（天津辰力工程设计有限公司 300400）
摘要：随着科技的快速发展，我国自动化控制的水平在不断提高，各种控制技术也不断涌现。PLC自动化控制技术不仅可减少人力、物力和财力的浪费，还可提高机械维修、养护的效率。以该技术设计的可简单编程的控制系统，具有可靠性高、功能完备和适应性强等特点，已被广泛运用到了大部分工业中。
关键词：西门子；PLC控制网络；配置；策略；应用
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。
一、西门子PLC控制网络的类型及通讯功能
西门子PLC控制网络的类型主要有以下几种：PPI网络、点对点接口、Profibus网络、MPI网络、工业以太网和AS-I接口。PPI网络属于一种通讯协议，其主要的联网方式为普通的双芯屏蔽双绞电缆，通讯接口集成于S7-200CPU上。其控制网络的方式为从站回应主站要求的一种主-从协议。点对点自由通讯网络方式为自定义通讯协议，可与打印机、扫描仪等公开的设备进行通讯。Profibus网络主要在现场层及车间级监控的通讯系统中应用广泛，其可进行数据交换的网络节点达127个，并且可串接的中继器达10个，其主要特点为可允许厂商自己的产品与同一条Profibus网络连接并进行数据通讯。MPI网络即MPI多点接口，其可同时连接各个通讯对象，属于令牌网络通讯协议。工业以太网是主要针对工业应用而设计的，其主要应用通讯光缆、同轴电缆、工业双绞线等进行传输。AS-I接口即为传感器-执行器接口，符合欧洲和国际标准。SA-I接口的特点是传输少量的数据，主要应用在最底层的控制网络，所连接的均为AS-I接口的二进制设备。从以上西门子PLC控制网络类型可看出，各类型之间存在较大的差异，且各有利弊。各种PLC控制网络能满足不同层次的控制网络的需求，用户应根据自己的需求首先选择PLC控制网络的类型。
西门子PLC控制网络的通讯功能主要有以下几点：S7通讯、S5兼容通讯、S7基本通讯、PG/OP通讯和标准通讯。其所提供的通讯任务具有功能强大且简单的特点。S5兼容通讯的主要通途是在S7、S5系列PLC通讯之间的优化。S7基本通讯属于通讯功能软件模块集，集成于S7系列。PG/OP通讯主要的操作服务为监控、编程、组态等，数据通讯来源于PLC、PG和OP三者之间。标准通讯属于来源于不同的自动化系统之间的通讯。
西门子PLC控制网络的网络通讯接口的连接方式主要有PG/PC通讯卡、PLC专用通讯模块、PLC主机自身集成的编程接口、PLC自身集成的通讯接口。PG/PC通讯卡的主要作用是连接PG到PC与其相应的网络。PLC专用通讯模块用途为智能化连接PLC与其他的网络，其优点为能承担一部分CPU的通讯负担。PLC主机自身集成的编程接口不仅具有编程作用，而且还可用作通讯接口。西门子PLC主机上设计有专用的通讯接口和编程接口，西门子控制网络的传输介质有3种种，电气数据传输、光缆数据传输、无线数据传输。
二、西门子PLC控制网络的配置原则
西门子PLC控制网络主要分为通讯网络和符合国际标准2种类型。符合国际标准的网络为Profibus、AS-I接口和工业以太网。其余3种均为西门子公司自身开发的通讯网络。用户在选择PLC控制网络时，网络类型是其主要考虑的因素。一般情况下，符合国际标准的PLC控制网络优点为网络传输距离、速度、容量都非常理想，并且操作具有灵活性、功能强大。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其主要缺点为投资成本较大，开发技术复杂。而专用通讯网络虽然在专业性能上不够强，但其投资成本低，开发技术较为简单。如用户对通讯速率无较高要求、通讯数据量小时，其可首先考虑MPI网络，这种选择不仅能满足自身需求，而且较为经济和简单。另外用户的另一种选择方法为根据实际控制网络中通讯功能而定。S7通讯主要是在工业以太网、Profibus、MPI网络中应用。S5兼容通讯主要是在Profibus、工业以太网中应用，S7基本通讯在MPI网中应用，PG/OP通讯主要是在Profibus、PPI、MPI。工业以太网中应用，标准通讯主要应用于Profibus网络。通讯功能的判断依据为通讯接口的支持能力、通信的数据量。各节点的硬件配置等。最后还可参考西门子PLC控制网络的通讯接口及传输介质。
三、西门子PLC控制网络的应用
某制药生产控制系统的控制对象主要针对生产现场温度、流量、压力等模拟和开关阀门、泵等设备的开关量等I/O信号。一个车间的总I/O检测控制点数以千计，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PID和模拟报警连锁控制实现各工序数据互连。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监控点较为分散，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站间的通讯任务。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、与PC机之间的通讯效率。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。
结语
对于西门子PLC控制网络方案的选择一定要结合实际情况，考虑各站点之间的信息传输量、以及控制站点等，从而选择合适的PLC控制网络类型，同时还应考虑各通讯接口在支持能力、各节点的配置情况等。从而选择一个既经济又简单，且最为实际的控制网络方案。
参考文献
[1]田海.西门子PLC控制网络的配置策略与应用[J].电气传动，2010.
[2]黎瑞荣.分析西门子PLC控制网络的配置策略以及相关应用[J].电子世界，2012.
作者简介
赵靓（1983.9-），女，天津人，河北工业大学电气工程及自动化专业（无学位证），工程师，单位：天津辰力工程设计有限公司，研究方向：化工自控仪表选型设计及PLC配置。
论文作者:赵靓
论文发表刊物:《电力设备》2016年第4期
论文发表时间:2016/6/3
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