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【摘要】本文主要介绍了采用工业以太网（PROFINET）卷烟厂制丝生产线控制系统中SIEMENS S7 PLC与上位监控软件IFIX通讯的几种驱动方式。文章分析了几种驱动方式的通讯机理、使用环境、优点与缺点，同时详细介绍了这几种驱动连接方式的配置方法。通过对制丝生产线控制系统中几种驱动方式的使用情况分析，对IFIX监控软件与SIEMENS S7 PLC通过普通以太网卡通讯给出了最佳的连接方式，并详细说明了具体配置方法。
【关键词】工业以太网；制丝生产线；PLC；IFIX；驱动
1、前言
随着以太网技术的高速发展及它的80%的市场占有率和现场总线的明显缺陷，促使工控领域的各大厂商纷纷研发出适合自己工控产品且兼容性强的工业以太网。其中应用最为广泛的工业以太网之一是德国西门子公司研发的SIMATIC NET工业以太网。它提供了开放的，适用于工业环境下各种控制级别的不同的通信系统，这些通信系统均基于国家和国际标准，符合ISO/OSI网络参考模型。SIMATIC NET工业以太网主要体系结构是由网络硬件，网络部件，拓扑结构，通信处理器和SIMATIC NET软件。
烟草企业制丝生产线工艺流程最长、工序最繁杂、设备种类最多的生产线。制丝生产线集中控制系统采用了SIMATIC NET工业以太网，按照叶片线、叶丝线、梗线、混丝线等工艺段划分，各工艺段通过段PLC（S7-400）挂接段内PROFINET IO站点，然后再通过SIMATIC NET工业以太网将各工艺段相联，系统上位监控软件采用GE公司的IFIX4.0，工业以太网通过IFIX软件将工业现场的PLC、主机、工作站和个人电脑联网通讯，实现对设备的监控及数据采集。
2、IFIX软件与S7 PLC通讯的几种驱动方式简介
制丝线集控系统设备数量多，主机设备近100台，采用了S7-300/S7-400 PLC控制，在的主机设备中用到了PROFINET、PROFIBUS-PA、PROFIBUS-DP、AS-I等现场总线，鉴于系统节点多，结构复杂的特点，在设计IFIX软件与S7 PLC通讯时采用多种通讯方式。主要包括：SI7、S7A、SL4、SIX 四种通讯驱动方式，现将这几种通讯驱动方式简要介绍如下：
2.1 IFIX软件与S7 PLC通过OPC方式进行通讯
SIMATIC NET是SIEMENS公司针对第三方开发的软件，是SIEMENS结合OPC的特点在工业层面上提供给您的一个开放的、多元化的通讯系统。它意味着您能将工业现场的PLC、主机、工作站和个人电脑联网通讯，为了适应自动化工程中的种类多样性，SIMATIC NET推出了多种不同的通讯网络以因地制宜，OPC是一种通讯方式。SIMATIC NET OPC服务器随SIMATIC NET软件光盘提供，其名称为OPC. SIMATIC NET。OPC客户应用程序可以通过一个标准、开放的多供应商接口，与OPC服务器进行通讯。
为了解决IFIX与SIEMENS PLC之间的通讯，可以从SIMATIC NET中读取数据，IFIX提供了SI7的通讯驱动，只要安装了SI7驱动程序，就可以对SIMATIC NET OPC SERVER中进行数据读写。
安装SIMATIC NET软件后，产生一个虚拟的OPC服务器，SI7相当西门子OPC的客户端，SI7通讯驱动程序通过虚拟的OPC服务器与PLC进行通讯。
制丝线集控系统运行二年以来，这种连接方式运行较稳定，但是从实践结果看：
1、这种通讯连接方式安装调试非常麻烦。例如：如果要安装HMI工作站，首先要安装HMI软件（IFIX），其次安装SIMATIC NET软件以及SI7通讯驱动程序，然后对软件系统进行调试实现正常通讯，与其这样不如直接采用OPC的方式。
2、系统运行中发现，IFIX FOR SI7通讯方式最大不能超过4个HMI连接，如果超过4个会出现个别PLC站点数据采集偶尔中断现象。
2.2 IFIX软件与S7 PLC通过S7A驱动程序进行通讯
IFIX软件的I/O驱动中没有提供以太网TCP/IP驱动，IFIX FOR S7A驱动是基于TCP/IP协议的，它与IFIX FOR SI7驱动不同之处在于，IFIX FOR S7A 驱动与PLC连接时不需要安装SIMATICNET软件，而且至少可以连接8个以上PLC。
从现在集控系统运行情况看，IFIX FOR S7A 驱动运行很稳定，不需要烦杂的配置，安装调试方便，读写S7-300/S7-400 PLC速度较快，比较好用。
2.3 IFIX软件与S7 PLC通过SL4驱动程序进行通讯
SL4驱动程序是通过西门子网络第四层连接西门子PLC。S5：支持115U、135U、155U，支持CP143或CP1430通讯模块。S7：支持300和400系列PLC，但不支持CP443-TCP模块。西门子S5和TI PLC 使用较少，在这里不做介绍。
2.4 IFIX软件与S7 PLC通过SIX驱动程序进行通讯
SIX驱动走的是ISO协议，安装调试也比较简单，但是工程上使用的较少。SIX驱动不需要安装SIMATIC NET软件，较SI7驱动好用。
3、IFIX软件与S7 PLC通讯的几种驱动方式配置简介
通过对制丝线集中控制系统近两年的运行情况看，S7A驱动的安装调试简单，运行稳定可靠；SIX驱动在与S7-300PLC通讯时运行也很稳定，配置也较简单；SI7驱动安装调试复杂，在与S7-300PLC通讯时运行不稳定；SL4的驱动用的很少。
下面仅以Ifix与西门子S7-PLC通讯S7A驱动配置方法进行说明
1）在Windows操作系统下，开始-程序菜单运行S7A PowerTool软件；
2）鼠标点击中“Connect...”按钮，进入S7A PowerTool；
3）用鼠标点击窗口下方的“Add Channel”按钮，添加一个新的通讯服务。在窗口工具栏下方区域修改“Channel”名称，如“Xlcf”，然后勾选“Enable”复选框；
4）选中“Primary Comm Way”为“S7 TCP/IP”，设置“Timeout”为15000ms，“Comm Tepy”为“PG”；
5）在窗口下方用鼠标单击”Add Device”按钮（下方第二个按钮），添加一个新的通讯设备；
6）修改“Device”设备名称如“BJ”，在“Device Paramters”中输入PLC的IP地址，PLC的机架号，CPU槽号，选中“Enable”复选框。
7）完成以上所有设置后，鼠标点击”Add DataBlock”按钮（窗口下方第三个按钮），修改相关参数值。在Block项中输入与S7A相关联的数据块的名称，I/O Adress Setup ----Memory輸入框中选择通讯类别（如I点，M点以及DB数据块等），Starting中输入连接DB数据块的起始地址（如10.0其中10是DB数据块号，0为DB数据块起始地址），No.of中输入的数据为通讯数据块中的数据长度，选中“Enable”复选框；
8）所有设置完成以后，注意保存，然后点击绿色三角按钮运行该设置；
9）运行后，点击工具栏的”Display Mode-Stats Mode”按钮（类似棒图的按钮），打开该画面，可以查看通讯是否运行正常，观察Data选项，通讯正常则显示为“Good”。
4、结束语
制丝线集控系统采用了近几年来工业控制网络的新技术，为整条制丝线的稳定运行提供了技术保障，整条线满足了信息控制一体化的要求，尤其是人性化的Ifix监控系统为使用操作提供便捷的人机接口，与底层PLC数据传输准确可靠，将整条制丝线的设备控制、数据传输、信息管理等系统更加扁平化，大大提高了生产效率以及经济效益。
【关键词】工业以太网；制丝生产线；PLC；IFIX；驱动
1、前言
随着以太网技术的高速发展及它的80%的市场占有率和现场总线的明显缺陷，促使工控领域的各大厂商纷纷研发出适合自己工控产品且兼容性强的工业以太网。其中应用最为广泛的工业以太网之一是德国西门子公司研发的SIMATIC NET工业以太网。它提供了开放的，适用于工业环境下各种控制级别的不同的通信系统，这些通信系统均基于国家和国际标准，符合ISO/OSI网络参考模型。SIMATIC NET工业以太网主要体系结构是由网络硬件，网络部件，拓扑结构，通信处理器和SIMATIC NET软件。
烟草企业制丝生产线工艺流程最长、工序最繁杂、设备种类最多的生产线。制丝生产线集中控制系统采用了SIMATIC NET工业以太网，按照叶片线、叶丝线、梗线、混丝线等工艺段划分，各工艺段通过段PLC（S7-400）挂接段内PROFINET IO站点，然后再通过SIMATIC NET工业以太网将各工艺段相联，系统上位监控软件采用GE公司的IFIX4.0，工业以太网通过IFIX软件将工业现场的PLC、主机、工作站和个人电脑联网通讯，实现对设备的监控及数据采集。
2、IFIX软件与S7 PLC通讯的几种驱动方式简介
制丝线集控系统设备数量多，主机设备近100台，采用了S7-300/S7-400 PLC控制，在的主机设备中用到了PROFINET、PROFIBUS-PA、PROFIBUS-DP、AS-I等现场总线，鉴于系统节点多，结构复杂的特点，在设计IFIX软件与S7 PLC通讯时采用多种通讯方式。主要包括：SI7、S7A、SL4、SIX 四种通讯驱动方式，现将这几种通讯驱动方式简要介绍如下：
2.1 IFIX软件与S7 PLC通过OPC方式进行通讯
SIMATIC NET是SIEMENS公司针对第三方开发的软件，是SIEMENS结合OPC的特点在工业层面上提供给您的一个开放的、多元化的通讯系统。它意味着您能将工业现场的PLC、主机、工作站和个人电脑联网通讯，为了适应自动化工程中的种类多样性，SIMATIC NET推出了多种不同的通讯网络以因地制宜，OPC是一种通讯方式。SIMATIC NET OPC服务器随SIMATIC NET软件光盘提供，其名称为OPC. SIMATIC NET。OPC客户应用程序可以通过一个标准、开放的多供应商接口，与OPC服务器进行通讯。
为了解决IFIX与SIEMENS PLC之间的通讯，可以从SIMATIC NET中读取数据，IFIX提供了SI7的通讯驱动，只要安装了SI7驱动程序，就可以对SIMATIC NET OPC SERVER中进行数据读写。
安装SIMATIC NET软件后，产生一个虚拟的OPC服务器，SI7相当西门子OPC的客户端，SI7通讯驱动程序通过虚拟的OPC服务器与PLC进行通讯。
制丝线集控系统运行二年以来，这种连接方式运行较稳定，但是从实践结果看：
1、这种通讯连接方式安装调试非常麻烦。例如：如果要安装HMI工作站，首先要安装HMI软件（IFIX），其次安装SIMATIC NET软件以及SI7通讯驱动程序，然后对软件系统进行调试实现正常通讯，与其这样不如直接采用OPC的方式。
2、系统运行中发现，IFIX FOR SI7通讯方式最大不能超过4个HMI连接，如果超过4个会出现个别PLC站点数据采集偶尔中断现象。
2.2 IFIX软件与S7 PLC通过S7A驱动程序进行通讯
IFIX软件的I/O驱动中没有提供以太网TCP/IP驱动，IFIX FOR S7A驱动是基于TCP/IP协议的，它与IFIX FOR SI7驱动不同之处在于，IFIX FOR S7A 驱动与PLC连接时不需要安装SIMATICNET软件，而且至少可以连接8个以上PLC。
从现在集控系统运行情况看，IFIX FOR S7A 驱动运行很稳定，不需要烦杂的配置，安装调试方便，读写S7-300/S7-400 PLC速度较快，比较好用。
2.3 IFIX软件与S7 PLC通过SL4驱动程序进行通讯
SL4驱动程序是通过西门子网络第四层连接西门子PLC。S5：支持115U、135U、155U，支持CP143或CP1430通讯模块。S7：支持300和400系列PLC，但不支持CP443-TCP模块。西门子S5和TI PLC 使用较少，在这里不做介绍。
2.4 IFIX软件与S7 PLC通过SIX驱动程序进行通讯
SIX驱动走的是ISO协议，安装调试也比较简单，但是工程上使用的较少。SIX驱动不需要安装SIMATIC NET软件，较SI7驱动好用。
3、IFIX软件与S7 PLC通讯的几种驱动方式配置简介
通过对制丝线集中控制系统近两年的运行情况看，S7A驱动的安装调试简单，运行稳定可靠；SIX驱动在与S7-300PLC通讯时运行也很稳定，配置也较简单；SI7驱动安装调试复杂，在与S7-300PLC通讯时运行不稳定；SL4的驱动用的很少。
下面仅以Ifix与西门子S7-PLC通讯S7A驱动配置方法进行说明
1）在Windows操作系统下，开始-程序菜单运行S7A PowerTool软件；
2）鼠标点击中“Connect...”按钮，进入S7A PowerTool；
3）用鼠标点击窗口下方的“Add Channel”按钮，添加一个新的通讯服务。在窗口工具栏下方区域修改“Channel”名称，如“Xlcf”，然后勾选“Enable”复选框；
4）选中“Primary Comm Way”为“S7 TCP/IP”，设置“Timeout”为15000ms，“Comm Tepy”为“PG”；
5）在窗口下方用鼠标单击”Add Device”按钮（下方第二个按钮），添加一个新的通讯设备；
6）修改“Device”设备名称如“BJ”，在“Device Paramters”中输入PLC的IP地址，PLC的机架号，CPU槽号，选中“Enable”复选框。
7）完成以上所有设置后，鼠标点击”Add DataBlock”按钮（窗口下方第三个按钮），修改相关参数值。在Block项中输入与S7A相关联的数据块的名称，I/O Adress Setup ----Memory輸入框中选择通讯类别（如I点，M点以及DB数据块等），Starting中输入连接DB数据块的起始地址（如10.0其中10是DB数据块号，0为DB数据块起始地址），No.of中输入的数据为通讯数据块中的数据长度，选中“Enable”复选框；
8）所有设置完成以后，注意保存，然后点击绿色三角按钮运行该设置；
9）运行后，点击工具栏的”Display Mode-Stats Mode”按钮（类似棒图的按钮），打开该画面，可以查看通讯是否运行正常，观察Data选项，通讯正常则显示为“Good”。
4、结束语
制丝线集控系统采用了近几年来工业控制网络的新技术，为整条制丝线的稳定运行提供了技术保障，整条线满足了信息控制一体化的要求，尤其是人性化的Ifix监控系统为使用操作提供便捷的人机接口，与底层PLC数据传输准确可靠，将整条制丝线的设备控制、数据传输、信息管理等系统更加扁平化，大大提高了生产效率以及经济效益。