西门子PLC控制网络的配置策略及应用方式分析

西门子PLC控制网络的配置策略及应用方式分析

徐军

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摘要:当前广泛使用的自动控制系统就是西门子PLC控制器，其优点在生产中得到了广泛的应用。在西门子 PLC系统中，控制网络是最关键的环节，它的优劣直接关系到系统的整体工作结果，所以，如何合理地配置和使用它，是非常关键的。本文简要地分析了西门子功率电路板的网络模式，并对其在网络中的应用作了详细的阐述。

关键词：西门子；PLC控制；网络

引言

西门子PLC是近年来发展起来的一项新的电控技术，在化工，印刷，冶炼等工业中得到了成功应用，取得了较好的经济效果。西门子 PLC具有很好的抗干扰能力，在保证企业安全生产，减少安全事故，提高生产效率，在降低制造工艺中的安全危险上作出了重大贡献。由于西门子 PLC的生产层次不同，对网络的要求也不尽相同，因此西门子 PLC的网络配置也就成了必然。因此，选择西门子 PLC组态时，要结合实际应用，选择合适的组态，以确保西门子 PLC组态网络的正常运转，确保生产的顺利进行。

1西门子PLC控制网络的应用现状

总体来说，控制网络是控制和网络技术的有机结合，能够完成数字通讯和自动控制等多种功能。与之前的网络系统不同，提高控制网的实时性和可靠性，在各个模块间建立良好的连接与沟通能力，从而确保了生产的综合效益达到了相应的要求。PLC亦称可编程控制器，可以增强有关工业生产设备的抗干扰能力，减少设备发生故障的几率，从而保证了模糊量处理，数字操作等功能的高效运行。如今，控制网络中的节点，使用的人越来越多，目前，大多数已被应用于可编程序控制系统的网络中。西门子可编程序控制器网络的研制，以满足客户对各种自动化系统的要求，并在此基础上进行了改进和优化，这将极大地促进整个生产过程的发展。

2西门子PLC控制网络的类型

2.1点对点接II网络

    点到点接口网络是一种新型的的通信模式，它允许使用者自定义通信协议。S7-200启动式 OOPLC通过这样的网络，能够与控制器，打印机，扫描仪，变频器，条码器，以及其他通信协议公开的装置进行数据交换。现有的通信协议有 ASCII磁盘机，RK512等等。

2.2工业以太网

工业以太网与 IEEE802.3相一致，这是一个特别为工业应用而设计的通讯网络，可以使用光纤、同轴电缆、工业双绞线、 TCP+、 IS 0等多种通信协议。西门子以太网最长可达150 km，与1024个节点相连，传输速度可达10/100 Mbit/s，是一种广域网。

2.3  Profibus网络

Pn}fi1} us网络由 Pmfibu} PA, D P,Pm2fi1} u} FM S三个相互兼容的组件组成，采用C61158国际标准，适用于生产现场通信、车间监视等。这张网最多可以与127个节点进行数据交换，最多可以将10个转发器串联起来，这样就提高了通讯距离，最大容量为12兆字节。Pn {fi1} us网络为开放式网络，允许众多的消费者开发出各种各样的产品，但都遵循 Pn}fi1} us网络协议，即在 Pn}fi1} us网络下，所有的产品都可以连接到相同的网络上，进行数据交换。本系统适用于不同工业领域的自动控制。

2.4 MPI网络

MPI是一个以RS-485为基础的物理层通讯协定，也是西门子公司的一项内部标准。西门子可编程控制器采用 MPI作为中央处理器的编程接口，与 PC网卡作为连接接口，形成一套 MPI网络，最高可达12 Mbit/s。西门子可编程控制器可通过 MPI网连接并操作多种设备，如电脑、C7、 HMI、STEP7等，其连接个数可视所用 CPU种类而定。结果表明，利用这一特点，可以实现对 PLC控制网络的最经济有效的配置。

MPIcontrol网适合不需要太多的通信速度，低容量的信息通信需求，无需额外的软硬件就能组成一个小型的 PLC控制网络，实现对数据信息的通讯，具有经济高效、操作方便、成本低廉等优点。

2.5  PPI网络

西门子为S7-200PLC开发的一种专用控制网就是PPI网，由S7-200PLC组成，它是一个主从网。从网络只对主网络的要求进行响应，而不会对主网络的要求进行响应。将S7-200CPU集成到S7-200Cpu中，利用普通的双芯线和带屏蔽的双绞线来完成网络通讯。

2.6  A S-i接口(传感器一执行器接口)网络

西门子PLCAS-i接口控制网是一种满足IECTG17B要求的自动化控制系统，它被安置在一个自动化系统的底部。，仅能传送一小部分数据，一般用来和二进制电容联接，并带有AS-i接口。

3西门子PLC控制网络配置要点

3.1实现西门子PLC控制网络通讯能力

    在西门子 PLC的实际操作过程中，为了实现它的网络通讯功能，有必要领域开展工作如下：

第一，S5和 Communications相容，西门子可编程序控制系统中的收发双方均需用专用可程控程序控制，因此，西门子可编程控制器可以适用于各种行业的生产与施工流程；

第二，通过S7进行通信控制，能够提供更多的通信服务，以建立一个控制网，这里的要点 是把每项控制工作的有效次数限制在某一标准之内，为系统安全高效运转提供基本保障;

第三，使用西门子 PLC标准通信控制系统，保证了不同厂家供应的自动控制系统和控制网络的相互配合，从而使程序控制系统能够更好地发挥其功能。在西门子 PLC控制器的时间周期内， PLC的控制性能和通信端口的位置是一个合理的区间，在 PLC的运行过程中，为了确保系统运行时的通讯质量，需要对控制网络节点进行硬件配置。

  安装了西门子 PLC的控制网络专用通信模块，当这个通讯模组与一个可程控装置连接时，可以极大地减少 CPU的负担，确保系统安全高效地运转。由于有更多类型的专用通信模块，所以在具体应用的时候，需要对其进行详细的分析，以保证专用模块通讯系统可以有效地提高网络内部设备的通讯能力，让生产环节可以得到实时、全程的控制。

3.2做好西门子PLC控制网络编程接口工作

当西门子的网络连接到一个主机上时，它还能成为一个通讯接口，因此，也要考虑到产品的需求，来选择合适的编程通信。当前西门子 PLC控制网的连接方式主要有： 首先是PG/PC通讯卡；在该方案的实施过程中，重点是将 PG/PC装置与控制网连接起来。由于这种类型的 Web接口有许多种，因此，在使用时，要考虑到接口的功能，并选择相应的接口；其次，将西门子模块化流程与可编程控制器的控制层联接在一起，将模块化流程和 PLC的控制层都提高到了非常高的智能化水平，这样就可以在 PLC的控制层上实现模块化流程。另外，该网络界面的格式在使用时对 CPU的负荷也不大。。因为模块处理装置的种类也很多，并且，在实际操作中，各种模块之间的功能也是千差万别。，所以需要有关部门在具体设计的时候，进行详细的分析。

3.3选择西门子PLC控制网络传输媒介

  西门子 PLC在实际应用时，需要对其不同的应用类型作详尽的分析，选用合适的传送媒体；在目前的情况下，把不同的传送媒体整合成一个网路，能最大限度地发挥西门子 PLC网路的运作优势。目前的网络传播媒体有下列几类：

电子资料传送媒体，取消了标准圆断面，使用耐卤素腐蚀的地下电缆传输数据的双绞线；光缆数据传送媒体，通过使用玻璃纤维或塑料纤维，能够在设备运行的过程中，实现数据的长程传送，从根本上改善了数据的真实参数，更适用于室内和室外传输环境；无线数据传输媒介，主要是利用红外线通讯模块，以无线的形式传输制造现场的设备运行情况等数据。

4西门子PLC控制网络实际应用

4.1在钢铁企业当中的应用

在炼钢行业，炼钢要经过很多步骤，每个步骤所使用的设备都是不同的。从整体上看，钢铁行业存在着大量的控制装置、控制点和控制信息。因此，运用西门子 PLC的控制网络，就必须对其进行详尽的分析，并结合具体的工作环境，选择适当的组态方案。首先，要弄清钢铁企业各工序的自动控制需求和各工序的设备配置，再划分出各工序，并找出各工序的控制点

如果某钢铁企业采用 Profibus网络，按照装置的布局，在此基础上，提出了一种基于链路的控制方法，实现了对各控制台的数据交换。在分析 Profibus DP网特性的基础上，提出了一种基于令牌总线的主从式数据访问模式。在此过程中，令牌总线也就是，经由该令牌总线向主站传输数据，再由主站向从站传输数据。从站是一种被动的接受、接受信息的方式，它的作用就是响应主站，把数据传送到终端。此方式的资料传送效率较低，可将控制台设为主台以增加资料传送效率。

4.2在自来水厂当中的应用

    供水系统与供水系统是两个完全不同的领域，在进行规划时，要结合水厂的特点，为它制定出一套更为科学和完善的控制系统，保证水厂正常生产。通常来说，水厂拥有许多设备，许多数据，在水厂的生产过程中，不仅要保证生产数据的准确性，而且还要保证控制系统的实时性，这是由水厂的特性所决定的。自来水是每一个家庭都必须要用到的，因此，水厂生产的重要性就凸显了出来了。所以，在水厂的控制系统中，一定要设计出一套更加完美、更加科学的工作计划，以更好地服务于生产。水厂在使用西门子 PLC的控制系统时，还应该从通信能力、编程接口、传输媒体等方面，对其进行合理的配置。因为水厂中的设备数量较多，所以对 CPU的功耗要求也较高，所以，在设计网络控制时，一定要选用负载能力强、功率大的 CPU设备。从而保证了控制系统的中心脑部具有很高的效率。保证生产和运营的正常运行。其次，要选择相对完善的传媒，保证传输介质的质与效，以确保生产过程中的安全性与稳定性。对自来水厂的生产特征进行全面的分析，要达到好的生产效果，必须从控制体系开始，选择承载能力较强的 CPU设备，对控制系统的基础能力进行提高，同时，还需要选择合理的传授媒介，以保证通信功能的时效性、准确性，实现了通讯功能，从而为给水生产活动提供了必要的支持。

结束语

    随着经济的发展，我国的工业化正在不断进步，自动化程度越来越高。可编程序控制器是自动控制中的一个重要组成部分，应该在生产中得到充分的应用。西门子可编程控制器的各种控制网络，除了有其各自的应用领域之外，也可以按照企业的具体需求，加以适当的配置。在将西门子 PLC的控制网络运用于企业时，必须根据企业的具体情况，通过对它的优化，可以最大限度地发挥它的优点，从而提高它的生产效率。

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