1.5.3  PLC网络配置

更新于 2026年10月10日 版权声明
1.5.3 PLC网络配置

PLC网络配置是一个复杂的系统工程。要与PLC现场的控制系统、工厂的信息系统一并考虑。涉及PLC选型、网络选型、现场设备选型、站点分布、通信介质确定、通信实现等一系列软硬件问题。

1.PLC网络配置任务

1)根据配置站点的现场设备、I/O点数及工艺要求,做好这些站点PLC的自身配置。

2)根据现场控制及PLC控制协调的要求,确定要配置的网络类型并做好各个类型网络的配置。同时还要确定这些网络的互连。各个类型网络配置的具体内容包括网络规模(站点数)、覆盖范围、拓扑结构、网络组件、通信介质以及通信协议、通信软件。

3)根据配置要求采购、安装、接线,并做好站点硬件设定。

4)用网络工具软件做好网络设定(组态)及在线测试。

5)编制应用与通信程序。

2.PLC网络配置原则

为了配置好PLC网络,以取得更大的效益,一般要遵循如下几个原则:

1)针对性原则。要合理确定所配置网络的功能,并按功能需要做好配置。要做到有的放矢,既不要达不到功能要求,也不要功能多余。

2)实时性原则。要合理确定网络的实时性、确定性。通信的确定性是一定要保证的。而实时性,对设备网、控制网,是首先要满足的要求;对信息网,由于在大多数监控系统中,对数据的采集和处理速度要求也较高。

3)可靠性原则。要确保所配置的网络工作可靠。要根据工作环境确定防护等级,按防护要求选定网络部件。

4)全面性原则。PLC网络配置只是PLC配置一部分,PLC网络也只是企业网络的一部分,所以,它的配置既要与PLC一起考虑,也要与企业的网络配置协调。这样,将确保能以较少的投资,取得企业自动化、信息化综合效益。

5)先进性原则。当今PLC网络技术发展很快,应当尽量选用技术水平高、有发展前途、短期内不会被淘汰的网络。还要特别注重考虑网络的开放性,要优先选用开放网络。这将更便于与企业其他网络的互连互通。

6)经济性原则。经济是一切活动的基础。进行PLC网络配置当然要考虑经济,考虑到投资的合理性,如系统的性价比、投入产出比、企业的经济承受能力等因素。

3.PLC网络配置类型

PLC网络是分类的,对其配置当然也要分类进行。

(1)设备网配置

用于PLC与现场设备通信。主要考虑现场设备的数量(I/O点数)、分布(地点、距离)工作环境等情况。如果这些设备比较集中,设备与PLC距离又不大,可以不用这类网络。但如果PLC可控制I/O点数不足,需要用远程I/O网络来增加可控制规模的则另当别论了。如果这些设备比较分散,有的设备与PLC距离又较大,可以考虑使用这类网络。

设备网有两种,一是更底层的网络,如AS-i、CC-Link或CompoNet网,适用于站点很分散,各个站点多是开关量,点数又不多的系统;另一是层次稍高点的网络,如DeviceNet网、Profibus网、CC-Link网等,适用于站点也很分散,但各个站点既有开关量,又有模拟量的系统。目前还可考虑也选用工业以太网。

(2)控制网配置

用于PLC与PLC通信。有两种情况,一是协调PLC间的控制,二是扩大PLC控制规模。前者交换的数据量有限,只要通信的确定性有保证,时延又不是太长的控制网络都可以选用。后者交换的数据量要略大些,在确保通信确定性的同时,最好选用网速较高的控制网络。(https://www.daowen.com)

控制网一般与PLC的品牌是对应的。PLC配置时,选用什么品牌的PLC,控制网多是什么品牌的控制网络。目前也还可考虑选用工业以太网。

(3)信息网配置

用于PLC与计算机通信。其网络配置有几种情况:

1)仅仅用于编程。一般使用串口网络或USB口就可以了。

2)要实现SCADA功能,可使用串口网络。如果要提高网速可使用信以太网。

(4)网络互连配置

网络互连有两层意思:一是同类网络互连;另一是不同类网络互连。前者主要看企业自动化要求。如果企业自动化规模很大,要多个生产线协调工作,而仅仅一个网络又难满足要求。这时可能进行网络互连,如两个或多个控制网互连。后者主要看企业信息化的要求。如果企业信息化推进很快,管理层从现场采集信息与向现场发送指令的工作很多,那么凡是涉及与管理数据的现场设备的设备网、控制网都要与信息网互连。

网络互连的方法主要是通过可以连接两个或多个网络的PLC实现。这样的PLC实际是身兼两职,既要用于控制,又要作为网桥,实现两个或多个网络的互连、互通。

4.PLC配置步骤

1)根据I/O点数及工艺要求做好PLC自身配置。

2)根据现场设备分布情况确定是否配置设备网。如果需要,则针对需求选定网络类型并做好配置。

3)根据协调控制或扩大控制规模的需要确定是否配置控制网。如果需要,则针对需求选定网络类型并做好配置。

4)根据信息采集与处理的需要确定是否配置信息网。如果需要针对需求选定网络类型并做好配置。

5)根据现企业网络的发展需要确定是否进行网络互连。如果针对需要选定相关网桥站点,并做好相关配置。

5.PLC网络配置实例

(1)PLC网络基本配置

主要用于PLC编程,是PLC必不可少的网络配置。没有这种网络,PLC无法编程,也无从工作。最常用的是使用串口网络。这种配置几乎为零成本。因为这里除了电缆,网络接口都是现成的。只是编程软件要由PLC厂家提供。目前,也有用USB口取代原标准串口,也很方便,同时速度更快。这种网络只是需要编程时联网,程序下载及调试完成后可以不连网。所以,这种网络实际是“临时”网络,不总是在线的。

如果要实现SCADA功能,也可使用这个网络。应用程序或使用组态软件,或由用户编写。而为了实时实施监控,网络也必须总是在线。

由于PLC以太网成本的降低,为了提高速度,实现编程及SCADA功能也有使用以太网的。也许将成为未来的趋势。

(2)PLC网络应用配置

目前PLC应用广泛,可用作顺序控制、过程控制、运动控制、信息控制及远程控制。PLC网络应用配置就是围绕着PLC这些应用的需要所做的配置。应用配置只是按需要做的,不是非配置不可。

用于顺序控制、过程控制、运动控制、远程控制的网络配置主要看PLC现场设备的分布及控制协调的需要,主要是设备网及控制网选用。这样实例很多,本书将随着这些网络的介绍,逐步予以介绍。

用于信息控制主要是信息网(目前主要是以太网)的选用及设备网、控制网与它互连。最终目的是能把现场的信息上传到企业的信息层,企业信息层的指令能下达到现场,使企业实现信息化,已取得更大的效益。这样的实例也很多,本书将随着这些网络的介绍,逐步予以介绍。

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