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西門子PLC與WinCC間的通訊使用經驗

未知 2019-06-15 14:08

  關于影響WinCC通訊質量大家都不約而同談到了如何優化WinCC組態項目的各種方法。如WinCC對過程變量的歸檔數量,和存取速度、精簡腳本等方式。現我從IndustrialEthernet、PROFIBUS、MPI、ProfiNet這幾種常見協議方式,與雙絞線、光纖、同軸纜線等傳輸介質的選用角度,分析通訊質量。當通訊方式和傳輸介質確定后,在很大部分就決定了通訊質量,此外也將影響通訊質量。具體分析如下:

  1。采用IndustrialEthernet協議和雙絞線介質這是目前WinCC通訊較流行和常見的方式,性價比高,兼容性也較好。它采用Internet使用的TCP/IP協議,應此還可連接上Internet網絡。但該方式通訊采用競爭發送、沖突檢測、載波偵聽機制,速率不確定,無法做到實時性。取決于網絡當前的通訊流量,由于采用雙絞線,帶寬有限、抗干擾能力差。因此,采用此方式通訊時,既不要與Internet網絡相連,又不要與工控無關的電腦相連,這既可降低網絡病毒攻擊,又可減少網絡數據包流量。

  在WinCC組態項目中,應盡量減少循環的動態連接(如畫面中的控件對象過多的與PLC中變量連接后,作動態位移運動,從而達到形象直觀的效果),以降低WinCC與PLC間通訊負擔。

  但當WinCC在常態工作時,數據包流量都很大(即CP443-1模塊上TXD指示燈幾乎在任何時候都常亮不熄滅),這說明網絡內有多臺WinCC的Server與一臺PLC通訊,或一臺PLC與另一臺、及多臺PLC通訊,且約定的通訊Byte數也較多。解決方法是1:可采用光纖介質,改善網絡帶寬,提高傳輸的抗干擾能力;2:增加一臺WinCC的CentralArchiveServer,從而減少WinCC的Server數量,這可大大降低PLC的通訊負擔。

  2.采用PROFIBUS協議和PROFIBUS纜線這是SIEMENS工控網絡的標準方式,大多數老一些的SIEMENS工控用戶均采用此方式。PROFIBUS協議分DP、FMS、PA三種,其中DP協議較為常見。采用此方式時,安裝有WinCC的OS站上必需一塊CP5611,或CP5613網卡。這時每臺WinCC監控站開啟后都作為PLC的DP遠程從站進行通訊。但當WinCC監控站電腦故障,或CP5611/CP5613網卡壞需關機更換或維護等情況時,極易造成其它的遠程DP站通訊中斷,而影響生產,所以采用此方式纜線應盡量連接成環網。

  在生產要求高可靠性的地方,此時應采用FMS協議方式。但采用FMS協議需在PLC主站上增加一塊Profibus通訊模塊(如CP443-5或CP342-5)。這樣,每臺WinCC監控站與PROFIBUS通訊模塊進行通訊聯系,在物理上分開了與遠程DP從站的聯系,這除了對生產的安全可靠性得到提高外,還降低了遠程DP從站的數量,從而降低了PLC的CPU處理DP從站的通訊負擔,與每臺WinCC監控站的通訊由PROFIBUS通訊模塊完成。但此FMS協議方式需增加一塊Profibus通訊模塊(增加硬件成本)。

  PA協議方式適用于現場智能設備(如一些智能變送器、智能傳感器與PLC的連接)。總之,由于Profibus主站間通訊采用TokenRing(令牌環)方式輪轉,WinCC通訊實時性較IndustrialEthernet好,通訊時間間隔相對穩定,網絡遭病毒攻擊的可能性小,網絡安全性也較IndustrialEthernet高。  3.采用MPI協議這是點對點的連接方式,通訊速率僅為187.5Kbps,類似于串口通訊。且WinCC只能與單臺PLC通訊,所以速率慢,通訊范圍窄,僅適用于單臺現場控制設備和局部范圍的通訊。

  4.采用PROFINET協議這是SIEMENS公司的一種基于PROFIBUS-DP和IndustrialEthernet之間的協議(即實時以太網)。它基于IndustrialEthernet,采用TCP/IP標準,所以可將現場級(I/OField)設備連接到管理級,并且還能實時通訊(RealTime)能力,因此兼具兩種網絡的優點。這也是SIEMENS公司目前向市場首推的通訊方式。

  但目前SIEMENS公司支持PROFINET通訊功能的模塊較IndustrialEthernet通訊功能的模塊價格貴,市場用量不大。因此如果管理層用戶在辦公室不需實時掌控現場級設備狀況,可不必采用該通訊方式。現場級設備實時狀況應更多的由操作人員,和工程師門去掌控和處理,這樣更利于分級的管理和設備的運行安全。

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