袁亞鵬

摘 要：本文著重分析了西門(mén)子S7系列的控制器和AB公司controllogix控制器之間的PLC通訊問(wèn)題。提出了自己對(duì)這方面的解決方案，并分別深入說(shuō)明了各個(gè)方案的運(yùn)用特點(diǎn)和應(yīng)用范圍。希望本文的集中設(shè)想方案能對(duì)類(lèi)似的機(jī)械自動(dòng)化設(shè)計(jì)提供一定的參考意義。

關(guān)鍵詞：PLC通訊方案；DP解決方案；PLC通訊

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.04.114

1 DP-profinet解決方案

（1）設(shè)計(jì)原理和解決方案。DP-profinet解決方案的設(shè)計(jì)原理是，將controllogix5000通過(guò)第三方SST公司的DP通訊模塊SST-PFB-CLX-RL作為通訊主要渠道，模塊采用TURK的BL67系列DP遠(yuǎn)程協(xié)議，轉(zhuǎn)而再通過(guò)另外一塊DP通訊模塊作為主要通訊路徑，S7-400PLC的CPU416作為輔助渠道，進(jìn)而完成兩個(gè)不同類(lèi)型的DP通訊。具體的DP通訊配置如圖1所示。

（2）方案評(píng)價(jià)。DP-profibus在整體通訊方式上相對(duì)來(lái)說(shuō)是一種成熟可靠的解決方案。但是因?yàn)槠湓谕ㄓ嵾^(guò)程用材上采用雙絞線(xiàn)的材質(zhì)，導(dǎo)致DP以太網(wǎng)的最大通訊間距被限制在1000米以下，并且其信號(hào)的傳輸速率也會(huì)隨著傳輸間距的增長(zhǎng)而減少，這就有可能會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)主控制器之間的通訊周期達(dá)到10毫秒以上，這樣是不能滿(mǎn)足同一區(qū)域控制器之間的最基本的通訊要求的。

2 Echochange網(wǎng)關(guān)解決方案

（1）設(shè)計(jì)原理和解決方案。Echochange網(wǎng)關(guān)解決方案原理與配置設(shè)計(jì)。采用INAT GmbH公司生產(chǎn)的“Echochange”網(wǎng)關(guān)，將AB公司的Ethernet/IP以太網(wǎng)與siemens公司的profinet以太網(wǎng)連接，間接實(shí)現(xiàn)controllogix5000與S7-400的以太網(wǎng)通訊。

（2）方案評(píng)價(jià)。該方案與第二種方案在設(shè)計(jì)原理上是一樣的，只不過(guò)將通訊網(wǎng)關(guān)換成了Ehernet/IP到Profinet，該方案的關(guān)鍵在于，通訊網(wǎng)關(guān)兩邊都采用了以太網(wǎng)，只是應(yīng)用層規(guī)約不同，利用這一以太網(wǎng)特征，進(jìn)行簡(jiǎn)單的網(wǎng)關(guān)通訊模塊的搭配，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)已有的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)之間的簡(jiǎn)易通訊連接，但這樣簡(jiǎn)易的數(shù)據(jù)通訊渠道只能傳輸同樣簡(jiǎn)單的整數(shù)信號(hào)。與之前的通訊方案相比，該方案省去了一個(gè)第三方（SST）的DP通訊模塊，且Echochange網(wǎng)關(guān)的整體配置成本比用S7-300來(lái)通訊DP-Profinet的網(wǎng)關(guān)配置要低，運(yùn)行的可靠性也要高一些。

3 嵌入式以太網(wǎng)解決方案

（1）設(shè)計(jì)原理和解決方案。嵌入式以太網(wǎng)解決方案采用可插在controllogix5000機(jī)架內(nèi)的Prosoft公司生產(chǎn)的以太網(wǎng)模板，自主編程后，直接實(shí)現(xiàn)controllogix5000與S7-400的以太網(wǎng)通訊。

（2）方案評(píng)價(jià)。該方案的關(guān)鍵是針對(duì)prosoft公司生產(chǎn)的允許公司用戶(hù)進(jìn)行自主開(kāi)發(fā)的第三方以太網(wǎng)模塊MV156-GEC的規(guī)定，對(duì)這一主要通訊模塊進(jìn)行協(xié)議改變，讓該模塊起到一個(gè)自帶以太網(wǎng)接入口的嵌入式系統(tǒng)計(jì)算機(jī)的作用，這是依據(jù)AB公司controllogix5000的以太網(wǎng)模塊和siemens公司S7系列PLC的以太網(wǎng)模塊在TCP傳輸控制層上都遵從了相同的運(yùn)行協(xié)議，只不過(guò)是在具體應(yīng)用時(shí)采用了不同的運(yùn)行規(guī)約，所以，可以依據(jù)socket編程直接使用傳輸層協(xié)議來(lái)通訊。

4 DP/DP-Coupler解決方案

（1）設(shè)計(jì)原理和解決方案。在已有DP網(wǎng)上掛DP/DP-Coupler為該企劃案的核心要點(diǎn)，利用DP網(wǎng)與S7-400的CPU進(jìn)行通訊。

（2）方案評(píng)價(jià)。該DP網(wǎng)通訊方案相較于以上四種方案，整體配置要求不高，設(shè)備成本也相對(duì)較低。原因在于它不需要在contorlloigx5000的機(jī)架中額外插入新的DP通訊模塊，而是利用controllogix5000遠(yuǎn)程控制編程中固有存在的DP以太網(wǎng)協(xié)議，將DP/DP-coupler安裝在合適的遠(yuǎn)程協(xié)議柜內(nèi)，進(jìn)而達(dá)到縮短兩個(gè)控制器之間的通訊距離的目的。這個(gè)方案實(shí)質(zhì)上將兩套控制系統(tǒng)內(nèi)固有的DP網(wǎng)絡(luò)用DP/DP-coupler的方式進(jìn)行簡(jiǎn)易的信息鏈接，然后在信號(hào)連接的基礎(chǔ)上，讓雙方的通訊CPU通過(guò)DP/DP-coupler通道進(jìn)行信息的互換。

5 結(jié)論

DP-profibus解決方案的通訊渠道更加牢靠簡(jiǎn)易，對(duì)于硬件配置的要求不是很高，但受其通訊硬件因素的制約，不適用于通訊距離較長(zhǎng)的PLC通訊情況。Echochange網(wǎng)關(guān)解決方案和第一種方案在設(shè)計(jì)原理上是一樣的，只是把中間的銜接媒介由S7-300換成了硬件要求更低的Echochange網(wǎng)關(guān)通訊模塊。這樣就改善了一部分第一種通訊方案的應(yīng)用范圍。整體與第一種相比其對(duì)配置的要求要更低，也更不容易出錯(cuò)。嵌入式以太網(wǎng)解決方案則是根據(jù)前兩種解決方案在不考慮科研水平和實(shí)際控制器開(kāi)發(fā)的情況下進(jìn)行的更加有針對(duì)性的通訊優(yōu)化嘗試。整體的通訊方案基本上都解決了前三種出現(xiàn)的明顯的應(yīng)用缺陷，且在硬件投入上也更加經(jīng)濟(jì)有效。但在實(shí)際的應(yīng)用推廣中，由于其中自主研發(fā)的種種風(fēng)險(xiǎn)和投入，并不適用與推廣，在整體可靠性方面也不如前兩種。DP/DP-Coupler解決方案和之前的三種方案綜合比較，是成本最低，應(yīng)用范圍最廣的DP網(wǎng)通訊方案。這個(gè)方案充分考慮了兩個(gè)不同類(lèi)型的控制器的具體通訊特點(diǎn)，利用其中已有的通訊模塊，進(jìn)行更加直接的通訊模塊相互的信息交換。但這種通訊方案在通訊效率和實(shí)際應(yīng)用通訊速度上還有很大的提升空間。

參考文獻(xiàn)

[1]羅輝，鄭雪坤，陳鶴，賈志雄.電動(dòng)鉆機(jī)PLC通訊故障及解決方案[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2013（17）：84.

[2]胡桂星.S7與S5 PLC的PROFIBUS通訊解決方案[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2011（12）：47-49+61.

[3]尚敏，許傳生，鄭九林.不同PLC系統(tǒng)間通訊的實(shí)施方案[J]. 品牌與標(biāo)準(zhǔn)化，2010（18）：49.