西門子PLC控制網絡的配置策略與應用

司斌

摘要：西門子PLC憑借其穩定性、可信度、豐富性、編程的靈活性逐漸被普遍應用于工業中，特別是自動化控制系統。從西門子PCL的發展史可以看出，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，現階段西門子公司在PCL領域已經推出了PPI、MPI、PorfibuS以及Ethernet等不同層次的網絡解決方案，這對西門子的發展是至關重要的，它滿足了各個階層對于網絡的需求。基于此，本文將著重分析探討西門子PLC控制網絡的配置策略應用，以期能為以后的實際工作起到一定的借鑒作用。

關鍵詞：西門子PLC；配置；應用

1 西門子PLC控制網絡特點分析

1.1 PPI

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

1.2 MPI

MPI是西門子PLC系統內部的一種協議，與PPT相比較而言，MPI在傳輸率方面具有非常明顯的優勢，具有傳輸率高的獨特特點，它主要使用188.5Kbps的速率來進行網絡通訊。一般情況下，MPI接口都處于西門子PLC系統內部當中，這樣的好處在于可以通過全局的數據與CPU之間進行周期性的數據傳輸，這樣即使沒有通訊模板也能較好地實現各CPU間的通訊連接。

1.3 Profibus

與PPI、MPI不同，Profibus是由三部分構成的，且這三部分是能夠相互兼容的，具體包括Profibus-FMS（語句的循環結構、實時、多主站的網絡）、Profibus-DP（用來優化系統的通訊方案）以及Profibus-PA（能夠用來實現整個過程的自動化）。

2 西門子PLC控制網絡的配置策略

2.1 網絡類型

就目前的技術而言，最為常見的網絡類型主要有三種，分別為點對點接口、PPI網絡以及MPI網絡。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，并且對通訊協議進行定義，同時還能夠與所有的公開設備進行連接和使用。

2.2 傳輸介質

在控制網絡工作的過程中，網絡傳輸介質主要有三種，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準圓形截面或者是帶戶E等護套設計對雙絞線電纜進行屏蔽，可以在一些比較特殊的環境內進行數據傳輸和信息傳輸。

2.3 網絡連接

就目前的階段來說，控制網絡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。在控制網絡中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，然后根據不同的需求選擇合適的通訊卡，從而有效提高控制網絡的工作效率。

2.4 網絡功能

西門子PLC控制網絡的網絡功能主要有四種，分別為S5兼容通訊、S7通訊、PG/OP通訊以及標準通訊。采用S5兼容通訊功能在一些特定的情況下，不論是發送口還是接收口都能夠對PLC通訊進行有效的優化，同時還能夠在S7系列中進行合理的使用，在工業以太網種類比較多的情況下，這種優勢就會愈加的明顯。

3 西門子PLC控制網絡應用

通常來說，自來水公司在經營方面有兩個不同的部門共同組成，分別為水源區和水廠區。現對一自來水公司進行分析，其水源區和水廠區兩者之間相距1025m，水源區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，最終實現向廣大用戶供水。自來水公司與其它大型的生產企業相比，需要控制的網絡電視，以及在具體操作過程中需要控制的信息傳輸量都較少，并且從數據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控制網絡中的MPI網絡通信方式。自來水公司在應用西門子PLC控制網絡過程中，通過對MIP通訊方式的應用，構建出了一個小型的控制網絡。通過分析可以發現，該MPI網絡主要有水源區的三個從站、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，應用RS485中繼器拓展原網絡（此環節在物理層中進行），適當的延長通訊距離。在本次設計過程中，為了確保遠程通訊服務能夠滿足自來水廠的遠程監控和工作需求，應當對通訊距離進行適當延長，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，通過分析可以發現，該自來水公司在控制任務上，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，信號的發送通過主站完成，充分發揮監控功能，從而能夠實現對自來水廠的全面控制與監督，為小區提供高質量的水源。此外，在具體設計過程中要利用完整的MPI網絡覆蓋上位PC機、PLC。

總而言之，近年來，控制網絡在自動控制領域成為一項越來越成熟的網絡技術，可以說，它代表了當今自控技術的主流發展方向。在目前的工業控制領域，PLC作為一種數字運算操作的電子系統，為工業環境應用設計奠定了堅實的基礎，逐漸成為控制領域的主流控制設備之一，這就要求我們在以后的實際工作中必須對其實現進一步研究探討。

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