西门子PLC控制网络配置的选择方法

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1 引言

PLC在工业控制领域以其抗干扰能力强、稳定可靠性高、故障率低而著称，并且在数字运算、模拟量处理、人机接口和网络通讯等方面具有优越的性能。目前在控制网络系统节点计算机的使用上已成为首选的主流控制设备，基于PLC控制系统的控制通讯网络系统在工业控制领域越来越得到用户的青睐。西门子PLC在CPU运算速度、程序执行效率、面向工艺和运动控制的功能集成、实现故障安全的容错和冗余等技术方面具有优良的性能，尤其是在联网通讯能力的硬件和软件的配套技术开发上，就如何解决控制领域的“自动化孤岛”问题上取得了业界公认的成就。

为满足不同层次自动化系统的通讯控制任务的需求，西门子PLC开发的控制网络产品十分丰富，因此，在各方面存在着较大的区别。这给用户在开发西门子PLC控制网络时带来一定的困难。从SS系列PLC,S7-200, S7-300到S7-400，西门子PLC提供了PPI, MPI, Profibus.工业以大网以及AS-i等一系列网络的解决方案，从而实现了从工厂管理层、车间监控层到现场设备层等各种网络层次的通讯需求。

本文通过对西门子PLC网络产品的剖析，提出一些西门子PLC控制网络配置时的选择方法，并着重通过实际应用工程加以说明，给出了相应系统的控制网络的拓扑结构图，介绍了在具体的工程背景下如何根据控制系统的具体情况进行控制网络方案的选择。

2 西门子PLC控制网络类型
2.1 点对点接口(point to point connections)

点对点接口(point to point connections)。自由通讯方式，即可以由用户自己定义通讯协议，它可以使S7-200, 57-300PLC与任何通讯协议公开的其他设备，如:扫描仪、打印机、条码阅读器、控制器、变频器等进行通讯。可以使用的通讯协议有ASCII驱动器、3964{R)和RK512(只适用于部分 CPU)等。

2.2 PPI(point to point inter)网络

PPI(point to point inter)网络。PPI是西门子专为S7-200PLC开发的一种通讯协议，波特率为9.6kb/s,19.2kb/s, 187.5 kb/s，可以通过普通的双芯屏蔽双绞电缆进行联网，通讯接口集成于57-200CPU上。PPI是一种主一从协议，从站不主动发信息，只等待主站的要求，并根据地址信息对要求作出响应。

2.3 MPI(multi-point inter)网络

MPI(multi-point inter)网络。MPI协议是基于西门子内部标准的一种令牌网络通讯协议，也称MPI多点接口。MPI的物理层是RS-485，最大传输速率可达到12Mb/so西门子PLC通过CPU的MPI编程口相互连接以及与上位机网卡的编程口(MPI/DP口)连接即可实现MPI网，PLC通过MPI能同时连接运行STEP?的编程器、计算机、人机界面(HMI)及其它SIMATICS7, M7和C7，同时连接通讯对象的个数与CPU的型号有关。这是一种经济有效的解决方案。

2.4 Profibus网络族

Profibus网络族。Profibus是用于车间级监控和现场层的通讯系统，它符合IEC61158国际标准(是该标准中的类型3), Profibus的物理层是RS-485，最大传输速率可达到12Mb/s。最多可以与127个网络上的节点进行数据交换。网络中最多可以串接10个中继器来延长通讯距离。其开放性可以允许众多的厂商开发各自的符合Profibus协议的产品连接到同一条Profibus网络上进行数据通讯。适应不同工程场合的需求，Profibus又由相互兼容的3个部分组成，即Pro2fibus-FMS, Profibus-DP和Profibus-PA。

2.5 工业以太网(indust rial et hernet)

工业以太网(indust rial et hernet)。按照国际标准IEEE802.3，专为工业应用专门设计的通讯网络，使用ISO和TCP/IP通讯协议，能应用工业双绞线、同轴电缆和光缆等进行通讯。它支持广域的开放型网络模型，西门子的工业以太网的传输速率为10Mbs-1/100Mb}s-1，最多1024个网络节点，网络的最大范围为1 JOkm o

AS-i接口。它符合国际标准IEC TG17B和欧洲标准EN50295，又称传感器一执行器接口(act uator sensorinter)。它是位于自动控制最底层的网络，用来连接有AS-i接口的现场二进制设备，只能传输少量的数据。