西门子PLC控制网络的配置策略与应用

肖云峰

摘要：现代社会工业生产飞速进步，工业生产对于控制系统有了更多的要求，这就使得控制系統瞄准市场要求，进行不断的完善和发展。在这一过程当中，西门子PLC控制系统的优势逐渐显现出来。于是工业生产各行各业都在积极运用西门子PLC控制系统为生产提供更好的支持，这就需要企业工作人员对这一系统进行充分的了解，掌握这一系统的特点，更好地开展生产实践活动。

关键词：西门子PLC;控制网络;配置策略;应用

一、西门子PLC控制网络的配置要求

1.1 通讯能力

在西门子PLC网络控制当中，必须要具备以下的网络通讯功能，S5兼容通讯，S7基本通讯、标准通讯以及OP通讯。S5兼容通讯可以接收和发送口能够优化STMATICS5和S7系列间的通讯。S7基本通讯能够为PLC网路控制提供的功能简单而又强大的通讯任。S7基本通讯的实现需要通过MPI网;同时，还具备可供用户编程调用的SFC。OP通讯主要是利用PLC进行数据通讯，实现编程、人机交互操作的服务。标准通讯则能够实现各个制造商与不同自动化系统之间的通讯。在实际的工程应用过程中，要积极依据西门子PLC控制网络中的具体情况，选用合适的通讯功能。

1.2 通讯接口

当前，西门子PLC控制网络的接口方式主要包括PG/PC通讯卡、模块处理器、PLC专用通讯模块以及PLC主机编程接。PG/PC通讯卡主要运用于控制网络PG/PC侧的连接，将PG/PC设备连接到相应的网络当中，然而由于其种类特别多，在选择和使用过程中，要仔细做区分各个功能的差别。譬如，CP5511设备并没有配备微处理器，这时就可以把计算机连接到MPI网络上，能够有效保证后期工作的衔接。而模块处理器主要是连接在PLC一侧，模块处理器的智能性特别高，可以自动地把PLC连接到适当的网络中，而且对系统CPU的应用也非常小，减轻CPU的负担。模块处理器的种类功能也有很大的区别，在选择和使用的过程中，也需要仔细做好区别。西门子S7系列中的主机自身的编程接口在控制网络中可以兼做通讯接口。例如S7-200系列在PLC主机上不仅可以拥有编程接口，而且还能提供专用的MPI和PPI控制网络的通讯接口。

1.3 西门子PLC控制网络的类型

西门子PLC网络控制类型主要有以下几种。（1）点对点接口：点对点接口是一种自由通讯的连接方式，用户能够根据自己的希求对通讯协议进行重新定义。能够使S7-200系列和S7-300系列PLC完成与通讯协议公开的设备之间的通讯。（2）PPI网络。PPI网络是专门对S7-200设计的一种通讯协议，只需要利用一般的双芯屏蔽电缆就可以完成联网。正是由于PPI网络是一种主-从协议，PPI网络从站不能主动发送相关的信息，职能在PPI网站主站发出相关的要求后，才能够做出相应的响应。（3）MPI网络。MPI协议是西门子内部标准的一种令牌网络通讯协议，MPI网络的物理层是RS-485，传送速率最高可以达到12Mb/s，西门子PLC可以利用MPI实现STEP7的编程器和计算机的连接运行。

1.4Profibus网络族。Profibus主要是用于生产车间监控和现场层的通讯。与MPI网络一样，Profibus的物理层也是RS-485，最大传送速率为12Mb/s，能够同时与127个网络上的节点进行数据的交换，允许其他厂商开发各自符合Profibus协议的产品连接到同一个网络上进行通讯。（5）工业以太网。工业以太网主要是为工业应用专门进行设计的一种通讯网络。通过TCO/IP协议和ISO，利用同轴电缆、光缆以及工业双绞线，能够有效实现通讯功能。（6）AS-i接口。AS-i接口也可以称之为传感器-执行器接口，主要位于自动控制最底层的网络，对生产现场的二进制设备能够有效进行连接。

二、西门子PLC控制网络的实际应用

某钢铁企业的生产线控制系统的控制对象主要有切割机、冷却床等机械设备。总提案I/O控制点为1330DI/737DO，整个结构的控制点和传输信息量也非常复杂。因此，在实际的生产工作中，选用了西门子PLC控制网络。

在选定西门子控制网络之后，依据设备的实际位置，把整个控制系统分解为5个西门子PLC控制站。各个站点之间的数据传输借助连锁控制技术实现后续工作的开展。现场数据链路层主要有主-从混合线路和令牌总线这两种形态，在主站之间进行口令的传递，而在这个传递的过程中，主站与从站能够在任何时间点进行及时的交流。从站并不能发送口令，但是，在主站发送相关信息的时候，可以进行接受和回复，这种拓扑结构并不能自由地传输数据。西门子PLC控制网络的网络优化设计过程中，可以把所有的监控站点都设置成为主站，这就可以实现各个站点之间的相互交流，进行数据的传输。但是，在将各个控制站点设置为主站时，需要整个工艺流程漫长，各个主站与其相关的设备较为分散，影响控制系统的稳定。这就需要各个站点选取合理的设备，可以选用CUP315-2DP作为主站，并且形成子网结构，然后选用ET200模块最为从站，从而对现场的信号进行控制。

这种西门子PLC网络系统的子网形式主要有两个级别，主要完成PC机以及PLC站之间以及主站与其从站之案件的通讯任务。主站主要是通过自身的集成接口与总线进行连接，并通过模块与现场的总线进行互连。此外，正是因为PLC之间的数据量存在差别，而且与PC机之间的通讯任务也特别繁忙，因此这一类结构设计的过程中，要利用多种协议混合子网形式运行。提高主站间FDL、与PC机之间与FMS的通讯效率。在西门子PLC网路控制监控任务的实施过程中，要充分考虑企业生产的各种影响因素，保证西门子PLC网络控制方案的稳定性，合理安排站点之间传输数据的格式和站点的数量，提高数据传输的效率。此外，还需要仔细筛选各种协议的内容，减少资源的浪费，提高企业的经济效益。

三、结语

综上所述，西门子PLC控制网络的体系结构十分复杂，为企业提供的网络产品也非常丰富。企业在选用西门子PLC控制网路的过程中。要积极根据企业生产发展的需要，选用合理的控制网络，降低企业控制网络的经济成本，综合考虑各方面的因素，对需要控制的任务进行科学的分析，制定合理的控制网络方案。

参考文献：

[1]金学成，陈堂龙，邹根华，姚诸香.自适应外部环境的电网安全稳定智能防御系统应用[J].电力系统保护与控制，2015，（23）：137-142.

[2]张康，储昭碧，宁君宇，冯小英.基于Profibus网络的西门子PLC与双台S120变频器通讯的实现研究[J].制造业自动化，2015，（16）：5-8.

[3]谢耀滨，舒辉，常瑞，蒋烈辉，张媛媛.可编程逻辑控制器脆弱性分析关键技术研究[J].计算机工程与应用，2016，（12）：101-107+152.

[4]王海群，笪可静，刘天虎，唐山，秦朝军.基于工业以太网与Modbus的多台西门子PLC与DCS的通信系统[J].化工自动化及仪表，2014，（08）：923-925+934.