浅谈西门子PLC 常用的通讯方式

 浅谈西门子PLC 常用的通讯方式

摘要：截止目前，西门子PLC主要由：S5、S7-200、S7-300、S7-400以及之后的S1200、S1500等，文章以西门子300PLC作为研究范例，西门子PLC支持计算机、以太网总线系统、MPI、Profibus等通讯方式。要想能够完成点对点通讯我们可以选择CP340/341。S7-400则可以依照S7标准之下的MPI来展开通讯，另外还可以通过以太网、Profibus以及C-总线进行通讯。如果想要应用点对点的通讯方式则S7-400则需要借助CP441模块。
        关键词：PLC；MPI；以太网；
        1、通讯的组成部分
        1.1 通讯过程
        整个通讯的过程主要包括将：第一，将经过模拟/离散信号源所发出的相关信号通过适配设备以及编码设备来进行信息的调制以及编码；第二，相关信息完成
        调制以及编码之后，通过有线或者无线的介质来将信号传输至接收设备；第三，需要传输的相关信息经过译码以及解调，最终显示所接受的信息，整个信息的通讯过程也随之完成。
        1.2 比特率以及波特率
        在所有的数据信号单位当中，bit（比特）是最小的单位，但是在数字信道之中，比特率则是指数字信号的整体的传输速率（bit/s）bps。Baud（波特）指的是由于信号方向的改变以及强弱的变化所产生的一种波形，而波特率指的是每秒钟信号在传输过程当中所产生的具体变化的次数。
        如果针对比特率以及波特率之间的相互关系来进行分析，则其关系为：比特率=波特率×但信号对应二进制位数。
        2 常用的通讯方式
        2.1 MPI
        与其他的通讯方式进行对比分析发现，Multipoint Interface（MPI）本身具备通讯整体速率较低而且经济、简单等相关的主要特点。而这其中CPU、HMI以及PG等相关的节点所对应的缺省的MPI地址则为2、1/0。MPI的通讯速率（187.5K bit 108s）在一般的应用过程当中不会出现变化，MPI网路通讯的整个过程，整个通讯的全过程之中，速率不会产生大的变化，而且不能与MPI站之间在地址上面产生相应的冲突。当前技术条件之下，PC侧所广泛采用的MPI通讯卡主要有以下三种：
        （1）PC适配器（PC Adapter）的一端需要与PC连接，而另外的一端则需要与CPU相连，此种哦通讯方式本身不具备相应的网络诊断功能，在通讯速率上面，此种通讯方式最高的通讯速率能够达到1.5M/S。（2）CP5511/CP5512 则更多的应用于PG以及PLC的通讯当中，此种通讯方式本身具备网络诊断的相关功能，而且其最高的通讯速率能够达到12M/S。（3）CP5611/ CP5613通讯方式在PLC与台式电脑终端之间的通讯当中应用更为广泛，CP5611/ CP5613通讯本身具备网络诊断的相关功能，而通讯的整体速率上面，其同样能够达到12M/S。
        HMI与S7-300/400之间的相互通信本身不需要STEP7软件下的组态，而且整个通讯的过程也必须要格外的进行重新编程，通常情况下，只需要针对HMI组态软件进行相关参数的设定即可。采用winc flexible 或者ProTool来进行相关参数的设定，另外需要保持所选择的速率具备良好的一致性。与此同时，在完成其与PC组态软件开展通讯的过程当中，必须要在机位插入CP5611通讯卡，与此同时还需要在PG/PC设置时将接口选择为CP5611（MPI）。
        2.2 Profibus
        众所周知，Profibus本身是建立在IEC611158标准之下的，而且这也是当前整个国际范围之内都通用的一种现场总线标准，其组成主要包括三个主要的部分：P（Profibus）FMS、PPA以及PDP。基于Profibus的总线传输基础为半双工以及异步，而且以光缆或者屏蔽双绞线来作为传输的主要截止，在目前技术条件下，每一个传输断当中所包含的站点共计有32个，并且将终端电阻设置在总线两边的位置。如果传输的速率在9.7～187.6K bit/s的范围之内，传输的最长距离能够达到1000m。
        如果Profibus的从站数量超过32个或者长度超过1000m的时候，我们可以在线路当中进行RS485中继器的加设，来最终达到扩展的整体作用。通常，我们都是一句工程施工现场所需求的相关条件不同来灵活的选择I/O站。与此同时，我们还需要依据站点的最终数量来进行线缆敷设的整体数量以及RS485中继器的数量设置。如果是不同的两个Profibus网络，我们则可以通过进行DP/DP Coupler连接，最终实现数据的通讯。当掐你技术条件下，最高的数据通讯数量能够达到输入以及输出两端各244字节。与此同时，我们还可以将两个通讯的速率来进行不同的设置。
        2.3 以太网
        工业以太网（Simatic Net）主要包括通讯处理器以及构成网路的相关硬件设备、Simatic Net软件等三个主要的部分组成。当前就似乎条件下，最为常用的工业以太网为：速率为10Mbit/s以及100Mbit/s的工业以太网两种。当前，西门子的工业以太网当中最为常见的是应用相关的物理截止，总体来看主要包括：ITP（工业屏蔽双绞线）、TP（屏蔽双绞线）以及光缆三种。而Simatic Net 工业以太网的差昂用处理器主要包括：以PLC站点为基础的CP243-1 系列、CP343-1 系列、CP443-1 系列CPU以及目前在PC上面广泛应用的网卡共同组成。
        目前，我们所使用的Simatic Net 工业以太网最主要的通讯方式是依照设备的编号、设备号以及设备名来进行分配。而在已经成型的网络拓扑系统之中，网络能够通过进行设备名称查找，进而查抄到设备的地址以及名称，保证整个维修的过程更加的便捷而且快速，在当前的技术条件之下，我们只需要更换同型号的相关设备最终就能够达到所期望的目的。
        3 常见通讯故障
        目前在Profibus系统当中最为常见的通讯故障主要包括：Profibus接头处理工作，重点电阻自身ON/OFF的选择，PG连接是PG/PC的设置以及设备接口等等。而Profibus系统当中最为常见的通讯故障主要包括：设备号、设备名、设备地址分配问题，是否在同一个网段等。
        参考文献：
        [1]李道霖.电气控制与PLC 原理及应用[M].北京：电工业出版社，2004．
        [2]李正军.现场总线及其应用技术[M].北京：机械工业出版社，2005．
        [3]崔坚，李佳，杨光.西门子工业网络通讯指南（下册）[M].北京：机械工业出版社，2005：199-201．