西門子PLC與WinCC間的通訊使用經(jīng)驗(yàn)

　　關(guān)于影響WinCC通訊質(zhì)量大家都不約而同談到了如何優(yōu)化WinCC組態(tài)項(xiàng)目的各種方法。如WinCC對(duì)過(guò)程變量的歸檔數(shù)量，和存取速度、精簡(jiǎn)腳本等方式。現(xiàn)我從IndustrialEthernet、PROFIBUS、MPI、ProfiNet這幾種常見協(xié)議方式，與雙絞線、光纖、同軸纜線等傳輸介質(zhì)的選用角度，分析通訊質(zhì)量。當(dāng)通訊方式和傳輸介質(zhì)確定后，在很大部分就決定了通訊質(zhì)量，此外也將影響通訊質(zhì)量。具體分析如下：

　　1。采用IndustrialEthernet協(xié)議和雙絞線介質(zhì)——這是目前WinCC通訊較流行和常見的方式，性價(jià)比高，兼容性也較好。它采用Internet使用的TCP/IP協(xié)議，應(yīng)此還可連接上Internet網(wǎng)絡(luò)。但該方式通訊采用競(jìng)爭(zhēng)發(fā)送、沖突檢測(cè)、載波偵聽機(jī)制，速率不確定，無(wú)法做到實(shí)時(shí)性。取決于網(wǎng)絡(luò)當(dāng)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(shí)，既不要與Internet網(wǎng)絡(luò)相連，又不要與工控?zé)o關(guān)的電腦相連，這既可降低網(wǎng)絡(luò)病毒攻擊，又可減少網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包流量。

　　在WinCC組態(tài)項(xiàng)目中，應(yīng)盡量減少循環(huán)的動(dòng)態(tài)連接（如畫面中的控件對(duì)象過(guò)多的與PLC中變量連接后，作動(dòng)態(tài)位移運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到形象直觀的效果），以降低WinCC與PLC間通訊負(fù)擔(dān)。

　　但當(dāng)WinCC在常態(tài)工作時(shí)，數(shù)據(jù)包流量都很大（即CP443-1模塊上TXD指示燈幾乎在任何時(shí)候都常亮不熄滅），這說(shuō)明網(wǎng)絡(luò)內(nèi)有多臺(tái)WinCC的Server與一臺(tái)PLC通訊，或一臺(tái)PLC與另一臺(tái)、及多臺(tái)PLC通訊，且約定的通訊Byte數(shù)也較多。解決方法是1：可采用光纖介質(zhì)，改善網(wǎng)絡(luò)帶寬，提高傳輸?shù)目垢蓴_能力；2：增加一臺(tái)WinCC的CentralArchiveServer，從而減少WinCC的Server數(shù)量，這可大大降低PLC的通訊負(fù)擔(dān)。

　　2．采用PROFIBUS協(xié)議和PROFIBUS纜線——這是SIEMENS工控網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)方式，大多數(shù)老一些的SIEMENS工控用戶均采用此方式。PROFIBUS協(xié)議分DP、FMS、PA三種，其中DP協(xié)議較為常見。采用此方式時(shí)，安裝有WinCC的OS站上必需一塊CP5611，或CP5613網(wǎng)卡。這時(shí)每臺(tái)WinCC監(jiān)控站開啟后都作為PLC的DP遠(yuǎn)程從站進(jìn)行通訊。但當(dāng)WinCC監(jiān)控站電腦故障，或CP5611/CP5613網(wǎng)卡壞需關(guān)機(jī)更換或維護(hù)等情況時(shí)，極易造成其它的遠(yuǎn)程DP站通訊中斷，而影響生產(chǎn)，所以采用此方式纜線應(yīng)盡量連接成環(huán)網(wǎng)。

　　在生產(chǎn)要求高可靠性的地方，此時(shí)應(yīng)采用FMS協(xié)議方式。但采用FMS協(xié)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(tái)WinCC監(jiān)控站與PROFIBUS通訊模塊進(jìn)行通訊聯(lián)系，在物理上分開了與遠(yuǎn)程DP從站的聯(lián)系，這除了對(duì)生產(chǎn)的安全可靠性得到提高外，還降低了遠(yuǎn)程DP從站的數(shù)量，從而降低了PLC的CPU處理DP從站的通訊負(fù)擔(dān)，與每臺(tái)WinCC監(jiān)控站的通訊由PROFIBUS通訊模塊完成。但此FMS協(xié)議方式需增加一塊Profibus通訊模塊（增加硬件成本）。

　　PA協(xié)議方式適用于現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備（如一些智能變送器、智能傳感器與PLC的連接）?？傊捎赑rofibus主站間通訊采用TokenRing（令牌環(huán)）方式輪轉(zhuǎn)，WinCC通訊實(shí)時(shí)性較IndustrialEthernet好，通訊時(shí)間間隔相對(duì)穩(wěn)定，網(wǎng)絡(luò)遭病毒攻擊的可能性小，網(wǎng)絡(luò)安全性也較IndustrialEthernet高。　　3．采用MPI協(xié)議——這是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)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(tái)PLC通訊，所以速率慢，通訊范圍窄，僅適用于單臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備和局部范圍的通訊。

　　4．采用PROFINET協(xié)議——這是SIEMENS公司的一種基于PROFIBUS－DP和IndustrialEthernet之間的協(xié)議（即實(shí)時(shí)以太網(wǎng)）。它基于IndustrialEthernet，采用TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)，所以可將現(xiàn)場(chǎng)級(jí)（I/OField）設(shè)備連接到管理級(jí)，并且還能實(shí)時(shí)通訊（RealTime）能力，因此兼具兩種網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)。這也是SIEMENS公司目前向市場(chǎng)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(jià)格貴，市場(chǎng)用量不大。因此如果管理層用戶在辦公室不需實(shí)時(shí)掌控現(xiàn)場(chǎng)級(jí)設(shè)備狀況，可不必采用該通訊方式?，F(xiàn)場(chǎng)級(jí)設(shè)備實(shí)時(shí)狀況應(yīng)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(jí)的管理和設(shè)備的運(yùn)行安全。