西门子PLC控制网络的配置策略及应用方式探讨

西门子 PLC控制网络的配置策略及应用方式探讨

陶健

江阴兴澄特种钢铁有限公司

摘要：PLC即编程逻辑控制器，通过PLC系统用户可以灵活控制多种机械设备，对提升设备应用效率具有重要意义。西门子是我国PLC控制系统的重要生产商，但除西门子以外，我国仍有欧姆龙、三菱等多家PLC控制系统生产商，而我国目前尚未出台针对PLC控制系统的生产标准，各生产商生产的PLC控制网络间存在一定差异，这就为用户带来了一定的使用难题。基于此，本文从西门子PLC控制网络的角度入手，深入分析其PLC控制网络配置策略及其应用方式，以期提高PLC控制网络应用水平。

关键词：西门子PLC；控制网络；配置策略；应用方式

引言：随着我国国民经济的快速发展，各行各业对生产效率的要求也越来越高。如何保证生产设备的高效运行，已成为各行各业关注的重要问题。西门子PLC控制网络能够有效地控制机械生产设备，对提高设备的生产效率具有重要意义，是提高机械设备生产效率的重要措施之一，企业必须对其进行个性化配置，以增强其针对性，充分发挥其控制效果。因此，有必要研究西门子 PLC控制网络的配置策略及其在各个领域的应用。

一、西门子PLC控制网络配置策略分析

（一）西门子PLC控制网络的类型

西门子PLC控制网络具有多种网络类型，其安全程度与传播速度都各有不同，为确保控制网络与生产设备间的适配性，用户必须合理选择网络类型。具体而言，控制网络类型主要包括以下几种：

第一，点对点接口通信，点对点接口通信是一种自由通信模式，即用户可以根据自己的网络需求独立设计通信协议，能够满足用户多样化和个性化的网络需求，但这种模式的建立过程复杂，无法保证网络安全，因此更适合于日常生活中的网络需求，如打印机、扫描仪等开放式电子设备。

第二，PPI网络通信，PPI网络通信是西门子公司设计的一种特殊的通信协议。这个协议包括很多种波特率形式，用户可以通过普通的双核屏蔽双绞线连接到网络，其操作方式相对简单，便于用户操作。PPI网络通讯最显著的特点在于其是一项主从协议，即主要由上级协议向下级协议传递信息，而下级协议只有在接受到上级协议发出的信息时才能做出反应，不可主动向上级协议发出信息。

第三，MPI网络通信，该通讯模式也是西门子根据内部标准设计的网络协议。该协议具有传播速度快、可达每秒12Mb的优势，由于其传播速度快、经济实用的特点，MPI网络通信在许多领域得到了广泛的应用，是西门子 PLC控制网络中一种实用、适应性强的网络类型。

第四，Profibus网络通讯，该通讯协议主要应用于现场层通讯和车间级监控，其最快传播速度与MPI网络通讯相当，都可达到12Mb/s，且Profibus通讯协议具备高达127的网络交换节点，且可以通过增设中继器以进一步延长其通讯距离^[1]。由此可见，Ptofibus网络通讯具备很强的开放性，用户可以将多种设备连接到同一个Profibus系统中，从而有效整合用户设备，形成一套完整的设备生态系统。

第五，AS-i接口，该接口主要适用于自动控制底层的网络，且该接口符合欧洲EN50295标准，同时也适用于国际标准，其适用性极强，可以被应用于大部分执行器与传感器接口。

（二）西门子PLC控制网络的传输介质选择

传输介质选择也是西门子PLC控制网络配置的重要一环，用户需根据应用目标的性质选择合适的传输介质，以保证数据传输速度以及传输质量。具体而言，西门子PLC控制网络可选的传输介质主要包括以下三种：第一，电气传输形式，该传输方式主要依靠带有屏蔽功能的双绞线电缆与地下电缆间电流的相互作用来传输数据信息。同时用户可以通过加强PE等强阻电材料来提升双绞线电缆屏蔽功效，从而最大限度提高信息传输效率^[2]。第二，光纤材料传输，光纤材料传输是当前应用最为广泛的传输模式，这是由于光纤材料传输具备传输速度快、传输距离远等多种优点，且光纤材料成本较低，无论是应用在短距离传输中还是长距离传输中都具有较高的性价比，是当前实用性与适用性最强的传输模式。由于其高速传播功能，光纤材料传输模式主要被应用于网络数据的传输活动中，但值得注意的是，光纤材料相较于电缆更容易受到外部环境影响，在采用光纤材料传输形式时，用户必须注重对光纤材料的保护工作，尽可能选择安全的位置铺设光纤管道，同时还应做好警示标语与防护措施，避免因光纤材料破损而导致数据信息丢失。第三，无线短距离传输，无线短距离传输形式的主要工作原理是利用红外线导向作用，通过多种传播模块的相互配合来实现短距离信息传输。无线短距离传输的传输速度相对较慢，但其相对于电缆传输与光纤传输而言更为便利，随用随连，无需实现准备传输线路，其应用成本也相对较低。以上三种传输方式都具备一定的优缺点，用户需根据自身需求以及应用目标的性质选择合适的传输方式，以尽可能发挥西门子PLC控制网络的独特优势。

（三）西门子PLC网络通讯接口连接模式

在完成PLC系统配置后，用户还需要选择适当的网络通信接口连接方式。西门子PLC控制网络可以选择的通信接口连接方式主要包括以下四个方面: 第一，pg/pc通信卡，这种方式主要适用于同一网络类型的链路要求，一般来说，PLC主机将携带 pg/pc 通信接口，用户可以直接使用 pg/pc通信卡将 pg或 pc设备连接到 PLC主机，但应该注意的是，pg/pc 通信卡包括许多类型，不同类型的通信卡对应不同类型的设备，用户在连接时应该更加注意检查通信卡的类型，以确保它们在连接中发挥应有的作用。第二，PLC特定模块，PLC特定模块具备一定的智能化优势，运用PLC特定模块可以有效降低自动化控制体系为CPU带来的负担，其可以通过自身的智能化处理能力处理部分简单问题，从而有效缓解CPU压力，以保证CPU处于良好的工作状态。第三，集成编程接口，集成编程接口主要应用于MPI与PPI两种类型的控制网络中，是两种网络类型的专用接口，用户如果选择MPI或PPI作为配置网络，则需要搭配集成编程接口，以发挥这两种类型网络的应用优势。第四，集成通讯接口，该接口是PLC控制网络的一部分，发挥着连接与转接的作用，无特殊优势，是最常见也是最常用的通讯接口。

二、西门子PLC控制网络应用方式分析

西门子PLC控制网络的应用空间极为广阔，已经被广泛应用于居民生产生活的各个领域，是推进经济社会发展的重要技术支柱，而由于各个领域应用需求不同，西门子 PLC控制网络在各个领域的应用模式也不尽相同。为此，本文选取三个应用案例，从实际应用的角度对西门子 PLC控制网络的应用方式进行探讨。首先，在钢铁生产行业，西门子 PLC控制网络通常应用于生产设备的控制，企业首先需要选定西门子PLC控制网络类型，从而将分散的控制基站统合为一个整体的控制系统，由主站向从站发送信息数据，以控制从站设备的运行，工作人员只需要对主站进行操控就可以同时命令多台设备开展钢铁生产工作，可以有效提高人力资源利用效率，提升钢铁产量^[3]。第二，以烟草生产行业为例，随着烟草种类的不断增多与生产规模的不断扩大，烟草生产控制难度也在不断增加，而西门子PLC控制网络具备极强的控制效果，可以有效简化整个生产控制过程，提升烟草生产效率。具体而言，西门子PLC控制网络主要被应用于两个核心环节，一是对烟草库存的管理，西门子PLC控制系统可以控制库房监控设备自主识别烟草包装上特殊代码，从而为每批入库烟草建立管理档案，详细记录每批烟草的类型、入出库期间、保质期等多种关键数据，以便烟草企业精准把握库存余量，避免库存积压而导致的资源浪费。二是对生产环节的管理，西门子PLC控制网络可以通过事先编订的程序，自动检测烟草生产质量、数量的关键数据，从而实现对烟草生产的自动化管理。第三，在煤矿行业，西门子PLC控制网络主要被应用于井下通风系统的控制工作中，煤矿行业涉及大量的井下作业，而零下空气稀薄且存在大量有毒气体，这就需要煤矿企业搭建一套高效运行的通风系统，作用西门子PLC控制网络，可以实现主、备通风机的自主切换，当主通风机出现故障问题时，西门子PLC控制系统可以自动启用备用通风机，从而有效避免因通风机故障而引起的安全风险。综上，西门子PLC控制网络主要应用于对各类设备的控制工作中，通过西门子PLC控制网络，企业可以实现生产设备的自动化与智能化运行，从而实现企业的安全高效生产。

结论：西门子PLC控制网络具有独特的技术特点和应用优势，在居民生产和生活的各个领域具有广阔的应用空间和良好的应用前景，推进西门子PLC控制网络的配置策略和应用模式的革新，是满足居民高质量生活需求的必然需要，同时也是推进企业生产效率提升的必然要求。在此基础上，本文论述了西门子PLC控制网络的网络类型、介质和通信接口连接方式，并分析了西门子PLC控制网络在钢铁、烟草、煤矿三大生产领域的应用，阐明了西门子PLC控制网络的应用途径和应用价值。通过本文的研究和分析发现，西门子PLC控制网络的实际应用存在一定难点，企业需要根据自身需要选择合适的网络类型，根据应用设备选择合适的介质和连接方式，只有制定具体的配置策略，才能保证西门子PLC控制网络的有效应用。

参考文献：

[1]郭惠城,张浩然,李靖.西门子PLC控制网络的配置策略及应用方式探讨[J].冶金管理,2021(15):34-35.

[2]刘涛.西门子PLC控制网络的配置策略及应用方式[J].产业创新研究,2020(22):171-172.

[3]龙江.西门子PLC控制网络的配置策略及应用[J].化工管理,2018(04):164.