西门子PLC自动化的控制网络配置

吕伟

摘 要当前，西门子PLC已经广泛地应用于社会各领域中，但是由于西门子PLC控制网络产品比较多，这在一定程度上给用户的选择造成了难度。本文中，笔者首先分析了西门子PLC控制网络的类型，然后详细地分析了西门子PLC控制网络的配置策略及其应用，希望能够为今后的相关研究提供一定的参考依据。

【关键词】西门子PLC 控制网络 配置

西门子PLC控制网络建立在数字模拟通信、智能仪表技术、计算机自动化控制等多种技术的基础上，有这些有技术发展演变而来，有着极强的抗干扰能力。随着社会经济的快速发展，社会各行业为了实现自身的进一步发展，西门子PLC控制网络的应用变得越来越广泛，提高了生产的安全性，降低了事故的发生概率。面对不同的需求，西门子PLC自动化的控制网络需要采取不同的配置策略，以便各行业能够充分利用。

1 西门子PLC自动化控制网络的类型

1.1 点对点接口网络

点对点接口网络的特点有自定义通讯协议、自由通讯等。抛除客观因素的影响，在点对点接口网络环境下，S7-200或者S7-300PLC能够与控制器、打印机、扫描仪等各种通讯协议公开设备的数据实现交换。

1.2 工业以太网

工业以太网是特意为工业应用设计的一种通讯网络，通过对TCP/TP协议以及ISO协议的应用，能够实现利用光缆、同轴电缆以及工业双绞线通讯的目的。就当前的实际情况来看，西门子工业以太网的最大覆盖范围在150km左右，最高峰时能够同1024个网络节点相连，数据传输速率为10/100Mb/s，支撑广域网。

1.3 Profibus网络

该网络常见于现场层以及车间监控的通讯系统中，最大的传输速率和MPI相同，能够和127个网络节点进行数据交换。另外，由于该网络具有开放性的特点，可以允许各个厂商开发自己的产品，同时连接到同一条Profibus网络进行通讯。

1.4 PPI网络和MPI网络

PPI网络是一种主从式协议，不能主动地发送信息，只能够被动地做出回应。该网络通讯接口继承与S7-200CPU上，利用普通的双芯屏蔽双绞电缆进行联网通。MPI网络是一种基于西门子内部标准的令牌网络协议，最大的传输速率在12Mb/s左右。对于MPI网络而言，它主要适用于通讯速率要求不高、信息传输量不大的通讯需求，具有经济性高、操作简便、成本较低等特点。

1.5 AS-i接口网络

AS-i接口又被称为传感器-执行器接口，西门子PLC自动化的控制网络中，AS-i接口控制网络满足国际IECTG17B标准，处于自动控制系统的最底层，能够传输少量的数据，一般情况下会对具备AS-i接口的现场二进制设备进行连接。

2 西门子PLC控制网络的配置策略及其具体应用

西门子PLC控制网络的应用非常广泛，为了能够更好地对西门子PLC控制网络的配置策略及其应用进行探究，笔者以钢铁企业和自来水企业为例进行探究，具体情况表现如下。

2.1 西门子PLC控制网络在钢铁企业中的配置策略及应用

钢铁企业日常的生产过程中，需要控制的对象很多，既有冷却床，又有切割机，还有推钢机以及其他设备等。由于涉及到的控制对象众多，这就不可避免地出现控制点结构复杂、信息量传输量庞大的情况。钢铁企业在详细了解控制设备及分布情况的基础上，应用西门子PLC控制网络，将控制系统划分为六6个PLC控制站，使得连接各站点之间的数据通信是连锁控制技术。需要注意的是，Profibus-DP网络在现场数据链路层存在两种混合方式和令牌总线方式两种不同介质存取方式，令牌总线方式可以通过令牌向主站传递数据信息，获得令牌的主站能够向从站发出信息或者索取信息，从站被动地作出响应向总站发送信息。鉴于这种情况的存在，数据自由、高效的传输几无实现的可能，通过对已经划分的六个控制站设置成主站，以此实现对整个控制系统内部数据的自由交换。

钢铁企业是以营利为目的的，因此钢铁企业在应用西门子PLC控制网络的实现对生产控制的时候，一定会考虑生产成本方面的问题，降低控制成本才能对其具有吸引力。同时，还需要考虑到应用的可靠熊。所以，钢铁企业为六个主站选择了S7-300PLC用315-2DP型号的CPU。纵观整个控制网络系统，西门子PLC控制网络可以视为一个两极子网结构，处在底层的Profibus网络负责的是六个PLC主站以及远程从站的通讯服务，顶层的Profibus-DP子网负责的则是各个PLC主站之间及其与上位机之间的数据通讯。

2.2 西门子PLC控制网络在自来水企业中的配置策略及应用

以某自来水企业为例，该自来水企业的经营分为两个方面，一个是水源区，另一个是水厂区，水源区和水厂区二者之间的距离大概在950m左右。首先，在水源区蓄水池方面，其供水依靠三个深井泵实现。其次，在水产区方面，其供水的实现依靠的是三台加压泵对水进行变频恒压处理。如果将该自来企业与大型自来水企业放在一起进行对比，将会发现，该自来水企业的控制网络网点数量以及实际信息传输量都要少，并且因为通讯距离比较短的缘故，综合考虑下选择西门子PLC自动控制网络中的MPI网络通讯方式。

该自来水企業使用MPI通讯方式构建起一个小型控制网络，PLC主站、位于水源区的三个从站、位于水厂区的上位机组共同构成了整个MPI网络。PLC主站使用CPU型号为3121FM的S7-300PLC，其他所有从站PLC则使用CPU型号为224XP的S7-200PLC。原网络的扩展是在网络物理层中采用RS485中继器实现的，这样一来，通讯距离可以延长至1000m左右，满足了远程通讯服务的同时，还满足了实际工作开展的需要。该自来水企业受制于控制任务对控制网络信息传输的实时性不高的影响，各总站都以被动形式与主站之间进行通讯。

3 结语

总而言之，西门子PLC控制网络产品非常丰富，并且已经广泛地应用与社会各行业和领域中，对社会各行业的发展起到了巨大的促进作用。因此，在应用西门子PLC控制网络产品的时候，一定要对控制网络配置具体分析，从企业自身的实际出发，着眼于全局，考虑企业的长远利益，选择合适的PIC自动化控制网络类型，对所选择的控制网络类型不断进行优化配置，使得西门子PLC自动化控制网络的价值得到最大化发挥，提升企业的经济效益，实现企业的又好又快发展。

参考文献

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作者单位

山东省冶金设计院股份有限公司 山东省济南市 250101