PLC控制网络的配置策略与应用研究

李益玲

（江苏省盐城技师学院，江苏盐城，224000）

PLC控制网络的配置策略与应用研究

李益玲

（江苏省盐城技师学院，江苏盐城，224000）

PLC一般指可编程逻辑控制器，一般应用与工业环境中设计的数字运算操作电子系统，本文通过西门子plc控制网络产品的实例，总结出些许plc控制网络的配置策略与应用的方案，并且详细的叙述了具体哪些产品适合哪些应用的方案，分析每种方案的优缺点，根据各方案的优缺点为相应的产品设计提供参考，为国内的plc控制网络的发展贡献自己的力量。

plc控制网络；逻辑控制器；自动化；通讯协议

0 引言

可编程逻辑控制器其结构包括电源、中央处理单元也就是人们常说的CPU、存储器、输入单元和输出单元。Plc外部设备通常是编程器、打印机、盒式磁带录音机、计算机等，用以达到编程、实现监控还有网络通信。控制网络的配置与应用就需要计算机辅助我们进行产品的设计，我们研究plc控制网络的配置策略与应用其实需要先进行plc通信网络的性能的研究，但本文就不对相关知识一一累述了。我们追求的plc控制网络是基于通信网络和控制系统的同时应用来达到我们使用plc控制网络的目的，上文交代plc控制网络的使用是专门应用于工业控制领域的一种手段，与我们民用的局域网络不同，应用于工业就对控制器的抗干扰能力、稳定性、错误率和故障率有了极高的要求，不仅对于控制器的硬件质量的要求，还要在性能上做到卓越，缘由于我们使用plc控制网络时需要对网络的数字运算、模拟量处理，人机接口的处理必须在性能上完成这些要求，因plc极高的质量和卓越的性能，已经在控制网络系统节点计算机上成为不做第二人选的选择。由于plc控制网络系统在工业控制领域取得的成就。世界各种plc厂商也竞争不断，而本文主要通过西门子plc控制网络进行研究，西门子plc在性能和质量方面首屈一指，在plc产品领域更是精益求精，能满足我们对PLC控制网络的配置策略与应用研究的要求。

1 西门子plc控制网络的类型

控制网络技术的发展，是建立在计算机技术、自动控制技术、数字通信技术等各种技术的基础上发展起来的，目前控制网络的实现形式是将网络系统以及控制系统进行融合，从而构建起一个新技术发展领域，它符合目前国际上所呈现的数字化、网络化、分散化以及节点智能化的发展潮流。尽管如此，控制网络仍然具有自身不可比拟的优势，这是时代所赋予该项技术发展的使命，比如与普通局域网相比而言，控制网络更加注重对于信道利用率的改善及提高，更加注重网络的安全可靠、实时实用以及安全广泛性能方面能力开发及普及应用。[1]可编程序控制器，英文简称为PLC，该项技术应用于工业控制领域，主要由于其所具有的抗干扰能力强、稳定可靠性高以及故障率低的优势，除此之外，该项技术还在诸如模拟量处理、数字运算、网络通讯以及人机接口等方面性能卓越。而西门子的PLC由于其CPU在运算处理速度、程序运行执行效率、实现故障安全容错以及冗余、面向生产工艺以及运动的控制功能集成等技术问题的解决具有不可比拟的性能优势,除此之外，其在联网通讯技术实现所需要的硬件以及配套软件技术的研究开发方面以及控制领域公认的“自动化孤岛”解决上已经取得业界公认的成就。

本文研究的西门子plc控制网络概括有以下几种类型：

（1）类型一 ：PPI网络（piont topoint interface）

PPI是西门子专为S7 -200PLC 开发的一种通讯协议, 波特率为9.6kbs,19.2kbs,187.5kbs,并且使用普通的网线就可以联网，接口集成于S7-200CPU上，西门子为其量身定做的的这款产品在通讯时，更是方便，仅需要NETR和NETW两种语句就能够达到数据传递的目的，且并不需要其他的通讯模板。

（2）类型二 ：MPI网络（Multi-piont interface）

MPI网络就是令牌网络通讯协议，通讯速率为187.5kbps，MPI物理层是RS-485，理论使用cp318-2最大传输速率可达12Mbs。西门子plc应用mpi接口能做到同事连接运行step7的编程器、计算机、人机界面（HMI）及其他SIMATICS7、M7和C7，其同时连接的通讯对象数量与CPU型号有关。仅仅利用MPI接口就能达到S7-200300400CPU之间的通讯目的。使用MPI网络是经济又高效。

（3）类型三：工业以太网（industrial et hernet）

大多数在工业企业的通讯网络应用方面受到青睐，是专门为工业企业的通讯网络打造的，其通讯协议是TCOIP和IOS。工业以太网可以有1024之多的网络节点，最大的网络范围覆盖到150公里。

（4）类型四：AS-i接口

AS-i接口也称为传感器-执行接口。它可以对二进制设备实现有效的连接，并处在自动控制层的最底层，仅仅能对极少的数据进行传输。

在实际应用时我们的控制网络的应用概括地说就是两条线，一条以profibus总线和工业以太网网络以及as-i接口组成的第一条线；另一条以PPI、MPI和点对点接口为控制网络的另一条线，是专用的通讯网络控制。在选择将要使用的控制网络时，要了解自身需要网络的具体类型，对于通讯网络的传输速率，传输距离和传输容量方面有要求的应该着重选择我们整理出来的第一条线，其中包括profibus总线和工业以太网网络以及as-i接口，这三种选择在通讯网络的传输速率，传输距离和传输容量三个方面更加优秀，而且功能丰富，但是有利也有弊，这三个选择需要使用者添加一些软硬件设备，成本略高。而第二条线中的三个选择包括的PPI、MPI和点对点接口中，其资金投入相对于第一条线成本略低，但性能较之逊色不少，而且操作性不高。

2 工程项目实例

2.1 使用PLC控制网络的MPI的工程项目

某小型自来水厂在进行西门子PLC及其所附带的上位机监控系统所应该采用的网络方案确定时，需要将自身水厂的组成部分，即水源区以及水厂区进行综合全面的考虑，确保在监控网络控制系统在实际使用时能够对两部分水源进行有效的监控，由于两部分水源之间相距800m以内，且水厂区内有3台加压泵主要用于给用户供水，水源区也有3台深井泵用于蓄水，因此所对应的控制网络系统具有站点数少、通讯数据量小以及通讯距离短的特点，针对这个问题，可以选定MPI方式进行控制网络系统的构建，借助RS485中继器进行通讯方式的扩展，将其扩展为1000m，即可满足该厂远程监控的需求。

2.2 使用PLC控制网络的Profibus的工程项目

某炼钢厂的小方坯连铸生产线需要配设电控系统，其中涉及到的控制对象有推钢机、翻钢机、辊道、切割机、冷却床、引锭杆及拉矮液压站等，经过分析得知，该厂所配置的系统需要的总模拟I/O控制点为86AI/28AO，总数字I/O控制点为1220DI/828DO，总体而言具有控制点多、信息传输量大以及设备分散、关系复杂的特点，在对各项数据进行综合考虑之后，确定采用符合国际标准的Profibus的PLC控制网络。

3 结束语

本文对西门子plc控制网络的配置策略与应用产品实例按照各自的设计要求，选择和使用了合适的设计方案，满足设计要求的前提下尽量降低了产品的资金预算。通过几种工程应用实例的分析，在使用西门子plc控制网络是，可以有所参考，在实际工程项目中物尽其用，完成不同的产品任务。西门子plc控制网络的组成多种多样，各项功能的产品种类丰富，能够满足绝大多数使用者的使用要求，西门子公司传承了德国人追求极致，对工作执着，对事物、对产品精益求精精雕细琢的匠人精神，希望国产的plc产品能超越西门子plc，国产企业和品牌应多多借鉴其优点，取长补短，可以先模仿再超越，发挥我们中国人的“山寨”精神，先模仿再超越，不丢人。为我国民族工业复兴，民族品牌崛起，大国梦、中国梦，做出贡献。

[1] 王丰,刘晓悅.基于西门子P LC 控制系统的网络选择策略与实践[J].电气自动化, 2006,28(3):38-39.

[2]刘锴,周海.深入浅出西门子S 7 -300PLC[M].北京:北京航空航天大学出版社,2007.

[3]董春桥,张亚男,桑杭武.自控网络综合分析与研究[J].电气自动化,2007,29(4):3 -5.

Research on configuration strategy and application of PLC control network

Li Yiling
(Yancheng Technician College of Jiangsu province ,Yancheng Jiangsu,224000)

PlC generally refers to a programmable logic controller, digital operation electronic system design and application in industrial environment, this example control network through SIEMENS PLC products,summed up the configuration strategy and application of a PLC control network scheme, and a detailed description of what specific products suitable for those applications, analysis of advantages according to the disadvantages of each scheme, the advantages and disadvantages of each method provides a reference for the design of the corresponding products, contribute to the development of domestic PLC control network.

PLC control network; logic controller; automation; communication protocol