关于西门子PLC控制网络的配置策略分析

关于西门子 PLC控制网络的配置策略分析

丁海峰

长安福特汽车有限公司杭州分公司 杭州市 310000

摘要：伴随社会经济的持续、迅猛化发展，诞生了许多先进的应用技术，且在多领域中得到广泛应用，而西门子PLC控制网络便为其一；其能够提供各种控制网络，为各类型自动化系统更好的实现通讯控制提供支撑。本文从多方面就其配置策略作一探讨，望能为此领域实践研究提供一些参考。

关键词：西门子；PLC；控制网络；配置

控制网络实际就是将各种技术融为一体，从而形成的一种新型技术领域，涉及网络、智能仪表、自动控制、计算机及数字通信等技术，同时还是控制系统、网络系统优化升级而形成的新业态。需要指出的是，控制网络与传统的网络系统存在较大差异，如传统的局域网所注重的是信道利用率的最大化提高，而控制网络所重视的则为互连互操作性，且强调其安全性、实时性及可靠性等。可编程序控制器（PLC）已被广泛应用于工业控制领域中，具有高稳定性、可靠性、抗干扰性等优点，而且还有着较低的故障率，在人机接口、模拟量处理及数字运算等方面，均表现出不错的性能。现阶段，控制网络系统节点计算机已经成为主流的控制设备，以PLC控制系统为基础的控制通讯网络系统，已经被较广泛的应用在工业控制领域中。西门子PLC无论是在故障安全容错、运动控制的功能集成上，还是在程序执行效率、CPU运算速度等方面，均表现出良好性能，本文就其在控制网络中的配置策略探讨如下。

1.西门子PLC控制网络的主要类型分析

（1）点对点接口。自由通讯方式实际就是能够由用户自主进行定义的通讯协议，其能够使S7-200、300等PLC与许多设备（通讯协议公开）进行通信，如变频器、控制器、打印机及扫描机等。当前，比较常用的通讯协议为RK512、ASCII驱动器等。（2）PPI网络。针对PPI来讲，其实为由西门子所开发的一种通讯协议，专供于S7-200PLC，其波特率为9.6、19.2、187.5kb/s，能够借助传统的双芯屏蔽双绞电缆来实现联网；需指出的是，通讯接口通常被集成在S7-200CPU上。PPI实为一种比较典型的主-从协议，从站在实际运作中不会主动发信息，仅对主站的要求进行等待，且依据相应的地址信息，围绕要求作出响应。（3）MPI网络。针对MPI协议来讲，其实为以西门子内部标准为基础的令牌网络通讯协议，在业内又被称之为MPI多点接口。RS-485为MPI的物理层，在传输功率上，最大能达12Mb/s。需要强调的是，西门子PLC经MPI编程口（CPU）实现相互连接，并且通过连接于MPI/DP口（上位机网卡的编程口），便能够较好的实现MPI网，另需说明的是，PLC经MPI可以与处于运行状态的STEP7的编程器、人机界面（HMI）、计算机等同时进行连接。此乃一种比较有效且经济的解决方案。（4）Profibus网络。Profibus实为一种能够用作现场层与车间级监控的通讯系统，其与IEC61158国际标准相符，RS-485为其物理层，12Mb/s为其最大输出速率。通常情况下，其能够与诸多网络节点（127个）之间实现数据交换。网络当中最多能够与多达10个的中继器进行串接，以此达到将通讯距离予以延长的目的。

2.西门子PLC控制网络的配置

2.1通讯能力

（1）S5兼容通讯。收/发接口多用于各种PLC间（SIMATICS5、7系列）通讯的优化，同时还用作S7系列PLC间的实时通讯，但仅能借助工业以太网、Profibus来实现。（2）S7通讯。提供功能强大且简便的通讯任务。S7通讯能够经工业以太网、MPI等来最终实现，各任务相对应的有用数据量最大是64k字节。（3）S7基本通讯。此乃S7系列PLC 在CPU当中得到集成的一种通讯功能软件模块集（SFC）。S7的通讯多借助MPI来达成，并且用户编程对SFC进行调用。（4）PG/OP通讯。即OP、PG与PLC之间展开数据通讯，以此来进行各项操作服务，如人机交互、组态、编程等。需要指出的是，无论是工业以太网，还是MPI、PPI等，均能够支持PG/OP通讯。（5）标准通讯。制造商不同，所能够提供的自动化系统通讯也各不相同。针对Profibus网络来讲，标准通讯实际就是FMS通讯，其能够在各供应商的PLC间实现通讯。

2.2通讯接口

（1）PG/PC通讯卡。主要用作PG/PC侧（控制网络上）的连接，其能够把PG/PC连接于与之相对应的网络中，且其有着较多种类，在进行选择及实际使用时，需要做好他们之间在功能差异上的区分。比如CP5613（A2），其作为一种PCI卡，自带有微处理器，主要用作把SIMATIC编程器、PC与Profibus网络相连接，12Mb/s为其最大传输速率，CP仅能够为主站；此外，CP5613（A2）同样是一种配置有微处理器的PCI卡，主要用作把SI-MATIC编程器、PC连接于Profibus网络上，传输速率最大是12Mb/s，但其CP不仅能当作主站，还可以当作从站。（2）专用通讯模块（PLC）。主要用作PLC侧（控制网络上）的连接，其实为具有智能化特点的通讯模块，可以实现PLC与对应网络之间的连接，因而可实现CPU（PLC）在通讯负担上的大幅减轻。此些通讯模块不仅囊括有接口子模块（IF），而且还涉及有接口模块（IM）、通讯处理器（CP）。此部分模块有着比较多的种类，而且功能多样，在进行实际选择时，需要做到认真、细致。比如在整个Profibus控制网络架构当中，通讯处理器CP342-5能够把S7-300 PLC与Profibus-DP现场总线系统之间实现连接；而对于CP443- 5基本通讯处理器来讲，其能够实现S7-400 PLC与Profibus网络之间的高效连接。

3.结语

综上，西门子PLC控制网络体系有着比较复杂的结构，其可以提供十分丰富的网络产品，并且PLC控制系统凭借故障率低。稳定性好等优点，已在多领域中得到普遍应用。需要指出的是，由于一些控制网络比较简单，开发周期短，有些则有着复杂的结构，开发技术难度大，但此些产品均为完成档次不同的自动化控制任务而设计的。在面对监控任务时，需要将各种因素考虑在内，全面且详细的对控制任务进行需求分析，然后对控制网络方案加以明确。

参考文献：

[1]田静. 西门子PLC网络在先进制造生产线的要点分析[J]. 工程与管理科学, 2020, 2(4):117-119.

[2]陈雪娇, 缪文南. 基于C#的西门子PLC以太网通讯接口的实现[J]. 微型电脑应用, 2019, 35(4):117-119.

[3]岳文闻, 李旺达, 黄智,等. 西门子200PLC交通灯电气控制系统设计[J]. 南方农机, 2019, 50(6):103-103.

作者简介：丁海峰（1992-01-09），男，汉族，籍贯：浙江杭州，当前职务：设备工程师，当前职称：助理工程师，学历：本科，研究方向：电气自动化技术