浅析罗克韦尔与西门子大型PLC通讯方案

袁亚鹏

摘 要：本文着重分析了西门子S7系列的控制器和AB公司controllogix控制器之间的PLC通讯问题。提出了自己对这方面的解决方案，并分别深入说明了各个方案的运用特点和应用范围。希望本文的集中设想方案能对类似的机械自动化设计提供一定的参考意义。

关键词：PLC通讯方案；DP解决方案；PLC通讯

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.04.114

1 DP-profinet解决方案

（1）设计原理和解决方案。DP-profinet解决方案的设计原理是，将controllogix5000通过第三方SST公司的DP通讯模块SST-PFB-CLX-RL作为通讯主要渠道，模块采用TURK的BL67系列DP远程协议，转而再通过另外一块DP通讯模块作为主要通讯路径，S7-400PLC的CPU416作为辅助渠道，进而完成两个不同类型的DP通讯。具体的DP通讯配置如图1所示。

（2）方案评价。DP-profibus在整体通讯方式上相对来说是一种成熟可靠的解决方案。但是因为其在通讯过程用材上采用双绞线的材质，导致DP以太网的最大通讯间距被限制在1000米以下，并且其信号的传输速率也会随着传输间距的增长而减少，这就有可能会导致两个主控制器之间的通讯周期达到10毫秒以上，这样是不能满足同一区域控制器之间的最基本的通讯要求的。

2 Echochange网关解决方案

（1）设计原理和解决方案。Echochange网关解决方案原理与配置设计。采用INAT GmbH公司生产的“Echochange”网关，将AB公司的Ethernet/IP以太网与siemens公司的profinet以太网连接，间接实现controllogix5000与S7-400的以太网通讯。

（2）方案评价。该方案与第二种方案在设计原理上是一样的，只不过将通讯网关换成了Ehernet/IP到Profinet，该方案的关键在于，通讯网关两边都采用了以太网，只是应用层规约不同，利用这一以太网特征，进行简单的网关通讯模块的搭配，实现两个已有的以太网网络之间的简易通讯连接，但这样简易的数据通讯渠道只能传输同样简单的整数信号。与之前的通讯方案相比，该方案省去了一个第三方（SST）的DP通讯模块，且Echochange网关的整体配置成本比用S7-300来通讯DP-Profinet的网关配置要低，运行的可靠性也要高一些。

3 嵌入式以太网解决方案

（1）设计原理和解决方案。嵌入式以太网解决方案采用可插在controllogix5000机架内的Prosoft公司生产的以太网模板，自主编程后，直接实现controllogix5000与S7-400的以太网通讯。

（2）方案评价。该方案的关键是针对prosoft公司生产的允许公司用户进行自主开发的第三方以太网模块MV156-GEC的规定，对这一主要通讯模块进行协议改变，让该模块起到一个自带以太网接入口的嵌入式系统计算机的作用，这是依据AB公司controllogix5000的以太网模块和siemens公司S7系列PLC的以太网模块在TCP传输控制层上都遵从了相同的运行协议，只不过是在具体应用时采用了不同的运行规约，所以，可以依据socket编程直接使用传输层协议来通讯。

4 DP/DP-Coupler解决方案

（1）设计原理和解决方案。在已有DP网上挂DP/DP-Coupler为该企划案的核心要点，利用DP网与S7-400的CPU进行通讯。

（2）方案评价。该DP网通讯方案相较于以上四种方案，整体配置要求不高，设备成本也相对较低。原因在于它不需要在contorlloigx5000的机架中额外插入新的DP通讯模块，而是利用controllogix5000远程控制编程中固有存在的DP以太网协议，将DP/DP-coupler安装在合适的远程协议柜内，进而达到缩短两个控制器之间的通讯距离的目的。这个方案实质上将两套控制系统内固有的DP网络用DP/DP-coupler的方式进行简易的信息链接，然后在信号连接的基础上，让双方的通讯CPU通过DP/DP-coupler通道进行信息的互换。

5 结论

DP-profibus解决方案的通讯渠道更加牢靠简易，对于硬件配置的要求不是很高，但受其通讯硬件因素的制约，不适用于通讯距离较长的PLC通讯情况。Echochange网关解决方案和第一种方案在设计原理上是一样的，只是把中间的衔接媒介由S7-300换成了硬件要求更低的Echochange网关通讯模块。这样就改善了一部分第一种通讯方案的应用范围。整体与第一种相比其对配置的要求要更低，也更不容易出错。嵌入式以太网解决方案则是根据前两种解决方案在不考虑科研水平和实际控制器开发的情况下进行的更加有针对性的通讯优化尝试。整体的通讯方案基本上都解决了前三种出现的明显的应用缺陷，且在硬件投入上也更加经济有效。但在实际的应用推广中，由于其中自主研发的种种风险和投入，并不适用与推广，在整体可靠性方面也不如前两种。DP/DP-Coupler解决方案和之前的三种方案综合比较，是成本最低，应用范围最广的DP网通讯方案。這个方案充分考虑了两个不同类型的控制器的具体通讯特点，利用其中已有的通讯模块，进行更加直接的通讯模块相互的信息交换。但这种通讯方案在通讯效率和实际应用通讯速度上还有很大的提升空间。

参考文献

[1]罗辉，郑雪坤，陈鹤，贾志雄.电动钻机PLC通讯故障及解决方案[J].中国石油和化工标准与质量，2013（17）：84.

[2]胡桂星.S7与S5 PLC的PROFIBUS通讯解决方案[J].自动化技术与应用，2011（12）：47-49+61.

[3]尚敏，许传生，郑九林.不同PLC系统间通讯的实施方案[J]. 品牌与标准化，2010（18）：49.