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PLC自动化控制系统下的通信技术应用研究

出处:论文网
时间:2017-01-16

PLC自动化控制系统下的通信技术应用研究

  中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2016)05-0000-00

  1 PLC通信技术

  目前最为常用的一种控制技术为西门子S7-200系列,此项技术除了以前生产通讯方案中常用的PPI协议通信外,还提供点对点接口、多对点接口、现场总线技术等相关支持。制造商的类型决定了可编程控制器的通讯方式。

  1.1 PPI通信协议

  PPI通信协议是西门子公司为S7-200系列PLC开发的专用通信协议。内置于S7-200CPU中。PPI协议通过屏蔽双绞线这一方法就可以实现PPI通信。PPI协议是一种主站到从站协议。主站设备下发指令到从站设备,从站设备响应,主站靠PPI协议的连接与从站通讯。而从站只有在接到从主站发来的相关指令后,才进行必要的响应动作。

  (1)主站设备。主站设备由HMI设备,也叫做人机界面,是系统与用户之间交流信息的媒介,以及西门子PLC编程软件系列的STEP 7、STEP-7Micro构成的组合式设备,也称作主站。

  (2)从站设备。该设备是主站设备选择用以接收数据的设备,该设备主要由一种小型的可编程序控制器―S7-200以及扩展机架构成,在主站向从站下发了指令后,从站也可以当做主站设备来使用。

  (3)PPI高级协议。设备之间的连接需要桥梁,通常称呼它为逻辑关系,PPI高级协议就是设备与设备之间的逻辑关系。从站设备中的S7-200可以有效的支持PPI高级协议,从而减少系统对设备的限制,更有效的运用系统。

  (4)PPI网络传输方式和速度。PPI协议的基础也是由异步协议演变而来,PPI网络的传输是通过USB接口这一多点、高速的接口以及RS232这一异步传输标准、点对点连接,泛用性广的接口来完成,传输速度可以达到1.3kbps。

  1.2 PPI网络的组态形式

  PPI网络通过拓扑结构,可以建立多个不同的网络配置类型,比如一个多主站或是一个但主站等。

  (1)单主站PPI网络。组成这类PPI网络的部分包括一个或多个可作为主站使用的小型的可编程序控制器―S7-200、PLC编程软件系列的STEP 7或WIN系统的PG和PC,及HMI设备组成。

  (2)多主站PPI网络。主站与CPU之间的良好通信需要多主站PPI网络环境,该环境下主站与从站可以进行数据交换,能与主站通信交换的从站也扩大为网络上的任何一个。

  (3)复杂化PPI网络。在该网络环境中,S7-200可以对设备间的对等通信进行相应编程。在该环境下,通信双方能够为互相提供并且获得服务,获得相同权限,有效提高效率。

  2 PROFIBUS通信技术研究

  2.1 PROFIBUS通信技术的概述

  现场总线技术因为其开放性,是数字通信系统中被广泛应用的一项技术。在国内的自动化控制以及制造自动化领域内,PROFIBUS通信技术已被广泛的应用,在处理其他控制器和传感器的各项信息的过程中,PROFIBUS通信技术也是作用巨大,是系统的集中化迈向自动化过程中的坚实一步。

  2.2 PROFIBUS通信技术的基本组成

  PROFIBUS通信技术是由三大子集组成,分别是PROFIBUSFMS、PROFIBUS-DP以及PROFIBUS-PA。

  PROFIBUS-FMS针对大范围的图文转换,主要工作是规范不同应用层次上每个主站之间的稳定通信,定义主站与从站间的通信功能,对车间级或相同层面的监控等。PROFIBUS-FMS能够为车间级别的控制提供稳定、中速、大范围的通信服务。PROFIBUS-DP针对工厂及现场,DP的主要工作是在可编程控制器,自动控制设备、执行器以及传感器之间进行稳定快速的通信。因为PROFIBUS-DP在整个应用中占据了将近80%,因此也会把PROFIBUS-DP泛指为PROFIBUS。

  另外,PROFIBUS令牌与PROPINE协议之间存在的差异性,所以PROFI不可用来代指PROFIBUS。但PROFIBUS向以太网的发展离不开PROPINET,其向PROFIBUS提供了稳定的互联网支持,因此PROPINET也可看作PROFIBUS的子集。

  3结语

  该篇的主要研究对象是PLC自动化控制系统下的通信技术,对其他硬件软件的研究没有涉猎。就当前的现场总线技术而言,其具备出色之处及泛用性的同时,还存在有待研究的技术问题。目前现场总线技术规格还不标准,品种较少,很难组装大型系统、与不同的总线技术之间通信协议不匹配,致使不同总线技术的互相无法操作,这些都是现场总线技术有待解决的问题。这些问题是接下来研究与讨论的重要对象,同时也是未来发展的重点与重心所在。

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