王占波

（河鋼股份有限公司承德分公司 河北省釩鈦工程技術(shù)研究中心，河北 承德 067000）

隨著工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，針對預(yù)算和相關(guān)數(shù)據(jù)必須留存的要求也不斷提高，PLC 隨之出現(xiàn)，并在整個工業(yè)自動化的過程中起到關(guān)鍵作用。目前，各類掌控體系不斷進(jìn)步，有些企業(yè)嘗試通過PLC 網(wǎng)絡(luò)來建立掌控體系，從而來監(jiān)督和掌控信號收集的全部內(nèi)容。

1 PLC控制網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展價值

PLC 網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用到工業(yè)當(dāng)中的時候，大部分是通過子系統(tǒng)的方式連接到大型的體系里面，而且跟PLC 網(wǎng)絡(luò)連起來，促使PLC掌控網(wǎng)絡(luò)能夠以多樣化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化的狀態(tài)不斷進(jìn)步，從而提高自動化掌控的水平。PLC 掌控網(wǎng)絡(luò)和DCS 體系是相同的，它們的共同方向就是標(biāo)準(zhǔn)化和互聯(lián)化，帶動工業(yè)逐漸達(dá)到高配置、高自動化與信息化的水平。所以，PLC 掌控網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該在高層中實現(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)及標(biāo)準(zhǔn)化建構(gòu)。PLC、機(jī)器人和CAD/CAM在工業(yè)自動化的過程中是非常重要的三個部分，它們可以掌控PLC 掌控網(wǎng)絡(luò)的建構(gòu)與監(jiān)督控制，還可以促進(jìn)掌控體系向著大規(guī)模、網(wǎng)絡(luò)化的目標(biāo)進(jìn)步，并且可以把網(wǎng)絡(luò)和掌控體系連起來，把最底層的作業(yè)場地的信號收集、信號轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)處理、通信等工作跟上層的監(jiān)督控制和管理相聯(lián)系，并且可以把PLC 以子網(wǎng)的形式跟另外的體系連起來，為企業(yè)全面掌握具體的生產(chǎn)現(xiàn)狀提供便利。目前，將逐步建立從性價比到傳輸速度都全面提高的PLC 掌控網(wǎng)絡(luò)體系，從而有效補(bǔ)充工業(yè)局域網(wǎng)，促進(jìn)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)不斷發(fā)展。

2 PLC控制網(wǎng)絡(luò)組建

PLC 網(wǎng)絡(luò)中的其他層和高層是不一樣的，其他層普遍是運(yùn)用每個公司自己的專利協(xié)議。由于各公司自己的協(xié)議子網(wǎng)一般來說都是比較低的層次，因此對適用程度有著進(jìn)一步的標(biāo)準(zhǔn)，所以就不能運(yùn)用ISOX 層模型，而應(yīng)該采用物理層、數(shù)據(jù)鏈路層與應(yīng)用層的框架。實際情況中，每個公司的要求都是不一樣，所以物理層與數(shù)據(jù)鏈路層就出現(xiàn)了一定程度的區(qū)別，應(yīng)用層內(nèi)出現(xiàn)的區(qū)別極大，因此每個公司的專利協(xié)議是不能普遍適用的。如果專利協(xié)議相同，那么進(jìn)行信息通訊就方便很多，但是如果專利協(xié)議不同，進(jìn)行PLC 通訊就有很大難度，所以，在建立PLC 掌控體系的時候應(yīng)該采用相同的專利協(xié)議開展通訊。

在建立PLC 掌控網(wǎng)絡(luò)的過程中，應(yīng)該先以物理方式把PLC網(wǎng)絡(luò)連起來，然后再對所有的PLC 開展參數(shù)設(shè)定，同時創(chuàng)建路徑，這兩項工作在網(wǎng)絡(luò)配置當(dāng)中是非常關(guān)節(jié)的步驟。設(shè)定了實際的參數(shù)以后就可以連接所有的PLC 網(wǎng)絡(luò)。下面全面分析以太網(wǎng)、ControllerLink 網(wǎng)與CompoBus/D 網(wǎng)的實際參數(shù)設(shè)定情況。①設(shè)定以太網(wǎng)：設(shè)定IP 地址、子網(wǎng)模、單元號和節(jié)點號，通過下列步驟來完成。以太網(wǎng)單元的設(shè)定：設(shè)定節(jié)點號、單元號與IP 地址；以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)定：以串口的形式把上位機(jī)連起來，同時將PLC 換成編程的形式。運(yùn)用CXProgrammer 創(chuàng)建工程和自動登記I/O 表并且設(shè)定CPU 總線單元，其中包含子網(wǎng)模、地址轉(zhuǎn)換方法以及FINSUDP 端口號。②設(shè)定ControllerLink 網(wǎng)：ControllerLink網(wǎng)設(shè)定的步驟跟以太網(wǎng)的設(shè)定差不多是一樣的，設(shè)定結(jié)束以后，CS1G 與CS1H 安排給CLK 單元的內(nèi)存工作區(qū)是：CPU 總線單元區(qū)：CIO1525 ～CIO1549；DM 區(qū)：D30100 ～D30199 在 節(jié) 點號是1 的C200HE 的PLC 固定的數(shù)據(jù)鏈接模式是自動數(shù)據(jù)鏈接。③設(shè)定CompoBus/D 網(wǎng)：CompoBus/D 網(wǎng)的設(shè)定主要有裝配在C200HG 上的主單元(作為特殊I/O 單元)與裝配在CQM1H上的從單元的設(shè)定。主單元的設(shè)訂：單元號是#2，節(jié)點號是#2，波特率是250Kbps。設(shè)定從單元：節(jié)點號是#1，波特率是250Kbps。④創(chuàng)建路徑表：在參數(shù)設(shè)定工作結(jié)束以后，還必須創(chuàng)建路徑。路徑表中包括本地網(wǎng)絡(luò)表與中繼網(wǎng)絡(luò)表。本地網(wǎng)絡(luò)表供給PLC 網(wǎng)絡(luò)通信單元號與網(wǎng)絡(luò)地址，中繼網(wǎng)絡(luò)表供給PLC 終點網(wǎng)絡(luò)、中繼網(wǎng)絡(luò)與中繼節(jié)點。路徑表則是明確PLC 相連的時候需要經(jīng)過的路徑，PLC 網(wǎng)絡(luò)借助路徑的引導(dǎo)實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。

3 PLC控制網(wǎng)絡(luò)的組建與監(jiān)控實現(xiàn)

建立PLC 掌控網(wǎng)絡(luò)，在前期工作完成以后，還要進(jìn)一步設(shè)定三大網(wǎng)絡(luò)，完成以太網(wǎng)、ControllerLink 網(wǎng)和CompoBus/D 網(wǎng)的設(shè)定，使PLC 掌控網(wǎng)絡(luò)能夠正常工作。設(shè)定以太網(wǎng)關(guān)鍵是設(shè)定IP 地址、單元號以及子網(wǎng)模與節(jié)點號，其步驟見圖1。先設(shè)定節(jié)點號、單元號和IP 地址，再設(shè)置以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，然后借助串口的形式把上位機(jī)連起來，把PLC 換為編程的形式，最后運(yùn)用CXProgrammer 建立自動登記I/O 表，構(gòu)建CPU 總線單元，這里面包括子網(wǎng)模、地址轉(zhuǎn)換方法與FINSUDP 端口號等，子網(wǎng)模換為標(biāo)準(zhǔn)的255.255.255.0，地址設(shè)成自動轉(zhuǎn)換，F(xiàn)INSUDP 端口號設(shè)為9600。

設(shè)定ControllerLink 網(wǎng)的步驟和以太網(wǎng)比較相近，只是在設(shè)定結(jié)束以后，還應(yīng)該把CS1G 與CS1H 安排到不一樣的CLK 內(nèi)存單元，同時還要把CPU 的總線單元設(shè)成CIO1525 ～CIO1549；DM 區(qū)：D30100 ～D30199。CompoBus/D 網(wǎng)的設(shè)定要在特殊I/O 單元和CQM1H 從單元，然后節(jié)點號設(shè)成#2，波特率保持在大約250Kbps。要能夠更直接地通過上位機(jī)來監(jiān)督控制每個PLC的工作情況，應(yīng)該運(yùn)用CX-NET 軟件中的DDE 管理器并協(xié)同北京亞控公司的組態(tài)王，以DDE 方式跟OM-RON 編程軟件CXServer 中的DDE 管理器隨時進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸和共享，以此來完成針對所有PLC 的監(jiān)督和控制。因為每個公司的專利協(xié)議都不一樣，所以，要完成整體過程的監(jiān)督和控制，普遍會把最底層的子網(wǎng)設(shè)成主從模式，在比較低層的子網(wǎng)運(yùn)用令牌總線的形式，在PLC 網(wǎng)絡(luò)的中間層分配每個站點，使每個站點都能均衡運(yùn)作，實際狀況見圖2。同時，還應(yīng)該根據(jù)主線的布置模式，把運(yùn)用權(quán)安排給每個站點，還要把DDE 管理器創(chuàng)建為服務(wù)端，通過驅(qū)動程序來收集信息，實現(xiàn)信息的傳輸和共享，進(jìn)行設(shè)備和點的設(shè)置。

圖1 PLC 控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

圖2 基于現(xiàn)場總線的 PLC 控制系統(tǒng)的構(gòu)成

4 結(jié)語

PLC 是在自動化網(wǎng)絡(luò)控制與組建中占據(jù)重要地位，很多企業(yè)為了實現(xiàn)生產(chǎn)的全自動化，致力于實現(xiàn)PLC 網(wǎng)絡(luò)組建與監(jiān)控，從而監(jiān)控整個信息采集過程，深入掌握PLC 網(wǎng)絡(luò)的特點與性能，并實現(xiàn)PLC 網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。隨著控制系統(tǒng)的快速發(fā)展，工業(yè)發(fā)展過程中為滿足工業(yè)生產(chǎn)的預(yù)算和數(shù)據(jù)儲存需求，PLC 逐步被應(yīng)用到工業(yè)自動化領(lǐng)域中，PLC 網(wǎng)絡(luò)也展現(xiàn)出了與其他局域網(wǎng)不同的性能優(yōu)勢與特點，為控制系統(tǒng)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。