隨著計算機硬件、軟件的快速發(fā)展,特別是網(wǎng)絡技術的快速發(fā)展,著名工控廠家及系統(tǒng)集成商都大力開發(fā)以太網(wǎng)產(chǎn)品,關注plc的直接上網(wǎng)問題?,F(xiàn)在國際上知名的plc廠家產(chǎn)品均能夠實現(xiàn)直接上網(wǎng),如施耐德公司全線的quantum系列、premium系列等、通用電氣公司ge90-70系列、ge90-30系列、versamax系列等、西門子公司的有關plc、羅克韋爾plc的有關系列控制器等。
采用直接上網(wǎng)的結構,必須妥善解決plc直接上網(wǎng)后智能設備的接入問題。采用直接上網(wǎng)的結構,堅持分層分布(單元)式的結構原則,就是要達到與lcu有關的各種數(shù)據(jù)采集和控制都必須由lcu來實現(xiàn)的目標?,F(xiàn)在,lcu一般都需要與一定數(shù)量的智能設備進行通訊。在有工控機結構的lcu結構中,通訊實現(xiàn)是比較容易的,通訊的方式也比較靈活。但在采用plc直接上網(wǎng)的結構后,就必須考慮各種plc產(chǎn)品特性對接入lcu智能設備的影響。plc與工控機相比,通訊接口少,方式比較少。lcu智能設備接入問題,解決的總的方法有兩種,一種是直接或經(jīng)轉換接入plc,一種是直接接入以太網(wǎng)。由于各種plc產(chǎn)品分別產(chǎn)于不同的公司,它們的特性也各不相同,因此實現(xiàn)智能設備接入plc的方法有多種多樣。在比較國外主要plc產(chǎn)品特性基礎上,在滿足分層分布(單元)式的結構原則前提條件下,對智能設備接入lcu的方法進行分析對比,從它們的特性中,力圖找出共性的方法,側重于通訊速率、實現(xiàn)方式、是否需要編程、接入智能設備的數(shù)量、是否易于維護等方面。
1、直接接入plc
每種plc cpu上的串口或一般通訊模塊的串口所支持的普遍方式是從(slave)方式,即使它支持主(master)方 式,相應通訊協(xié)議也是專有協(xié)議,不是開放的協(xié)議。對于一些plc如ge90系列plc,它有一種模塊,該模塊通訊方式為主方式,可以使用不同通訊協(xié)議編程,與智能設備通訊,這是解決方法之一。這種方法智能設備與plc的數(shù)據(jù)交換的速率是串口的速率,智能設備采集的數(shù)據(jù)可以在plc控制流程中使用。設備通訊協(xié)議一致且數(shù)量不多時,比較適合這種方式。因為智能設備多,總的通訊速度就會較慢,通訊協(xié)議不一致,就會占用該模塊較多內(nèi)存。
2、通過現(xiàn)場總線直接接入plc
對于部分plc,一些智能設備可以通過現(xiàn)場總線直接接入plc。這種方式較好,因為現(xiàn)場總線的方式,其可靠性、速率與直接插入plc機箱的模塊是相同的,而且接入的地點比較靈活,距離可以比較遠。這種方式不需要編程,可以接入較多設備,非常方便,是一種很好的方法。
3、間接接入plc
直接接入plc的方法不具有普遍性,不是每一種plc都可以實現(xiàn)的。下面兩種方法可以在更大范圍使用。尤其是經(jīng)串口接入plc的方法,是一種普遍的方法。
1.經(jīng)串口轉換接入plc
plc一般具有豐富的通訊模塊可供選擇,多數(shù)plc的cpu模塊具有一到兩個串口。由于這些串口多支持從(slave)方式通用協(xié)議,智能設備也多為從方式,兩者通訊不能實現(xiàn)。有些串口雖支持主(master)的通訊方式,但通訊協(xié)議多為不公開的專有協(xié)議,智能串口設備很少能支持這些協(xié)議。因此,解決方法之一是采用一種裝置,它一側接入plc串口,另一側接入智能設備。該裝置起協(xié)議轉換作用,而且它對兩側都可以是主方式。這種方式可以接入較多串口設備。這是一種很有前途的、比較經(jīng)濟的方式,可以適用每一種plc產(chǎn)品。
2.經(jīng)轉換接入現(xiàn)場總線進入plc
為了解決plc串口從方式不能直接接入plc的問題,有些plc廠家如施耐德,它開發(fā)一種網(wǎng)橋裝置,一邊接串口設備,一邊接plc的現(xiàn)場總線mb+。它有兩種,一種支持同一種開放的協(xié)議如modbus,不需編程,另一種支持各個串口協(xié)議可以不同,但需要編程。
4、串口設備經(jīng)轉換(不經(jīng)plc)上網(wǎng)
前面幾種方法都直接或間接通過plc接入智能設備?,F(xiàn)在,通過一種串口以太網(wǎng)轉換器裝置,它的一側接入串口設備,另一側接入局域以太網(wǎng)。串口設備側不需任何改變,上位系統(tǒng)直接采集串口設備的信號。這樣一個lcu需要有幾個ip地址。這種方式可以接入大量的智能設備。
5、智能設備直接接入以太網(wǎng)
隨著時間的推移,越來越多的設備將可以直接上網(wǎng),因此可以采取智能設備直接上網(wǎng)的方式,速率可以達到10mbps或100mbps,將會很有應用前景。但一個lcu需要有幾個ip地址。
(1)plc直接上網(wǎng)的lcu結構優(yōu)于經(jīng)過工控機上網(wǎng)lcu結構;因為lcu整體可靠性得到提高;
(2)智能設備以直接接入plc現(xiàn)地總線方式從比較好,因為應用簡單、速率快等,在可以選擇直接接入現(xiàn)場總線的設備時,盡量采用這種方式。
(3)智能設備經(jīng)串口轉換接入plc方式,是一種較優(yōu)的方法,它雖然與plc產(chǎn)品有關,但可以在每種plc產(chǎn)品上使用,接入智能設備數(shù)量也較多,經(jīng)濟性能也較好。
(4)智能設備經(jīng)串口轉換上網(wǎng)方式和智能設備直接上網(wǎng)方式是很有應用前景的兩種方式。因為這兩種方法都與具體的plc產(chǎn)品無關,是一種具有普遍意義的方法,值得引起注意。