基于工业以太网的西门子S7-400系列PLC之间的通信连接与应用分析

来源 :科学导报·科学工程与电力 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yilvQINGFENG
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  【摘  要】随着互联网时代的到来,我国经济实力的不断提高,工业自动化的建设也在不断的兴起,人们对工业中单体设备的生产运行提出了新的要求,同时也对PLC之间的通信方式的要求越来越高,运用传统的观念已经不符合时代发展的要求,这就需要对传统思想观念进行不断的优化和创新,从而保证工业设备的生产运行能够符合时代发展的要求。本文主要对西门子工业以太网的简介和通信方式进行简单的叙述,然后对应用实例进行详细的阐述。
  【关键词】以太网通信;S7-400;S7-连接;柔性装配线
  随着新时代的不断发展,我国社会经济的不断提高,工业得到了迅速发展,在工业发展的过程中,设备自动化程度也在不断的增加,传统的生产技术已经不能够满足人们对设备生产的需求,而越来越多的通信连接方式也在PLC之间不断的涌现。通过利用先进通信连接方式的技术手段,对传统工业自动化孤岛的现象进行打破,从而能够形成生产完整的控制系统。在PLC之间进行通信连接的过程中,比较常用的通信方式包括了两种:太网通信方式和Profibus通信方式。因此,设备安装太网接口的现象也在不断的增加,从而形成了一个完整以太网而控制设备运行的系统;随着计算机技术广泛应用,其中以太网是计算机技术中的包含的一种技术手段,并且有着现代先进技术手段的支持,在运用以太网的过程中,可以在一定程度上提高设备之间的通信效率,因此以太网在PLC之间已经得到了广泛应用。
  1西门子工业以太网
  1.1西门子工业以太网简介
  在西门子公司发展的过程中,运用以太网形式进行设备运行控制的售后不仅具有现代先进的解决方案,并且还含有丰富的经验。在工业对以太网通信技术进行现场验证的过程中,其中以太网技术主要包含了两种类型:100Mbit/s快速和10Mbit/s工业以太网,在不同传输速率的情况下,需要运用相对应的以太网技术类型。以太网技术主要包含了三个部分:通信处理器、传输介质和网络模块。以太网技术的通信处理器又包括了CP243-1、CP343-1、CP443-1;传输介质包括了屏蔽双绞线和光线;网络模块包括了以太网交换机和网络链路模块[1]。
  1.2通信方式
  在西门子公司发展的过程中,以太网支持的通信方式是比较是的,其中比较常用的通信方式包括了三种:点对点连接、TCP连接和S7连接。
  其中S7连接方式是最常用的方式,具有以下几种特性:
  第一,可以在全部的S7/M7的设备中进行组态工作;第二,S7连接方式可以适用于全部类型的以太网技术类型,其中包括了Industrial Ethernet、MPI、PROFIBUS;第三,可以在主站和从站之间的数据进行传送,其中主要包括了两种:FBBSEND/BRCV、SFBBSEND/BRCV,并且传送数据内容的准确性是比较高的,已经达到了64kB;第四,在S7连接运用SFBBSEND/URCV的过程张,不仅可以加快通信连接的时间,还可以保证出传送数据信息的准确性[2]。
  2应用实例
  2.1确定方案
  在运用以太网技术进行通信连接的过程中,需要对两套PLC之间的通信方式进行确定。在这两套PLC中的S7-4162DP都是采用CPU,每一个CPU中都会含有两个DP口,但是在运用以太网技术的时候已经占用了CPU自带的两个DP口,如果采用的通信方式为ProfibusDP的情况下,不仅需要对采购的ProfibusDP接口的模块进行扩展工作,还需要对采购的DP通信电缆口进行扩展工作。还对PLC的配备提出了一定的要求,都需要配备以太网卡模块CP443-1,所有的数据通过千兆光纤的时候,就会对IT的交换机房进行连接,这就说明了两套PLC之间已经存在了以太网技术的通信物理链路,并且是不需要在对另外的硬件成本进行增加,从而可以对两套PLC之间的通信方式进行确定,这样不仅可以提升通信的效率,还在一定程度上节约了使用成本[3]。
  2.2确定数据通信内容
  在确定两套PLC之间的通信方式之后,就需要对数据通信的内容进行确定。在确定两套PLC之间的数据通信内容的过程中,主要包括了两个方面:
  第一,在对订单信息进行传送的过程中,是从前桥装配线的第一个工位进行传送,其传送的地点是前转向节装配线的第一个工位。在对订单信息传送改造之前,其传送信息的过程是在PLC内部完成的,但是在对订单信息传送进行改造之后,传送的地点发生的转变,是从一个PLC(FA)进行信息的传送,传送的地点是另外一个PLC(FB)中,这样不仅可以避免订单信息出现重复的现象,还可以避免订单信息丢失的现象,同时还不会出现PLC没收受到订单信息的情况。
  第二,在对一部分数据内容进行传送的过程中,其实在两个PLC(FA与FB)之间完成信息传送工作。需要对前副车架装配线的订单信息与在前转向节装配的最后一个工位的订单信息进行对比工作。操作人员需要对前转向节装配最后一个工位的前转向节模块进行安装工作,其安装位置是在前副车架装配线的第一个工位,因此需要保持转向节工位的订单信息与副车架工位订单信息的一致性[4]。
  2.3具体实施
  在对两套PLC之间的通信方式和通信内容确定之后,然后就是实践实施的具体过程。在对工厂的前后桥装配线44S进行改造的过程中,提出了一定的时间规定,其时间需要在7天之内完成前后桥装配线44S的改造工作。因此在开始改造之前,需要制定的两套PLC之间通信连接的方式进行模拟测试,在确定模拟测试结果以后,需要对PLC程序中的编制数据进行交换。在设备停止运行之后,需要对新旧PLC之间的通信连接进行充分考虑,同时还需要对新旧PLC资金的调制程序上面进行充分考虑,从而能够促进工厂前后桥装配线44S改造的工作效率,能够为之后的项目争取更多的时间[5]。
  3结束语
  在新时代不断发展的背景下,信息化技术的应用不断扩大,促进了工业的快速发展,在工业发展的过程中,以太网技术在数据信息通信连接中得到了广泛应用,其中在运用以太网技术的时候,主要包括了两种类型:100Mbit/s快速和10Mbit/s工业以太网,在两种类型中可以根据信息传输的速率进行选择,从而能够保证传输数据信息内容的准确性。在工业运用以太网技术的过程中,不仅需要对两套PLC之间的通信方式进行确定,还需要对两套PLC之间的通信数据内容进行确定,最大程度上保证通信数据信息内容的完整性。还需要运用以太网技术对新旧PLC之间的通信连接进行改造,从而能够保证设备之间信息传输的有效性。
  参考文献:
  [1]李爽.浅析基于工业以太网的西门子S7-400系列PLC之间的通信连接与应用[J].自动化应用,2018,(2):38-40.
  [2]五冶集团上海有限公司.一种改进的基于PLC网络通信的长距离皮带输送系统:CN201510596324.0[P].2016-07-13.
  [3]陳雪娇,缪文南.基于C#的西门子PLC以太网通讯接口的实现[J].微型电脑应用,2019,35(4):117-119.
  [4]张毅.Delphi开发西门子S7-1200/1500 PLC以太网心跳通信组件[J].智能计算机与应用,2019,9(1):264-266.
  [5]张春杰.西门子PLC通过工业以太网通信的ISO-ON-TCP连接方式[J].国内外机电一体化技术,2010:37-39.
  (作者单位:本溪钢铁(集团)有限责任公司)
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