西門子PLC控制網(wǎng)絡(luò)的配置策略與應(yīng)用

朱潔

摘 要：隨著科技力量的不斷增強(qiáng)，西門子PLC控制網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了預(yù)期，人們對這種網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際功能充滿了無限的期待。因此，只有深入研究西門子PLC控制網(wǎng)絡(luò)的資源配置和實(shí)際應(yīng)用，才能更好地理解和掌握這種網(wǎng)絡(luò)的本質(zhì)屬性，從而更加熟練地應(yīng)用到實(shí)際生活中。本文將從西門子PLC控制網(wǎng)絡(luò)的配置策略及應(yīng)用方面展開詳細(xì)的論述。

關(guān)鍵詞：PLC；控制網(wǎng)絡(luò)；配置策略；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.24.110

在計(jì)算機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)過程、數(shù)字信號處理及相關(guān)的智能信息化處理等課程的研究與學(xué)習(xí)，離不開對西門子PLC控制網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)真分析和掌握。從安全技術(shù)的方面考慮，西門子PLC控制網(wǎng)絡(luò)的安全系數(shù)高，對外界事物信號干擾的抵抗能力強(qiáng)，已經(jīng)在市場中獲得了越來越多的認(rèn)可。西門子PLC控制網(wǎng)絡(luò)有著各種各樣的型號，其處理功能效率方面各不相同，完全可以滿足不同企業(yè)的實(shí)際需求。

1 西門子PLC控制網(wǎng)絡(luò)的配置策略

1.1 西門子PLC控制網(wǎng)絡(luò)對于通訊接口的要求

當(dāng)前西門子PLC控制網(wǎng)絡(luò)的通訊接口方式主要有兩種：模塊處理器和PG/PC 通訊卡。其中，模塊處理器與PLC的一側(cè)相連。它的主要功能是利用自身的智能特性將PLC自動接入到與之匹配的網(wǎng)絡(luò)中，從而使PLC發(fā)揮出自身最大的功能。模塊處理器對于CPUD依賴性非常小，它可以通過本身攜帶的一些功能特性處理一些簡單的問題，從而間接緩解了CPU的工作壓力，降低了CPU的最大承受力。不同的模塊處理器功能特性各不相同。比如在在西門子S7-200系列中，它自身配備了兩個(gè)專門負(fù)責(zé)通訊聯(lián)絡(luò)信號的接口：MPI和PPI。同時(shí)，它可以使PLC主機(jī)上具有可以專門進(jìn)行編程的接口。這是模塊處理器的獨(dú)特之處。而PLC主機(jī)上有專門連接PG/PC通訊卡的PG/PC接口，然后將相關(guān)的PG/PC設(shè)備與對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)相連接。對于一些自身沒有攜帶微處理器的設(shè)備，可以通過PG/PC接口的功能，完成以后的一系列的連接工作。

1.2 西門子PLC控制網(wǎng)絡(luò)對于相關(guān)類型的要求

PLC控制網(wǎng)絡(luò)的類型主要包括：（1）MPI網(wǎng)絡(luò)。這是一種基于MPI協(xié)議，從而達(dá)到西門子內(nèi)部對于令牌網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議的要求。通過它的作用，西門子PLC可以使計(jì)算機(jī)與STEP7 的編程器實(shí)現(xiàn)相互連接，從而進(jìn)行正常的工作。RS-485對應(yīng)于MPI 網(wǎng)絡(luò)的物理層，最高狀態(tài)下的傳輸率不超過12兆比特/秒。（2）PPI 網(wǎng)絡(luò)。這是一種不能依靠自身響應(yīng)特性完成相應(yīng)工作的特殊網(wǎng)絡(luò)。它遵循的協(xié)議是主-從協(xié)議，即只有當(dāng)核心PPI主機(jī)發(fā)出相應(yīng)的指示命令后，PPI 網(wǎng)絡(luò)的從站才能響應(yīng)相應(yīng)的信息。一般PPI 網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)的主要材料具有屏蔽性的雙芯電纜，作為S7-200的通訊協(xié)議。（3）所有具有網(wǎng)絡(luò)特性的Profibus的集合。Profibus的最大傳輸速率與MPI網(wǎng)絡(luò)一樣，即12兆比特/秒。它主要的應(yīng)用范圍是工廠生產(chǎn)車間的監(jiān)控和指揮現(xiàn)場作業(yè)。它 能事多個(gè)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)可以同時(shí)完成交換，可以使?jié)M足Profibus協(xié)議的所有類似產(chǎn)品在同一網(wǎng)絡(luò)上完成各自的工作。（4）點(diǎn)對點(diǎn)接口。這是一種完全通過客戶的需求從而修改一些通訊協(xié)議，以便使S7-200 系列和 S7-300 系列 PLC的所有設(shè)備可以進(jìn)行自由的通訊。（5）傳感器-執(zhí)行器接口。這種接口主要針對的工作是對現(xiàn)場二進(jìn)制設(shè)備故障的排除，它處在自動網(wǎng)絡(luò)控制的最低層，相對比較簡單。（6）具有工業(yè)用途的以太網(wǎng)。主要的工作原理是依據(jù)同軸電纜、光纜以及工業(yè)雙絞線的相關(guān)特性，使它們在TCP/IP協(xié)議的約束下可以實(shí)現(xiàn)彼此間的通訊，主要的工作對象是針對工業(yè)方面的一些作業(yè)處理。

1.3 西門子 PLC 控制網(wǎng)絡(luò)對于傳輸介質(zhì)的要求

在常見的西門子 PLC 控制網(wǎng)絡(luò)中，存在著各種各樣的傳輸介質(zhì)。在某些具體工作中，需要不同的傳輸介質(zhì)通過相互的組合在PLC 控制網(wǎng)絡(luò)中能夠發(fā)揮出各自的特性，從而提高整體的工作效率。比如，在Profibus-DP 網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用過程中可以發(fā)現(xiàn)，它的傳輸介質(zhì)可以分為好幾種，主要有：（1）無線短距離傳輸。這種傳輸方式主要依賴的是紅外線的導(dǎo)向作用，通過連接不同的功能模塊，達(dá)到短距離內(nèi)的信息傳輸。（2）光纖材料的傳輸。這是一種遠(yuǎn)距離的、傳輸速率較快的介質(zhì)，它通過光纖材料優(yōu)良的特性，可以使相關(guān)的信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆秶鷶U(kuò)大。不僅僅是在短距離內(nèi)，還可以實(shí)現(xiàn)長距離的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸。這種介質(zhì)傳輸是目前甚至是在未來的很長時(shí)間內(nèi)，大多數(shù)國家或是企業(yè)主要采用的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸方式。（3）電氣數(shù)據(jù)的傳輸。這種傳輸主要通過具有屏蔽作用的雙絞線電纜和地下電纜的相互配合來實(shí)現(xiàn)。傳輸過程中主要利用電纜材料的圓形截面，以便加快數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣取?/p>

1.4 西門子 PLC 控制網(wǎng)絡(luò)對于通訊能力的要求

目前的西門子PLC控制網(wǎng)絡(luò)中，對于通訊能力的要求較高。一般指可以同時(shí)滿足S5 兼容通訊，S7 基本通訊、標(biāo)準(zhǔn)通訊以及 OP 通訊。這些通訊接口的主要功能各不相同，有的針對編程、人機(jī)服務(wù)。有的則是需要在簡單的設(shè)計(jì)上實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的功能。也有的是為了在不同產(chǎn)品系列結(jié)合中發(fā)揮出網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的特性。這就要求在具體的實(shí)際情況中，必須熟悉西門子PLC控制網(wǎng)絡(luò)的通訊功能表，從而解決具體的問題。

2 西門子 PLC 控制網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)實(shí)生活中的具體應(yīng)用

比如一些鋼鐵企業(yè)在生產(chǎn)線上對于切割機(jī)、鋼鐵熔化爐等對象的控制，就需要引入PLC控制網(wǎng)絡(luò)。具體的工作過程是：選定對應(yīng)的西門子控制網(wǎng)絡(luò)的型號，根據(jù)設(shè)備的要求，將6個(gè)控制系統(tǒng)的基站通過互相感應(yīng)可以相互接受的技術(shù)組成一個(gè)整體的控制系統(tǒng)。當(dāng)主站之間的信息需要傳輸時(shí)，通過令牌總線進(jìn)行控制。主站之間各種信息可以自由的交流傳遞，但是從站不能主動地發(fā)送口令，影響了數(shù)據(jù)間的正常傳輸。為了解決這種弊端，通過西門子 PLC 控制網(wǎng)絡(luò)，將預(yù)先設(shè)定好的所有從站轉(zhuǎn)變?yōu)橹髡?，從而達(dá)到信息數(shù)據(jù)的不間斷交流。由于事先的從站位置相對分散，轉(zhuǎn)變?yōu)橹髡竞罂赡茉斐蓴?shù)據(jù)傳輸時(shí)的丟失。因此，具體的操作實(shí)施過程中必須選擇最適合的設(shè)備。比如，形成拓?fù)湫问骄W(wǎng)絡(luò)的CUP315-2DP可以作為主站，從站選擇為ET200 模塊，就可以達(dá)到對數(shù)據(jù)傳輸時(shí)有效控制的效果。這樣的PLC控制網(wǎng)絡(luò)的級別不同，主要分PC機(jī)和PLC站之間的通訊，以及主從站間的其它通訊。因此，選擇合理的基站數(shù)目，可以保證PLC控制網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，從而提高系統(tǒng)整體的工作效率。

3 結(jié)束語

通過對PLC控制網(wǎng)絡(luò)組成結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)要求，以及它在實(shí)際生活中應(yīng)用過程的具體分析，可以看出相關(guān)的企業(yè)在選擇PLC控制網(wǎng)絡(luò)的過程中，必須結(jié)合實(shí)際情況去考慮，才能降低企業(yè)的成本費(fèi)用。

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