西門子PLC控制網絡的配置策略與應用

馮洪江

摘要：提出了一種西門子PLC控制網絡配置策略。通過合理配置通訊接口、網絡類型、傳輸介質等，提高了生產效率和自動化控制水平，有效降低了企業生產成本，取得了較好的經濟效益。

關鍵詞：傳輸介質；網絡；配置；自動化

隨著現代社會科學技術不斷發展，PLC控制系統的應用也越來越廣泛，而其中比較重要的一種就是西門子PLC系統。在西門子PLC系統實際應用中，十分重要的一點就是應當對控制網絡進行合理配置及應用，從而保證整體系統應用取得理想的成果。

1西門子PLC控制網絡的配置策略

1.1通訊接口

在西門子PLC控制網絡中，主要包括兩種通訊接口的方式，分別是模塊處理器和PG/PC通信卡。在系統中，模塊處理器通過和PLC的一側連接來進行工作。這種接口方式的特點在于其具有智能性，能夠使PLC自動接入到相匹配的網絡之中。通過這樣的方式能夠使PLC的功能得到充分發揮。同時，模塊處理器還具有一些功能上的特性，這就使得其能夠通過自身來解決一些問題，而不是過分地依賴于CPU，間接地減輕了CPU的工作壓力。目前，模塊處理器有多種不同類型，在功能特性上也存在一定差異，各具特點。西門子S7-200系列模塊處理器特點為，它有PPI（pointtopointinterface，PPI）和MPI（multi-pointinterface，MPI）兩個專門負責通信聯絡信號的接口。PG/PC通信卡能夠使PG/PC設備和與之相對應的網絡進行連接，一般在PLC主機上都設有專門進行PG/PC通信卡連接的接口。PG/PC接口能夠協助一些未設微處理器的設備來進行相應的連接工作，從而使設備的功能得到充分發揮。

1.2網絡類型

西門子PLC中具有很多不同的網絡類型，功能各有差別，優缺點也不盡相同。設計這些不同網絡類型的目的是滿足不同層次控制網絡的實際需求。目前，可以將控制網絡分為符合國際標準的通訊網絡和西門子公司自行開發的專用通信網絡這兩類。

2.西門子PLC控制網路的配置要求

2.1通訊能力

西門子控制網絡應該具備的網絡通訊功能包括：S5兼容通訊、S7基本通訊、OP通訊和標準通訊等。具體形式如下：利用工業以太網技術和接收口優化PLC之間的通訊活動分析，同時提供功能較為強大且便于操作的任務形式，單位任務的可利用數據量字節一般維持在64k以下；在S7CPU中相對集中的軟件模塊集成形式影響下，主要利用MPI網進行機能拓展，借助用戶的編程信息調用SFC；OP、PG與PLC之間在進行編程、組態環節中，還具備人機交互的監控優勢，這種通訊模式同樣需要工業以太網的支持；標準通訊則是經過不同出產廠家制造，同時具備不同類型系統產品之間的溝通方式。在實際應用過程中，需要做好細節資料調查，包括網絡中各個節點的硬件配置情況、通訊接口的標準狀態等內容，盡量保證通訊環境的適宜程度。

2.2通訊接口

關于西門子PLC控制網絡的接口連接方式包括PC通訊卡、模塊處理器、PLC主機編程接口等。PC通訊卡可以將PC設備連接到預設的網絡環境中，但是其種類相對繁多，使用時需要做好關于他們之間功能差異的區分，如CP5511設備不存在微處理器，因此可以將計算機連接到MPI網絡上，實現后期工作的銜接；關于模塊處理器的功能，主要是用在PLC側的連接，這類模塊具備良好的智能性，能自動將PLC連接到合理的網絡中，同時減少CPU的負擔；S7系列中主機自身的編程接口在控制網絡中可以替代通訊接口而存在；另外，有些主機上不但擁有編程接口，同時提供了專用的通訊接口，用于連接分布式設備更加合理，既可以組態成為主站，也可以轉換為從站形式。

3.西門子PLC控制網絡的配置策略

3.1控制網絡配置中的網絡鏈接

就當前西門子PLC實際應用情況而言，在系統控制網絡中的網絡通訊接口，其主要包括以下四種不同方式：其一，PC通訊卡鏈接，該鏈接方式主要就是應用于類型相同的網絡連接中，由于PC通訊卡種類比較多，在實際應用中也就應當準確了解其各種功能；其二，PLC專用模塊鏈接，對于PLC專用模塊而言，其具備一定智能性特點，可使PLC及特定網絡之間實現有效鏈接，在此基礎上也就能夠有效緩解自動化控制系統所產生消極影響；其三，集成編程接口，這種接口鏈接方式主要就是應用于MPI及PPI控制網絡通訊中；其四，集成通訊接口，在控制網絡中該接口屬于十分重要的組成部分，在實際應用過程中表現出十分強大的功能。

3.2控制網絡配置中的傳媒載體

在西門子PLC控制網絡實際配置過程中，其主要包括三種不同類型傳輸載體，分別為電氣傳輸、光纜傳輸及無線傳輸。其中，對于電氣傳輸而言，其能夠通過標準圓形截面實現電纜屏蔽，在此基礎上也就能夠實現有效傳輸相關數據信息內容；對光纜傳輸方式而言，其主要就是在利用玻璃纖維的基礎上對傳輸距離實行戶內及戶外有效拓展；對于無線傳輸而言，為能夠使數據信息短距離傳輸得以實現，需要運用紅外線鏈接模塊，在此基礎才能夠更好進行信息傳輸。

3.3網絡功能多元化

對于西門子PLC中的控制網絡，正常情況下其包括以下四個方面功能：第一，S5兼容通訊功能，該功能就是在規定條件下發送口及接受口均能夠對PLC通訊進行優化，且能夠科學合理應用S7系列中相關PLC通訊，其中具有較明顯效果的就是應用于工業以太網環境中。第二，S7通訊功能，該功能主要就是能夠有效提供相關通訊任務。第三，PG通訊功能，PG通訊可有效處理PLC控制網絡中的相關編程，然而在實際應用過程中需要結合各種相關硬件設備，在此基礎上選擇科學適當通訊方式。

4.西門子PLC控制網絡的具體應用

在西門子PLC控制網絡實際應用過程中，在將西門子控制網絡選定之后，以設備實際位置為依據，將整體控制系統分解成為5個不同控制站，對于各個站點之間數據傳輸而言，可在連鎖控制技術應用的基礎上，使后續工作能夠得以更好開展。就現場數據鏈路層而言，其主要包括兩種不同形態，分別為主-從混合線路以及令牌總線，在主站之間可使口令傳遞得以實現，在這一傳遞過程中，在任何時間主站和從站之間均可實現及時交流。在實際應用過程中，從站雖然無法實現口令發送，然而在主站發送相關性信息時可實行接受及恢復，這種拓撲結構無法實現數據自由傳輸。對于西門子PLC控制網絡而言，在實行網絡優化設計過程中，對于全部監控站點均可將其設置成為主站，在此基礎上也就能夠使各個不同站點之間實現有效交流，較好實行數據傳輸。然而，在將各個不同控制站點設置成為主站的情況下，其需要整個生產工藝具有較長流程，各個及其相關設備之間比較分散，對于控制系統穩定性會產生一定程度影響。為能夠使這一問題得以較好解決，各個站點應當對相關設備進行合理選擇，可選擇CUP315-2DP當作主站，同時使子網結構形成，而后選擇ET200模塊作為從站，在此基礎上可實現現場信號有效控制。

5.結語

西門子PLC在CPU中具有較快的運算速度，同時對程序的執行效率也很高，面對工藝控制功能的集成化趨勢，真正實現故障冗余的清除，改良技術的性能，是促成硬件、軟件配套技術在聯網通信方面開發的必要前提。目前關于控制網絡產品樣式途徑十分繁多，加上配置策略的詳盡，相信可以提供給用戶更多的應用價值，促進相關事業長久發展和優化改革。

參考文獻

[1]王眾，李瑩.西門子PLC控制網絡的配置策略與應用[J].山東工業技術.2017（20）.

[2]鄭文靜.西門子PLC控制網絡的配置策略與應用探討[J].數字通信世界.2017（07）.

（作者單位：本溪鋼鐵（集團）信息自動化有限責任公司）