西門子PLC控制網(wǎng)絡(luò)的配置策略與應(yīng)用

司斌

摘要：西門子PLC憑借其穩(wěn)定性、可信度、豐富性、編程的靈活性逐漸被普遍應(yīng)用于工業(yè)中，特別是自動化控制系統(tǒng)。從西門子PCL的發(fā)展史可以看出，無論是S7-200，S7-300還是后期的S7-400，西門子PCL無時無刻不在用心的成長，用心的鉆研，現(xiàn)階段西門子公司在PCL領(lǐng)域已經(jīng)推出了PPI、MPI、PorfibuS以及Ethernet等不同層次的網(wǎng)絡(luò)解決方案，這對西門子的發(fā)展是至關(guān)重要的，它滿足了各個階層對于網(wǎng)絡(luò)的需求。基于此，本文將著重分析探討西門子PLC控制網(wǎng)絡(luò)的配置策略應(yīng)用，以期能為以后的實際工作起到一定的借鑒作用。

關(guān)鍵詞：西門子PLC；配置；應(yīng)用

1 西門子PLC控制網(wǎng)絡(luò)特點分析

1.1 PPI

西門子PPI是專門針對S7-200設(shè)計的，它是當(dāng)前比較常用的一種通訊網(wǎng)絡(luò)解決方案，它的主要優(yōu)勢在于能夠把多種頻率全部集成在S7-200CPU上，這個優(yōu)勢相對于其他系統(tǒng)而言是非常方便的。如此一來，需要進行通訊時我們只需要用NETR和NETW兩條語句就能實現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的雙向傳輸功能，不再需要其它通訊協(xié)議即可實現(xiàn)，十分便捷。

1.2 MPI

MPI是西門子PLC系統(tǒng)內(nèi)部的一種協(xié)議，與PPT相比較而言，MPI在傳輸率方面具有非常明顯的優(yōu)勢，具有傳輸率高的獨特特點，它主要使用188.5Kbps的速率來進行網(wǎng)絡(luò)通訊。一般情況下，MPI接口都處于西門子PLC系統(tǒng)內(nèi)部當(dāng)中，這樣的好處在于可以通過全局的數(shù)據(jù)與CPU之間進行周期性的數(shù)據(jù)傳輸，這樣即使沒有通訊模板也能較好地實現(xiàn)各CPU間的通訊連接。

1.3 Profibus

與PPI、MPI不同，Profibus是由三部分構(gòu)成的，且這三部分是能夠相互兼容的，具體包括Profibus-FMS（語句的循環(huán)結(jié)構(gòu)、實時、多主站的網(wǎng)絡(luò)）、Profibus-DP（用來優(yōu)化系統(tǒng)的通訊方案）以及Profibus-PA（能夠用來實現(xiàn)整個過程的自動化）。

2 西門子PLC控制網(wǎng)絡(luò)的配置策略

2.1 網(wǎng)絡(luò)類型

就目前的技術(shù)而言，最為常見的網(wǎng)絡(luò)類型主要有三種，分別為點對點接口、PPI網(wǎng)絡(luò)以及MPI網(wǎng)絡(luò)。點對點接口是一種自由通訊方式，因此在實際工作中，點對點接口能夠使用戶與自身的需求進行融合，并且對通訊協(xié)議進行定義，同時還能夠與所有的公開設(shè)備進行連接和使用。

2.2 傳輸介質(zhì)

在控制網(wǎng)絡(luò)工作的過程中，網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)主要有三種，分別為電器傳輸、光纜傳輸以及無線傳輸。電氣傳輸主要運用標(biāo)準(zhǔn)圓形截面或者是帶戶E等護套設(shè)計對雙絞線電纜進行屏蔽，可以在一些比較特殊的環(huán)境內(nèi)進行數(shù)據(jù)傳輸和信息傳輸。

2.3 網(wǎng)絡(luò)連接

就目前的階段來說，控制網(wǎng)絡(luò)的通訊接口主要有四種連接方式，分別為PG/PC通訊卡、PLC專用模塊、集成變成接口以及集成通訊接口。在控制網(wǎng)絡(luò)中PG/PC通訊卡的適用范圍比較廣泛，主要是因為這種通訊卡具有比較繁多的種類，因此在實際的工作中需要對功能進行劃分，然后根據(jù)不同的需求選擇合適的通訊卡，從而有效提高控制網(wǎng)絡(luò)的工作效率。

2.4 網(wǎng)絡(luò)功能

西門子PLC控制網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)功能主要有四種，分別為S5兼容通訊、S7通訊、PG/OP通訊以及標(biāo)準(zhǔn)通訊。采用S5兼容通訊功能在一些特定的情況下，不論是發(fā)送口還是接收口都能夠?qū)LC通訊進行有效的優(yōu)化，同時還能夠在S7系列中進行合理的使用，在工業(yè)以太網(wǎng)種類比較多的情況下，這種優(yōu)勢就會愈加的明顯。

3 西門子PLC控制網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

通常來說，自來水公司在經(jīng)營方面有兩個不同的部門共同組成，分別為水源區(qū)和水廠區(qū)。現(xiàn)對一自來水公司進行分析，其水源區(qū)和水廠區(qū)兩者之間相距1025m，水源區(qū)的蓄水池供水由三個深井泵完成，水廠取變頻恒壓處理則由四個加壓泵完成，最終實現(xiàn)向廣大用戶供水。自來水公司與其它大型的生產(chǎn)企業(yè)相比，需要控制的網(wǎng)絡(luò)電視，以及在具體操作過程中需要控制的信息傳輸量都較少，并且從數(shù)據(jù)的傳輸距離來看也較短，因此在具體操作過程中可以利用西門子PLC控制網(wǎng)絡(luò)中的MPI網(wǎng)絡(luò)通信方式。自來水公司在應(yīng)用西門子PLC控制網(wǎng)絡(luò)過程中，通過對MIP通訊方式的應(yīng)用，構(gòu)建出了一個小型的控制網(wǎng)絡(luò)。通過分析可以發(fā)現(xiàn)，該MPI網(wǎng)絡(luò)主要有水源區(qū)的三個從站、PLC主站以及處于水廠的上位機幾個部分共同組成，其中主站所使用的CPU的型號為312FM的S7-300PLC，而各個從站使用的CPU的型號都為224XP的S7-200PLC。然后，應(yīng)用RS485中繼器拓展原網(wǎng)絡(luò)（此環(huán)節(jié)在物理層中進行），適當(dāng)?shù)难娱L通訊距離。在本次設(shè)計過程中，為了確保遠(yuǎn)程通訊服務(wù)能夠滿足自來水廠的遠(yuǎn)程監(jiān)控和工作需求，應(yīng)當(dāng)對通訊距離進行適當(dāng)延長，通過分析可知延長至1.2km是一個比較理想的長度，不僅滿足了操作需求，同時也不會造成資源浪費。此外，通過分析可以發(fā)現(xiàn)，該自來水公司在控制任務(wù)上，對時效性的要求相對來說較低，因此在主站與從站之間在具體工作方式上可以選擇被動形式。通常來說，信號的發(fā)送通過主站完成，充分發(fā)揮監(jiān)控功能，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對自來水廠的全面控制與監(jiān)督，為小區(qū)提供高質(zhì)量的水源。此外，在具體設(shè)計過程中要利用完整的MPI網(wǎng)絡(luò)覆蓋上位PC機、PLC。

總而言之，近年來，控制網(wǎng)絡(luò)在自動控制領(lǐng)域成為一項越來越成熟的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以說，它代表了當(dāng)今自控技術(shù)的主流發(fā)展方向。在目前的工業(yè)控制領(lǐng)域，PLC作為一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用設(shè)計奠定了堅實的基礎(chǔ)，逐漸成為控制領(lǐng)域的主流控制設(shè)備之一，這就要求我們在以后的實際工作中必須對其實現(xiàn)進一步研究探討。

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