淺析羅克韋爾與西門子大型PLC通訊方案

袁亞鵬

摘 要：本文著重分析了西門子S7系列的控制器和AB公司controllogix控制器之間的PLC通訊問題。提出了自己對這方面的解決方案，并分別深入說明了各個方案的運用特點和應用范圍。希望本文的集中設想方案能對類似的機械自動化設計提供一定的參考意義。

關鍵詞：PLC通訊方案；DP解決方案；PLC通訊

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.04.114

1 DP-profinet解決方案

（1）設計原理和解決方案。DP-profinet解決方案的設計原理是，將controllogix5000通過第三方SST公司的DP通訊模塊SST-PFB-CLX-RL作為通訊主要渠道，模塊采用TURK的BL67系列DP遠程協議，轉而再通過另外一塊DP通訊模塊作為主要通訊路徑，S7-400PLC的CPU416作為輔助渠道，進而完成兩個不同類型的DP通訊。具體的DP通訊配置如圖1所示。

（2）方案評價。DP-profibus在整體通訊方式上相對來說是一種成熟可靠的解決方案。但是因為其在通訊過程用材上采用雙絞線的材質，導致DP以太網的最大通訊間距被限制在1000米以下，并且其信號的傳輸速率也會隨著傳輸間距的增長而減少，這就有可能會導致兩個主控制器之間的通訊周期達到10毫秒以上，這樣是不能滿足同一區域控制器之間的最基本的通訊要求的。

2 Echochange網關解決方案

（1）設計原理和解決方案。Echochange網關解決方案原理與配置設計。采用INAT GmbH公司生產的“Echochange”網關，將AB公司的Ethernet/IP以太網與siemens公司的profinet以太網連接，間接實現controllogix5000與S7-400的以太網通訊。

（2）方案評價。該方案與第二種方案在設計原理上是一樣的，只不過將通訊網關換成了Ehernet/IP到Profinet，該方案的關鍵在于，通訊網關兩邊都采用了以太網，只是應用層規約不同，利用這一以太網特征，進行簡單的網關通訊模塊的搭配，實現兩個已有的以太網網絡之間的簡易通訊連接，但這樣簡易的數據通訊渠道只能傳輸同樣簡單的整數信號。與之前的通訊方案相比，該方案省去了一個第三方（SST）的DP通訊模塊，且Echochange網關的整體配置成本比用S7-300來通訊DP-Profinet的網關配置要低，運行的可靠性也要高一些。

3 嵌入式以太網解決方案

（1）設計原理和解決方案。嵌入式以太網解決方案采用可插在controllogix5000機架內的Prosoft公司生產的以太網模板，自主編程后，直接實現controllogix5000與S7-400的以太網通訊。

（2）方案評價。該方案的關鍵是針對prosoft公司生產的允許公司用戶進行自主開發的第三方以太網模塊MV156-GEC的規定，對這一主要通訊模塊進行協議改變，讓該模塊起到一個自帶以太網接入口的嵌入式系統計算機的作用，這是依據AB公司controllogix5000的以太網模塊和siemens公司S7系列PLC的以太網模塊在TCP傳輸控制層上都遵從了相同的運行協議，只不過是在具體應用時采用了不同的運行規約，所以，可以依據socket編程直接使用傳輸層協議來通訊。

4 DP/DP-Coupler解決方案

（1）設計原理和解決方案。在已有DP網上掛DP/DP-Coupler為該企劃案的核心要點，利用DP網與S7-400的CPU進行通訊。

（2）方案評價。該DP網通訊方案相較于以上四種方案，整體配置要求不高，設備成本也相對較低。原因在于它不需要在contorlloigx5000的機架中額外插入新的DP通訊模塊，而是利用controllogix5000遠程控制編程中固有存在的DP以太網協議，將DP/DP-coupler安裝在合適的遠程協議柜內，進而達到縮短兩個控制器之間的通訊距離的目的。這個方案實質上將兩套控制系統內固有的DP網絡用DP/DP-coupler的方式進行簡易的信息鏈接，然后在信號連接的基礎上，讓雙方的通訊CPU通過DP/DP-coupler通道進行信息的互換。

5 結論

DP-profibus解決方案的通訊渠道更加牢靠簡易，對于硬件配置的要求不是很高，但受其通訊硬件因素的制約，不適用于通訊距離較長的PLC通訊情況。Echochange網關解決方案和第一種方案在設計原理上是一樣的，只是把中間的銜接媒介由S7-300換成了硬件要求更低的Echochange網關通訊模塊。這樣就改善了一部分第一種通訊方案的應用范圍。整體與第一種相比其對配置的要求要更低，也更不容易出錯。嵌入式以太網解決方案則是根據前兩種解決方案在不考慮科研水平和實際控制器開發的情況下進行的更加有針對性的通訊優化嘗試。整體的通訊方案基本上都解決了前三種出現的明顯的應用缺陷，且在硬件投入上也更加經濟有效。但在實際的應用推廣中，由于其中自主研發的種種風險和投入，并不適用與推廣，在整體可靠性方面也不如前兩種。DP/DP-Coupler解決方案和之前的三種方案綜合比較，是成本最低，應用范圍最廣的DP網通訊方案。這個方案充分考慮了兩個不同類型的控制器的具體通訊特點，利用其中已有的通訊模塊，進行更加直接的通訊模塊相互的信息交換。但這種通訊方案在通訊效率和實際應用通訊速度上還有很大的提升空間。

參考文獻

[1]羅輝，鄭雪坤，陳鶴，賈志雄.電動鉆機PLC通訊故障及解決方案[J].中國石油和化工標準與質量，2013（17）：84.

[2]胡桂星.S7與S5 PLC的PROFIBUS通訊解決方案[J].自動化技術與應用，2011（12）：47-49+61.

[3]尚敏，許傳生，鄭九林.不同PLC系統間通訊的實施方案[J]. 品牌與標準化，2010（18）：49.