西门子PLC控制系统与第三方设备之间的通讯方式

柏宁娟

主要介绍了西门子PLC在风机控制系统中与第三方设备的通讯方式，重点讲述了西门子S7-400H冗余控制系统与高炉控制系统之间的通讯；与本特利3500监测系统的Modbus通讯；与独立的远程I/O站的Profibus总线通讯以及与远程控制系统S7-400和S7-300之间的通讯。

【关键词】西门子PLC 通讯方式 Profibus总线通讯 Modbus通讯

工业通讯在自动化技术领域一直发挥着重要的作用。工业以太网广泛应用于工厂的控制级通讯，以实现PLC与PLC之间，PLC与上位机之间的通讯。高炉鼓风机的控制系统与用户高炉控制系统中采用最多的就是以太网通讯，走的是上位通讯。与本特利3500监测系统的通讯是走下位Modbus通讯，与西门子电机的变频启动装置或者用户远程I/O站的通讯走的都是下位Profibus DP总线通讯。下面就某项目中的通讯方式应用来阐述。

1 以太网通讯方式

以西门子S7-400冗余系统为例，工程师站和操作员站通过工业以太网卡和交换机连接，交换机和CPU之间通过以太网连接，交换机的RJ45口或者光口都可以和用户高炉系统或者其他设备都通过以太网实现通讯。这样就可以在风机控制室内读取用户高炉或者其他设备的监测数据。西门子交换机的光口采用多模光纤传输距离5km，单模光纤传输距离为26km。这种以太网通讯方式在现场得到了广泛应用，如图1所示。

2 通过Profibus DP总线通讯方式

S7-400H作为DP主站，可通过集成在S7-400 CPU上的PROFIBUS DP接口，可以连接ET200分布式I/O设备、现场设备、S7-300、SIMATIC S7-400（通过CP443-5）这些都作为从站连接到PROFIBUS DP接口上，这是西门子S7-400H系统和远程的I/O站的通讯。

远程I/O站也是ET200M结构，两者之间通过OLM（光电转换器）实现了PROFIBUS DP总线的电气信号与光纤信号的转换，常用于PROFIBUS DP多个站之间总线串联，而且两者相对距离较远采用光电转换器。光纤传输距离：多模2km，单模20km。

（1）冗余PROFIBUS DP总线和单通道的PROFIBUS DP之间通讯，机组的控制系统采用的是S7-400冗余系统，用户高炉侧的某些设备采用的S7-300不冗余系统，或者是机组控制系统要和高压侧的西门子电机变频装置之间的通讯，这两个系统之间要求进行PROFIBUS DP总线通讯，在机组控制系统I/O机架上增加一套Y-Link连接器，Y-Link包括：2个IM157接口模块，1个Y耦合器，1个总线模板BM IM157，1个总线模板BM Y耦合器。Y-Link是一种总线耦合器，用于在冗余Profibus-DP系统和单通道Profibus-DP系统之间的过渡。比我们通常采用MODBUS下位通讯方式速度相对提高很多。目前有些机组和变频启动装置之间或者和本特利3500系统直接采用MODBUS通讯方式，但是MODBUS通讯协议是一种主从方式的通讯协议，即只能实现单向通讯，

（2）西门子冗余的PROFIBUS DP总线与远程的西门子冗余系统的PROFIBUS DP总线之间的通讯，在原有的两套西门子控制系统硬件基础上各增加一套Y-Link连接器、DP/DP coupler以及用于安装Y-Link和DP/DP coupler的导轨；DP/DP coupler是两个Y-Link之间的连接设备，一边连接机组侧，一边连接高炉侧。

在大型机组控制系统（西门子PLC）与高炉控制系统之间进行通讯，以往咱们最常用的是走工业以太网通讯，用PLC系统配置的以太网交换机预留口与高炉通讯，这种通讯方式通常来自外部（上位）的以太网通讯和控制系统本身的下位控制站上来的以太网通讯是两个独立的数据系统，在上位组态时不能形成一个有机的整体。采用Profibus-DP下位通讯方式后，两个控制系统之间的通讯会稳定、可靠、迅速；而且可以隔离两个控制系统，没有特殊的程序要求，两个系统之间的通讯还是双向的。

3 结束语

西门子S7-400有多种通讯方式：组合式多点MPI和DP主接口，集成在所有CPU内，S7-200和S7-300系统以及其他的S7-400系统。附加的PROFIBUS DP接口集成在某些CPU内，适用于经济型ET-200分布式I/O系统。还可连接到PROFIBUS和工业以太网的通讯模块。由于Profibus总线目前是国际上应用最广泛的两个总线之一，Profibus总线通讯是一种双向通讯方式，显然采用Profibus总线通讯具有明显的优势。

参考文献

[1]兑幸福，孙士平.西门子PLC通讯详解[J].可编程控制器与工厂自动化，2011.

[2]张鹏，孙晨宇.西门子PLC与第三方设备的DP通讯、无线通讯[J].电子技术与软件工程，2015.

作者单位

西安陕鼓工程技术有限公司 陕西省西安市 710075