對工業(yè)以太網(wǎng)在冶金自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行探討
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現(xiàn)場級以上的控制系統(tǒng)采用工業(yè)以太網(wǎng)，每一級的工業(yè)以太網(wǎng)都可以是采用不同的結(jié)構(gòu)如：環(huán)形結(jié)構(gòu)，樹形結(jié)構(gòu)等。所有以太網(wǎng)接口的設(shè)備都可以通過交換饑、集線器和路由器等連接到以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)之中。為了保證網(wǎng)絡(luò)暢通和系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，建議所有的控制系統(tǒng)采用環(huán)形網(wǎng)絡(luò)或者做冗余系統(tǒng)。
4.2 自動化系統(tǒng)的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通訊
4.2.1 PLC與PLC之間的以太網(wǎng)通訊
這里以西門子S7-3001400系列的PLC為例。PLC之間可采用S7通訊、S5—兼容通訊(包括ISO協(xié)議、TCP議、ISO—on-TCP協(xié)議等)，下面介紹幾種常用的通訊方法。
所需硬件：2套S7-300系統(tǒng)(包括電源模塊PS307、S7-300 PLC、以太網(wǎng)通訊模塊CP343—1)、PC機(jī)、以太網(wǎng)通訊網(wǎng)卡CP1613以及連接電纜。所需軟件：STEP 7。
①S7通訊
使用STEP 7軟件進(jìn)行硬件組態(tài)和網(wǎng)絡(luò)組態(tài)(建立S7連接)以及編寫通訊程序。如果選擇雙邊通訊要在PLC雙方都編寫通訊程序。S7-300 PLC調(diào)用函數(shù)FB12、FB13進(jìn)行通訊。S7-400調(diào)用函數(shù)SFB12、SFB13來進(jìn)行通訊；如果選擇單邊通訊只在主動方編寫通訊程序，S7-300 PLC調(diào)用FB14、FB15進(jìn)行通訊。S7-400調(diào)用函數(shù)SFB14、SFB15來進(jìn)行通訊。
②TCP通訊
使用STEP 7軟件進(jìn)行硬件組態(tài)和網(wǎng)絡(luò)組態(tài)(建立TCP連接)以及編寫通訊程序。PLC雙方都編寫通訊程序。S7-300 PLC調(diào)用函數(shù)FC5、FC6進(jìn)行通訊，S7-400調(diào)用函數(shù)FCSO、FC60來進(jìn)行通訊。
③ISO通訊
使用STEP 7軟件進(jìn)行硬件組態(tài)和網(wǎng)絡(luò)組態(tài)(建立ISO連接)以及編寫通訊程序。PLC雙方都編寫通訊程序，S7-300 PLC調(diào)用函數(shù)FC5、FC6進(jìn)行通訊，S7-40o調(diào)用函數(shù)FC50、FC60來進(jìn)行通訊。
以上三種通訊方式的操作方法基本一致，只有在建立連接時選擇各自的協(xié)議即可。
4.2.2 PLC與HMI之間的以太網(wǎng)通訊
由于上位機(jī)監(jiān)控軟件種類繁多，PLC與HMI之間的通訊也就種類繁多。不同的上位機(jī)監(jiān)控產(chǎn)品可能與PLC的通訊協(xié)議不相同。但大多監(jiān)控軟件都有一個共同的標(biāo)準(zhǔn)接口：OPC接口，因此PLC與HMI之間的以太網(wǎng)通訊大多都可采用OPC進(jìn)行通訊。除此之外，用戶還可以使用VC、VB等編程軟件開發(fā)一些簡單的監(jiān)控界面與西門子PLC直接進(jìn)行TCP通訊。
①OPC通訊
所需硬件：1套S7-3o0系統(tǒng)(包括電源模塊Ps307、S7-300 PLC、以太網(wǎng)通訊模塊CP343—1)，PC機(jī)，以太網(wǎng)通訊網(wǎng)卡CP1613以及連接電纜。所需軟件：STEP 7、SIMATIC NET6.3f提供虛擬Pc機(jī)和對Pc站的參數(shù)設(shè)置)、組態(tài)王以太網(wǎng)通訊實現(xiàn)：使用STEP 7軟件進(jìn)行硬件組態(tài)和網(wǎng)絡(luò)組態(tài)以及使用HIMATICNET進(jìn)行虛擬PC機(jī)組態(tài)。在SIMATIC NET軟件提供的OPC SCOUT中建立所需變量并添加到列表中查看其質(zhì)量戳，如果為good，說明配置成功；如果為bad，說明配置失敗。在上位機(jī)監(jiān)控軟件中建立OPC通訊接口，并建立外部變量。在變量的連接設(shè)備中選擇建立的OPC接口，在變量的寄存器中選擇在OPC SCOUT處所建立的變量，這樣就通過OPC接口實現(xiàn)了PLC與上位機(jī)監(jiān)控軟件HMI之間的通訊。如果在不使用上位監(jiān)控軟件時還可以通過使用VC、VB編寫的應(yīng)用程序讀寫OPC SCOUT里建立的變量來實現(xiàn)。
②通過VB編寫的應(yīng)用程序與西門子PLC的TCP/IP通訊中，所需硬件：1套S7-300系統(tǒng)(包括電源模塊PS307、S7-300 PLC、以太網(wǎng)通訊模塊CP343—1)，PC機(jī)、普通計算機(jī)以太網(wǎng)通訊網(wǎng)卡以及連接電纜。所需軟件：STEP 7、VB。
以太網(wǎng)通訊實現(xiàn)：使用STEP 7軟件進(jìn)行硬件組態(tài)和網(wǎng)絡(luò)組態(tài)(建立TCP連接)以及使用SIMATICNET進(jìn)行虛擬PC機(jī)組態(tài)。(建立TCP連接)編寫通訊程序，在PLC一方編寫通訊程序，S7—300 PLC調(diào)用函數(shù)FC5、FC6進(jìn)行通訊，S7-400調(diào)用函數(shù)FC50、FC60來進(jìn)行通訊，在HMI一方用VB編寫通訊程序，采用Winsock控件來實現(xiàn)。
工業(yè)以太網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)通訊是自動化控制系統(tǒng)中的核心部分，因此對予每一個自動化控制系統(tǒng)來說網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)通訊的設(shè)計是否理想，直接決定該系統(tǒng)性能的好壞。由于工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)展示出來“一網(wǎng)到底”的工業(yè)控制信息化美景，即它可以一直延伸到企業(yè)現(xiàn)場設(shè)備控制層，所以被人們普遍認(rèn)為是未來控制網(wǎng)絡(luò)的最佳解決方案，工業(yè)以太網(wǎng)已成為現(xiàn)場總線中的主流前沿技術(shù)。
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