西门子PLC控制网络的配置策略与实际应用

　　【摘要】西门子PLC在控制网络方面提供多种方案，对于自动化通讯任务的控制产生必要的辅助功能，经过西门子工业在网络产品的应用实例分析，对整个控制网络的配置策略做出详细的整理。本文着重阐述工程实践活动中系统控制方案的选择，利用系统拓扑结构资料作为补充，论述这类系统配置的主要特征，为日后类似的监控设计保留一些可以参考的意见和想法。

　　【关键词】自动化应用,通讯网络,配置策略,分析

　　1引言

　　控制网络是建立在计算机自动化控制、数字模拟通信和智能仪表技术基础上而形成的，是相对新颖的技术领域，它主要是将过程控制系统向分散化和数字化形式过渡，达到技术提升的要求。控制网络结构是一种比较特殊的网络系统，与单纯提高信道利用率的普通局域网不同，它强调的是一种安全性、实用性和互联互操作功能。

　　可编程序控制器具有抗干扰能力强、故障率低等优势，因此在工业控制领域内得到广泛应用。本文则是利用对西门子PLC网络产品的细致拆解、分析，对其控制网络配置选择方法进行补充，并尝试凭借实践应用工程做出说明，促成控制网络方案的优化设计。

　　2西门子PL.C控制网路的配置要求

　　2.1通讯能力

　　西门子控制网络应该具备的网络通讯功能包括：s5兼容通讯、s7基本通讯、0P通讯和标准通讯等。具体形式如下：利用工业以太网技术和接收口优化PLC之间的通讯活动分析，同时提供功能较为强大且便于操作的任务形式，单位任务的可利用数据量字节一般维持在64k以下。

　　在S7CPU中相对集中的软件模块集成形式影响下，主要利用MPI网进行机能拓展，借助用户的编程信息调用SFC;OP、PG与PLC之间在进行编程、组态环节中，还具备人机交互的监控优势，这种通讯模式同样需要工业以太网的支持;标准通讯则是经过不同出产厂家制造，同时具备不同类型系统产品之间的沟通方式。在实际应用过程中，需要做好细节资料调查，包括网络中各个节点的硬件配置情况、通讯接口的标准状态等内容，尽量保证通讯环境的适宜程度。

　　2.2通讯接口

　　关于西门子PLC控制网络的接口连接方式包括PC通讯卡、模块处理器、PLC主机编程接口等。Pc通讯卡可以将PC设备连接到预设的网络环境中，但是其种类相对繁多，使用时需要做好关于他们之间功能差异的区分，如CP5511设备不存在微处理器，因此可以将计算机连接到MPI网络上，实现后期工作的衔接。

　　关于模块处理器的功能，主要是用在PLC侧的连接，这类模块具备良好的智能性，能自动将PLC连接到合理的网络中，同时减少CPU的负担;s7系列中主机自身的编程接口在控制网络中可以替代通讯接口而存在;另外，有些主机上不但拥有编程接口，同时提供了专用的通讯接口，用于连接分布式设备更加合理，既可以组态成为主站，也可以转换为从站形式。

　　3工程实际应用分析

　　3.1实际案例

　　某冶金企业电控系统中利用轧机系统、冷却泵站系统等机械设备实现生产，其总体I/O数字控制点为13300I/7370O，由于整个结构的控制点数量众多，传输的信息量比较复杂，整体框架也十分凌乱。因此，利用该类结构的运行状况和本文的控制网路配置策略进行对比研究，争取选取合理的方案，促成结构的优化改造。

　　3.2应用分析

　　在设备的实际位置观察下，主要将整个控制系统拆解为5个PLC站，各站之间信息传输需要借助连锁控制技术才能方便后续工作的进展。在现场的数据链路层存在两种介质，分别为令牌总线和主一从式混合线路两种形态，在主站间进行口令的传递，这个过程中主站可以与从站进行适时地沟通;从站是不能发送口令的，只能向所属主站接收和回复信息，因此这种拓扑结构是不足以满足自由数据传输的需求的。

　　在优化网络设计时，可以将5个站点都设置为主站，保证它们相互之间可以任意地进行数据通讯。而现实条件是，整个工艺流程比较漫长，各个主站与其设备分散性较大，为了确保系统的稳定效果，各站点最好选取CPU315—20P设备，将其作为主站并形成子网结构，利用ET200模块作为从站，进而直接控制现场的信号。

　　该PLC网络系统的子网形式包括两个级别，任务分别是完成主站与其从站之间的通讯任务，PLC站之间以及与Pc机的通讯。主站利用其自身的集成接口完成总线连接，并利用模块实现现场总线的互连;而另一方面，由于PLC站之间的数据量相对不大，但其与PC机之间的通讯任务比较繁忙，所以在这类结构的设计上主要凭借多协议混合子网形式运行，这样令主站间进行FDL通讯，与PC机间实现FMS通讯，进而提高整体系统的运行效率。

　　在落实具体的监控任务过程中，应该考虑综合因素影响，确保控制网络方案的实用性和稳定性，包括站点之间传输数据的格式和站点的数量安排，完善传输过程的效率标准，并对多种协议内容做好筛选，尽量减少经济和资源浪费。尤其是在投产运行活动开始之后，关于系统的合理改良和投资事宜应该做出科学的决策，己达到良好的应用效果，促进该类网络配置策略的系统化转变。

　　3.3系统软件设计

　　使用西门子通用型PLC作为下位机，能与现场的传感器、自动化仪表和变送器相连，实施数据处理、数据通信以及数据管理。参照工艺要求，PLC上电自检测没有错误后，外部输送信号经过自动化仪表和传感器送入PLC，一旦电路出现过载、断路或短路时，将停止电动机工作，并发出报警。

　　使用PLC对数据进行处理，按照信号，PLC可决定机械设备的启停，使用前馈一反馈控制模式，保证系统在任何状况下均能可靠地、稳定地、实时地控制生产数据。同样使用闭环控制温度与生产参数等模拟量，构成多个控制回路。整个软件设计使用模块化编程有利于调试，主要工作有信号控制处理与获取处理、与上位机通信的DB系统的设计和故障模块的设计。编辑好操作各个设备的功能系统后，并放入组织块OB1中，当PLC开始执行程序时，会对组织块内的全部功能模块按顺序执行，这就完成了对所有装置的手动或自动控制。

　　西门子PLC在CPU中具有较快的运算速度，同时对程序的执行效率也很高，面对工艺控制功能的集成化趋势，真正实现故障冗余的清除，改良技术的性能，是促成硬件、软件配套技术在联网通信方面开发的必要前提。目前关于控制网络产品样式途径十分繁多，加上配置策略的详尽，相信可以提供给用户更多的应用价值，促进相关事业长久发展和优化改革。

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