基于工業以太網的西門子S7-400系列PLC之間的通信連接與應用分析

郭宇

【摘 ?要】隨著互聯網時代的到來，我國經濟實力的不斷提高，工業自動化的建設也在不斷的興起，人們對工業中單體設備的生產運行提出了新的要求，同時也對PLC之間的通信方式的要求越來越高，運用傳統的觀念已經不符合時代發展的要求，這就需要對傳統思想觀念進行不斷的優化和創新，從而保證工業設備的生產運行能夠符合時代發展的要求。本文主要對西門子工業以太網的簡介和通信方式進行簡單的敘述，然后對應用實例進行詳細的闡述。

【關鍵詞】以太網通信;S7-400;S7-連接;柔性裝配線

隨著新時代的不斷發展，我國社會經濟的不斷提高，工業得到了迅速發展，在工業發展的過程中，設備自動化程度也在不斷的增加，傳統的生產技術已經不能夠滿足人們對設備生產的需求，而越來越多的通信連接方式也在PLC之間不斷的涌現。通過利用先進通信連接方式的技術手段，對傳統工業自動化孤島的現象進行打破，從而能夠形成生產完整的控制系統。在PLC之間進行通信連接的過程中，比較常用的通信方式包括了兩種：太網通信方式和Profibus通信方式。因此，設備安裝太網接口的現象也在不斷的增加，從而形成了一個完整以太網而控制設備運行的系統;隨著計算機技術廣泛應用，其中以太網是計算機技術中的包含的一種技術手段，并且有著現代先進技術手段的支持，在運用以太網的過程中，可以在一定程度上提高設備之間的通信效率，因此以太網在PLC之間已經得到了廣泛應用。

1西門子工業以太網

1.1西門子工業以太網簡介

在西門子公司發展的過程中，運用以太網形式進行設備運行控制的售后不僅具有現代先進的解決方案，并且還含有豐富的經驗。在工業對以太網通信技術進行現場驗證的過程中，其中以太網技術主要包含了兩種類型：100Mbit/s快速和10Mbit/s工業以太網，在不同傳輸速率的情況下，需要運用相對應的以太網技術類型。以太網技術主要包含了三個部分：通信處理器、傳輸介質和網絡模塊。以太網技術的通信處理器又包括了CP243-1、CP343-1、CP443-1;傳輸介質包括了屏蔽雙絞線和光線;網絡模塊包括了以太網交換機和網絡鏈路模塊[1]。

1.2通信方式

在西門子公司發展的過程中，以太網支持的通信方式是比較是的，其中比較常用的通信方式包括了三種：點對點連接、TCP連接和S7連接。

其中S7連接方式是最常用的方式，具有以下幾種特性：

第一，可以在全部的S7/M7的設備中進行組態工作;第二，S7連接方式可以適用于全部類型的以太網技術類型，其中包括了Industrial Ethernet、MPI、PROFIBUS;第三，可以在主站和從站之間的數據進行傳送，其中主要包括了兩種：FBBSEND/BRCV、SFBBSEND/BRCV，并且傳送數據內容的準確性是比較高的，已經達到了64kB;第四，在S7連接運用SFBBSEND/URCV的過程張，不僅可以加快通信連接的時間，還可以保證出傳送數據信息的準確性[2]。

2應用實例

2.1確定方案

在運用以太網技術進行通信連接的過程中，需要對兩套PLC之間的通信方式進行確定。在這兩套PLC中的S7-4162DP都是采用CPU，每一個CPU中都會含有兩個DP口，但是在運用以太網技術的時候已經占用了CPU自帶的兩個DP口，如果采用的通信方式為ProfibusDP的情況下，不僅需要對采購的ProfibusDP接口的模塊進行擴展工作，還需要對采購的DP通信電纜口進行擴展工作。還對PLC的配備提出了一定的要求，都需要配備以太網卡模塊CP443-1，所有的數據通過千兆光纖的時候，就會對IT的交換機房進行連接，這就說明了兩套PLC之間已經存在了以太網技術的通信物理鏈路，并且是不需要在對另外的硬件成本進行增加，從而可以對兩套PLC之間的通信方式進行確定，這樣不僅可以提升通信的效率，還在一定程度上節約了使用成本[3]。

2.2確定數據通信內容

在確定兩套PLC之間的通信方式之后，就需要對數據通信的內容進行確定。在確定兩套PLC之間的數據通信內容的過程中，主要包括了兩個方面：

第一，在對訂單信息進行傳送的過程中，是從前橋裝配線的第一個工位進行傳送，其傳送的地點是前轉向節裝配線的第一個工位。在對訂單信息傳送改造之前，其傳送信息的過程是在PLC內部完成的，但是在對訂單信息傳送進行改造之后，傳送的地點發生的轉變，是從一個PLC（FA）進行信息的傳送，傳送的地點是另外一個PLC（FB）中，這樣不僅可以避免訂單信息出現重復的現象，還可以避免訂單信息丟失的現象，同時還不會出現PLC沒收受到訂單信息的情況。

第二，在對一部分數據內容進行傳送的過程中，其實在兩個PLC（FA與FB）之間完成信息傳送工作。需要對前副車架裝配線的訂單信息與在前轉向節裝配的最后一個工位的訂單信息進行對比工作。操作人員需要對前轉向節裝配最后一個工位的前轉向節模塊進行安裝工作，其安裝位置是在前副車架裝配線的第一個工位，因此需要保持轉向節工位的訂單信息與副車架工位訂單信息的一致性[4]。

2.3具體實施

在對兩套PLC之間的通信方式和通信內容確定之后，然后就是實踐實施的具體過程。在對工廠的前后橋裝配線44S進行改造的過程中，提出了一定的時間規定，其時間需要在7天之內完成前后橋裝配線44S的改造工作。因此在開始改造之前，需要制定的兩套PLC之間通信連接的方式進行模擬測試，在確定模擬測試結果以后，需要對PLC程序中的編制數據進行交換。在設備停止運行之后，需要對新舊PLC之間的通信連接進行充分考慮，同時還需要對新舊PLC資金的調制程序上面進行充分考慮，從而能夠促進工廠前后橋裝配線44S改造的工作效率，能夠為之后的項目爭取更多的時間[5]。

3結束語

在新時代不斷發展的背景下，信息化技術的應用不斷擴大，促進了工業的快速發展，在工業發展的過程中，以太網技術在數據信息通信連接中得到了廣泛應用，其中在運用以太網技術的時候，主要包括了兩種類型：100Mbit/s快速和10Mbit/s工業以太網，在兩種類型中可以根據信息傳輸的速率進行選擇，從而能夠保證傳輸數據信息內容的準確性。在工業運用以太網技術的過程中，不僅需要對兩套PLC之間的通信方式進行確定，還需要對兩套PLC之間的通信數據內容進行確定，最大程度上保證通信數據信息內容的完整性。還需要運用以太網技術對新舊PLC之間的通信連接進行改造，從而能夠保證設備之間信息傳輸的有效性。

參考文獻：

[1]李爽.淺析基于工業以太網的西門子S7-400系列PLC之間的通信連接與應用[J].自動化應用，2018，（2）：38-40.

[2]五冶集團上海有限公司.一種改進的基于PLC網絡通信的長距離皮帶輸送系統：CN201510596324.0[P].2016-07-13.

[3]陳雪嬌，繆文南.基于C#的西門子PLC以太網通訊接口的實現[J].微型電腦應用，2019，35（4）：117-119.

[4]張毅.Delphi開發西門子S7-1200/1500 PLC以太網心跳通信組件[J].智能計算機與應用，2019，9（1）：264-266.

[5]張春杰.西門子PLC通過工業以太網通信的ISO-ON-TCP連接方式[J].國內外機電一體化技術，2010：37-39.

（作者單位：本溪鋼鐵（集團）有限責任公司）