顧國業(yè)， 孫 新， 田 忠

（1.濟南京希自動化設備有限公司， 山東 濟南 250033；2.山東圣翰財貿職業(yè)學院， 山東 濟南 250316；3.濟南綠控自動化工程有限公司， 山東 濟南 250033）

引言

由于自動化控制本身具備許多的優(yōu)勢，在工業(yè)領域當中的應用相當廣泛，同時通信技術在PLC技術的持續(xù)發(fā)展中也獲得了全新的發(fā)展，例如現(xiàn)場總線技術?，F(xiàn)場總線技術是一種能夠實現(xiàn)設備層數(shù)控制、現(xiàn)場設備層數(shù)通信以及自動化控制的技術，該技術能夠顯著提升控制效果以及信息通訊質量。借助PLC技術的研究以及現(xiàn)場總線控制技術的探討，對于我國工業(yè)領域而言有著顯著的智能化優(yōu)化作用，實際應用價值較高。

1 PLC自動化控制系統(tǒng)及網(wǎng)絡通信技術

PLC控制系統(tǒng)屬于控制系統(tǒng)當中的核心內容，該系統(tǒng)是否可以正常運行會直接決定整個生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性，在現(xiàn)場運行當中控制系統(tǒng)在發(fā)生故障之后會導致各種泵、輥等無法正常工作，從而無法滿足生產(chǎn)需求導致故障的延續(xù)與發(fā)展。PLC控制系統(tǒng)的編程需要有組織運行、檢修以及設計部門的相關人員參與，并根據(jù)PLC控制系統(tǒng)的具體參數(shù)情況以及位置等進行針對性設計[1]。PLC控制技術當中的通信技術主要是由所選擇的制造商類型而決定。西門子的57-200系列產(chǎn)品在自動控制技術方面原本屬于自動化生產(chǎn)線中應用最為廣泛的一種技術，該技術的CPU在系統(tǒng)當中可以實現(xiàn)點對點、多對點接口以及現(xiàn)場總線等技術性的支持，同時這一項技術還涉及到了多種自由口協(xié)議的通信需求。在以往的部分生產(chǎn)線通訊方案當中一般都是應用PPI協(xié)議的通信方法。

2 通信技術在PLC自動化控制系統(tǒng)中的應用

2.1 PLC通信網(wǎng)絡

在當代計算機網(wǎng)絡當中，其主要可以劃分為網(wǎng)絡分布距離、網(wǎng)絡拓撲結構、組成規(guī)模等因素，按照網(wǎng)絡分布的距離以及計算機網(wǎng)絡可以劃分成為廣域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)以及局域網(wǎng)，按照網(wǎng)絡拓撲結構可以劃分為星型結構、環(huán)形結構、總線型結構以及樹形結構，按照PLC網(wǎng)絡構成的規(guī)模來看，可以劃分為簡單網(wǎng)絡與多級的復雜網(wǎng)絡。

簡單網(wǎng)絡在計算機網(wǎng)絡當中主要是以個人計算機為主，從站以一臺或多臺同型號的PLC為主，因為建設一個簡單的集散控制系統(tǒng)難度較低，個人計算機可以作為這一系統(tǒng)當中的操作站，并承擔著顯示、編程以及監(jiān)督監(jiān)控等功能，同時PLC可以承擔相應的控制任務[2]。另外，也可以應用一臺PLC作為主站，和其他同型號的多臺PLC作為從站，構建一個主從式的網(wǎng)絡結構[3]。

多級復雜網(wǎng)絡是當前普遍應用在大型工業(yè)企業(yè)的網(wǎng)絡結構形式，工業(yè)企業(yè)的自動化系統(tǒng)持續(xù)性發(fā)展促使國際標準化的組織也逐漸構建了相應的自動化初步模型，因為PLC生產(chǎn)所存在的差異型，會促使自動化系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構層數(shù)以及功能存在明顯的差異，但是制造商大多數(shù)都會按照生產(chǎn)當中的金字塔結構對產(chǎn)品進行表述，并以底層作為工業(yè)生產(chǎn)的具體控制措施，中間層作為生產(chǎn)中的控制以及優(yōu)化措施，而上層則作為管理生產(chǎn)的落實措施。PLC網(wǎng)絡系統(tǒng)當中一般是以三級、四級子網(wǎng)實現(xiàn)復合型結構的建設，在開發(fā)系統(tǒng)當中以互連的參考模式為主，層數(shù)以7層為主。因為不同的層所使用的通訊協(xié)議也并不相同，為了更好地保障控制需求的差異型，控制網(wǎng)絡也可以劃分為多個層次。

2.2 通信協(xié)議在PLC自動化控制中的應用

為了網(wǎng)絡線同在通信時的雙方正常交流與溝通，設計相應的網(wǎng)絡通信協(xié)議非常重要，是解決通信中信息交互問題的主要措施，從而保障數(shù)據(jù)通信時的順暢性。通信協(xié)議也成為網(wǎng)絡通信規(guī)程，簡單而言就是約定結合，在展現(xiàn)通信和信息傳輸兩個功能的基礎上，可以實現(xiàn)對網(wǎng)絡信息的識別，同時實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的同步性，借助錯誤信息的修正以及檢測，可以保障信息的準確性。PLC網(wǎng)絡當中經(jīng)常應用的通信協(xié)議主要涉及到通用與公司專用兩種類型。

對于中層的自動網(wǎng)絡以及底層子網(wǎng)絡一般都是采取公司專用的通訊協(xié)議，底層子網(wǎng)絡需要承擔信息交流過程的控制以及數(shù)據(jù)的命令，信息量雖然不多，但是有著較高的實時性要求，公司專用的協(xié)議一般是以應用層、鏈路層以及物理層為主，層數(shù)并不多，所以信息傳輸效率比較高。另外，公司專用的協(xié)議還是以PROFIBUS、USS、點對點接口等多項協(xié)議為主。在PCL網(wǎng)絡當中應用通用協(xié)議的主要是高層子網(wǎng)，其主要是承擔PLC網(wǎng)絡的相互連接以及網(wǎng)絡與其他局域網(wǎng)的互聯(lián)作用，在高層子網(wǎng)的網(wǎng)絡通信當中其主要任務在于管理，和常見的商業(yè)網(wǎng)絡存在明顯的差異。

2.3 信息檢錯與糾錯應用

在信息系統(tǒng)當中因為系統(tǒng)本身具備一定的檢錯與糾錯能力，所以也涉及到了關于誤碼控制能力的話題，這也是通信系統(tǒng)本身應用價值的一項重要考核標準，在數(shù)據(jù)傳遞過程中系統(tǒng)對于信息中所存在的錯誤檢測能力便是檢錯，系統(tǒng)在識別并發(fā)現(xiàn)錯誤之后可以應用糾正、除去錯誤等方式實現(xiàn)糾錯。常規(guī)的通信控制當中檢錯主要是應用奇偶校驗、方陣碼等途徑實現(xiàn)。在高級通信控制任務中，可以應用CRC檢錯，這一種檢錯方式的自動化功能比較突出，同時檢錯時的效率以及準確度都比較理想。

2.4 PROFIBUS通訊技術

因為通信系統(tǒng)具備較為突出的開放性特征，所以在許多領域中均有一定的應用價值，現(xiàn)場總線在應用中具備較高的集中化特性，同時近些年在自動化特性方面的提升效果也比較突出，具備一定的實際價值。我國工業(yè)企業(yè)的自動化控制水平以及制造自動化水平相對于國際水平而言有一定差異，借助數(shù)字通信技術，可以將PROFIBUS系統(tǒng)合理應用在許多的工業(yè)生產(chǎn)項目當中，借助可編程的控制器、數(shù)據(jù)傳遞的傳感器等實現(xiàn)實時性的數(shù)據(jù)通訊以及控制。

3 結語

通信技術在PLC自動化控制系統(tǒng)當中的應用價值較高，存在許多的特點和優(yōu)勢，但是仍然有部分問題無法規(guī)避。另外，通信協(xié)議方面的差異也導致總線技術在應用時存在通信協(xié)議問題，所以現(xiàn)場總線技術之間無法實現(xiàn)相互性的操作。由此可見，在今后仍然需要提高對于通信技術在PLC自動化控制系統(tǒng)當中的應用，并針對不同的缺陷以及功能給予進一步研究，從而提高PLC自動化控制系統(tǒng)的實際應用價值。

[1]師玲萍.基于自動化生產(chǎn)過程中PLC控制系統(tǒng)的設計[J].電子設計工程，2016（19）：113-116.

[2]瞿新南.PLC在遠洋船舶自動化智能導航控制系統(tǒng)中的應用[J].艦船科學技術，2017（20）：31-32.

[3]張平利，方飛.電氣設備自動化控制中PLC技術的應用[J].自動化與儀器儀表，2017（11）：116-117.