摘 要：近年来，随着现代化企业的工艺水平和控制要求不断提高，工业通信技术的发展与自动化控制系统不断结合，大大提升了自动化控制系统的性能。而如何能够通过合适的教学实验平台掌握工业通信技术，一直是围绕在老师和学生之间的一个难题。本文以我院自主研发的PLC网络通信实验平台为例，系统阐述了这一平台的建设过程与体会。
关键词：工业通信技术 项目教学 PLC
目前，许多企业正面临着从分立仪器控制向网络化控制的转变。随着计算机、PLC、通信等技术的飞速发展，基于现场总线、工业以太网等技术的工业网络正逐渐被应用到工业现场。现代企业要求建立一个从现场级到企业级的网络结构，通过该网络，现场级的数据可以利用抗干扰性能强的现场总线实现实时的交换、报警、归档、打印等，工作人员可以通过工业以太网对远程控制点的温度、压力、流量等参数实现车间级的远程控制，并能够随时监控现场设备的执行情况，对远程控制点的数据进行归档整理、保存，随时准备调用。而在企业级层面上，各个部门可通过普通的以太网实现信息共享﹑协调工作，甚至可以将现场的数据通过互联网实现异地传输与监控。工业以太网和现场总线技术是工业网络中的两大关键技术，这两者的性能好坏直接影响着整个企业网络的稳定性﹑快速性等指标。
根据工业通信技术的特点，我们依托学院先进自动化技术联合实验中心，运用西门子中型S7-300PLC的通信功能，着手开发适合我院PLC工业通信技术一体化教学的实验设备。
一﹑PLC工业通信技术的概况
在西门子工业控制网络中，使用了许多通信网络，其中最具代表性是PROFIBUS现场总线与INDUSTRIAL ETHERNET管理总线网络。
1.现场总线PROFIBUS是车间网络中与少数节点及现场设备进行过程和现场通信的总线系统。它是一种开放式总线，可以连接同样遵守相关标准的其它制造商生产的设备。本实验平台使用PROFIBUS DP方式实现了PLC之间以及矢量变频器之间的主从通信。
2.工业以太网INDUSTRIAL ETHERNET是一种新型开放式工业以太网标准。通过工业以太网，设备可以直接从现场级连到管理级。 工业以太网允许集成通信，支持系统范围内的工程组态并能将IT标准应用至现场级。本实验平台使用工业以太网中的ISO-on-TC连接方式实现了PLC之间的数据采集管理。
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二﹑PLC工业通信技术实验平台的工作原理
网络通讯技术已经广泛应用于钢铁、啤酒、塑胶、电子、汽车、药业等生产行业领域，充分体现了现代化生产设备TIA全集成自动化的理念。为将这项控制技术直观地教授给学生，我们以西门子PLC为控制核心，参考相关控制技术资料，以及参考企业一线实际生产设备，研究制作了西门子TIA网络通信实验平台。西门子网络通信实验平台以西门子中型机PLC为控制核心，运用PROFIBUS-DP、INDUSTRIAL-ETHERNET等网络搭建了通信实验平台，实现了工厂管理层、现场管理层的数据传输。
三﹑PLC工业通信技术实验的仿真技术
西门子PLC的仿真软件S7-PLCSIM V5.4 SP5的多实例启动功能支持在CPU间进行通信，通过使用此新功能，可以同时仿真多个CPU。如果预先装载了相应的硬件配置，则不同的CPU可以相互进行通信。这要求涉及的CPU在同一子网中具有不同的地址。同时在使用仿真功能时，需要注意的问题是S7-PLCSIM不具有实时功能，通信过程中可能会存在时间响应限制。
针对西门子仿真器的工作特点，教师可以通过计算机模拟运行西门子大中型PLC间的网络通信，让学生能够通过仿真掌握必要的网络组态知识、获得较强的实践动手能力，模拟基本的工程技术工作过程，掌握PLC程序调试方法,培养学生分析问题、解决问题和技术创新的能力，使学生养成良好的思维习惯，掌握基本的思考与设计的方法。
四﹑PLC工业通信技术的一体化教学设计
通过网络平台的构建制定一体化教学计划，采用项目驱动模式，理论与实践同步进行的一体化教学，提高学生的学习兴趣和积极性，学生参与项目测评，学生的主体地位进一步提高。通过更新教学内容，改进教学方法、教学手段和评价方式等措施，进行《工业通信技术》校级示范课程建设，并带动其它课程建设。
五﹑PLC工业通信技术的培训模式
根据社会发展需要，进行专业调研，邀请行业、企业专家论证，改进通信技术一体化教学方案，将职业岗位所需的关键能力培养融入专业教学体系，实现职业岗位素养与专业技能有机结合，初步建立以核心职业素养与核心职业技能并重的人才培养模式。
随着企业工艺水平和控制要求的不断提高，工业通信技术的发展大幅度提升了自动化控制系统的性能。我院PLC工业通信技术一体化教学平台的建设，在同行业教学领域当中处于领先水平，为实际企业生产以及设备改造提供了强有力的技术支持，并具有很高的推广价值。
参考文献
[1]徐国庆 《职业教育项目课程开发指南》。
[2]廖常初 《大中型PLC应用教程》。
论文作者:秦 婉1 闫立文2
论文发表刊物:《职业技术教育》2014年第1期供稿
论文发表时间:2014-4-23
标签：工业论文; 通信技术论文; 以太网论文; 现场论文; 平台论文; 通信论文; 网络论文; 《职业技术教育》2014年第1期供稿论文;