前言
PLC网络的广泛应用是进入21世纪以来PLC技术进步的重要标志。PLC连网已是当今PLC硬件的必要配置。正是PLC网络的广泛应用,PLC控制系统已越来越成为工厂信息系统不可分割的组成部分,再也不是孤立的“信息孤岛”。可以这么说,当今已是“无PLC不连网”,差别只是连的是什么网络,以及是常态连网还是临时连网。试想,当今PLC不连网怎么编程?不编程又怎么能工作?
处理PLC连网有两个基本问题要解决好:一是系统配置,二是通信编程。前者是组建(设计、采购、安装)网络与配置(设置、组态)网络,为后者提供平台。后者要使网络正常运转,实现站点间数据交换、信息交流,达到连网的目的。这两者缺一不可,但各有各的着重点。一般来讲,从事系统集成的更重视前者,总要尽量把网络组建好。而网络使用人员则更关心后者,力求使组建好的网络为控制优化与信息交流所用。本书着重介绍系统配置,至于通信编程将另有专著介绍。
本书共5章。之前还有简短的绪论。由于至今对PLC网络还没有公认的定义,所以,在此先对本书要讨论的PLC网络的有关概念做一些介绍,以便理解后续章节的内容。
本书第1章介绍PLC网络基础知识。从技术的基本点上讲,PLC网络与计算机网络是完全相同的。所以,本章介绍的PLC网络基础知识也包含有很多计算机网络的知识。此外,本章还对PLC网络的概况及通信实现作了说明。
第2章介绍PLC串口网络配置。先是介绍串口常用标准,继而介绍各种常用品牌PLC的串口特点及网络配置实例。串口网络虽是最简单、最基本,也是PLC使用最早、最常见的网络。但它的技术也在发展,功能也在增加。通过串口,实现计算机、人机界面与PLC连网、通信是最廉价,也是最方便的。在相同品牌PLC之间,使用它很容易连网,并可实现多种方式的数据交换与相互操作。在不同品牌PLC之间,如必要,也可对其中一个串口做适当转换便可连网,并利用好相关通信指令也可通信。至于现场设备,只要配置有串口,PLC也可与其连网、通信。所以,本书介绍PLC网络首先对串口网络做了较详细的说明。
第3章介绍PLC设备网配置。PLC设备网是用以实现PLC与地处远程的操作器、传感器这样的底层工业设备通信的网络,是PLC实现远程分布控制的基础,已用得越来越多。考虑到这类网络的普及情况及发展前景,这里主要介绍AS-i、CC-Link/LT及CompoNet3种开放的标准设备网络。
第4章介绍PLC控制网配置。PLC控制网主要用于PLC站点间的数据交换与相互操作,也可用于PLC对远程设备的控制,既是PLC最重要的网络,也是PLC实现控制网络化的基础。特别是随着PLC控制地域的扩展,控制规模的扩大,其应用也越来越多。过去PLC控制网络多是专有的,一家一个样,而如今已有了很多公认的开放标准网络。而且,有实力的PLC厂家的新机型多在使用自身专有控制网络的同时,也逐步与开放网络标准兼容。一些PLC厂家,如和利时、ABB公司干脆就直接采用这些标准,以使自身的产品可以加入这些网络,从而扩展自身产品的应用。为此,本书在介绍PLC控制网络时,就只介绍几个流行的开放标准网络,具体是CC-Link、DeviceNet、ControlNet及Profibus等。(https://www.daowen.com)
第5章介绍PLC信息网配置。当今PLC信息网用的几乎全是以太网。这与以太网的技术优势、发展快速与应用广泛有关。原先PLC以太网主要是用于与企业高层计算机连网。但由于工业以太网的出现,其环境的适应性、通信的实时性及信息的安全性都有极大进步,已使它也可用于PLC间的链接数据及与分布设备间的I/O数据的实时交换,以至于进一步发展还可用于安全与运动控制。如AB公司等开发的EtherNet/IP/西门子公司等开发的Profinet及三菱公司等开发的CC-Link IE等工业以太网就已经或即将实现这些目标。人们盼望已久的“一(E,EtherNet)网到底”或“一(E,EtherNet)网打尽”的局面开始显现。为此,本章先对以太网的有关发展及其技术优势做介绍,接着介绍上述3种工业以太网。
本书对上述网络的介绍都是先简要介绍其组成、协议、机理、结构及特点,进而结合有关厂家的产品介绍一些典型的配置实例。对具体网络的叙述,本书则在一般概括与具体介绍两个方面做了努力。前者是为了能全面理解这些网络的结构与特点,把握PLC网络系统的全貌,便于通过对比组建网络。后者是为了能分类了解这些网络的应用与使用,弄清PLC网络组态的思路,便于按照步骤设置好网络。
相比已有介绍PLC网络的专著,像本书这样抓住PLC网络的当今主流,把握PLC网络的发展趋势,从网络机理到应用配置做系统说明,对各个品牌PLC网络做全面介绍,似乎还未曾有过。这里的主流、趋势、系统、全面也正是本书追求的目标。
但毕竟网络配置的细节很多,特别是网络具体产品的类型、型号、版本、规格及安装的细节很多,还有网络的测试及排故障的内容更多,由于本书篇幅有限,实难一一顾及。何况PLC网络还在发展,很多新技术也很难一一概括。加上本人水平、精力及条件所限,书中不足之处,以至于存在差错也在所难免。在此,望广大读者不吝赐教!本人将诚恳采纳大家的意见,向着本书追求的目标,把本书修改好,以使其成为您进行PLC网络系统配置的好向导。
本书涉及了各种PLC网络协议及各厂家的PLC。使用术语相同,但含义可能不完全一样,还可能用不同的术语,但含义却是相同的。所以,建议读者阅读时多加留意,从实质上去理解就好处理了。
宋伯生 2010年12月 于沈阳