動(dòng)將PLC連接到合理的網(wǎng)絡(luò)中，同時(shí)減少CPU的負(fù)擔(dān)；S7系列中主機(jī)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(jī)上不但擁有編程接口，同時(shí)提供了專(zhuān)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(mén)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(dāng)前西門(mén)子PLC實(shí)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(lèi)型相同的網(wǎng)絡(luò)連接中，由于PC通訊卡種類(lèi)比較多，在實(shí)際應(yīng)用中也就應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確了解其各種功能；其二，PLC專(zhuān)用模塊鏈接，對(duì)于PLC專(zhuān)用模塊而言，其具備一定智能性特點(diǎn)，可使PLC及特定網(wǎng)絡(luò)之間實(shí)現(xiàn)有效鏈接，在此基礎(chǔ)上也就能夠有效緩解自動(dòng)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(shí)際應(yīng)用過(guò)程中表現(xiàn)出十分強(qiáng)大的功能。

3.2控制網(wǎng)絡(luò)配置中的傳媒載體

在西門(mén)子PLC控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)際配置過(guò)程中，其主要包括三種不同類(lèi)型傳輸載體，分別為電氣傳輸、光纜傳輸及無(wú)線(xiàn)傳輸。其中，對(duì)于電氣傳輸而言，其能夠通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)圓形截面實(shí)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(duì)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(duì)傳輸距離實(shí)行戶(hù)內(nèi)及戶(hù)外有效拓展；對(duì)于無(wú)線(xiàn)傳輸而言，為能夠使數(shù)據(jù)信息短距離傳輸?shù)靡詫?shí)現(xiàn)，需要運(yùn)用紅外線(xiàn)鏈接模塊，在此基礎(chǔ)才能夠更好進(jìn)行信息傳輸。

3.3網(wǎng)絡(luò)功能多元化

對(duì)于西門(mén)子PLC中的控制網(wǎng)絡(luò)，正常情況下其包括以下四個(gè)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(jìn)行優(yōu)化，且能夠科學(xué)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(shí)際應(yīng)用過(guò)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(xué)適當(dāng)通訊方式。

4.西門(mén)子PLC控制網(wǎng)絡(luò)的具體應(yīng)用

在西門(mén)子PLC控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，在將西門(mén)子控制網(wǎng)絡(luò)選定之后，以設(shè)備實(shí)際位置為依據(jù)，將整體控制系統(tǒng)分解成為5個(gè)不同控制站，對(duì)于各個(gè)站點(diǎn)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(kāi)展。就現(xiàn)場(chǎng)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(xiàn)路以及令牌總線(xiàn)，在主站之間可使口令傳遞得以實(shí)現(xiàn)，在這一傳遞過(guò)程中，在任何時(shí)間主站和從站之間均可實(shí)現(xiàn)及時(shí)交流。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，從站雖然無(wú)法實(shí)現(xiàn)口令發(fā)送，然而在主站發(fā)送相關(guān)性信息時(shí)可實(shí)行接受及恢復(fù)，這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自由傳輸。對(duì)于西門(mén)子PLC控制網(wǎng)絡(luò)而言，在實(shí)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)于全部監(jiān)控站點(diǎn)均可將其設(shè)置成為主站，在此基礎(chǔ)上也就能夠使各個(gè)不同站點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)有效交流，較好實(shí)行數(shù)據(jù)傳輸。然而，在將各個(gè)不同控制站點(diǎn)設(shè)置成為主站的情況下，其需要整個(gè)生產(chǎn)工藝具有較長(zhǎng)流程，各個(gè)及其相關(guān)設(shè)備之間比較分散，對(duì)于控制系統(tǒng)穩(wěn)定性會(huì)產(chǎn)生一定程度影響。為能夠使這一問(wèn)題得以較好解決，各個(gè)站點(diǎn)應(yīng)當(dāng)對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行合理選擇，可選擇CUP315-2DP當(dāng)作主站，同時(shí)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(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)有效控制。

5.結(jié)語(yǔ)

西門(mén)子PLC在CPU中具有較快的運(yùn)算速度，同時(shí)對(duì)程序的執(zhí)行效率也很高，面對(duì)工藝控制功能的集成化趨勢(shì)，真正實(shí)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(kāi)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(hù)更多的應(yīng)用價(jià)值，促進(jìn)相關(guān)事業(yè)長(zhǎng)久發(fā)展和優(yōu)化改革。

參考文獻(xiàn)

[1]王眾，李瑩.西門(mén)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(mén)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(tuán)）信息自動(dòng)化有限責(zé)任公司）