摘要：西門子PLC由于組網方式靈活，應用方便，使得其在工控領域中有著極高的市場占有率。因此，本文首先在分析了西門子PLC技術相關理論以及PLC常用組網方式的基礎上對西門子PLC組網技術的實踐進行了深入探討。
關鍵詞：西門子；PLC；組網技術；以太網；現場總線；分析；實踐

一、引言
    在當前的工控領域中，PLC為當之無愧的“藍領計算機”，而且經過多年的發展，現在的技術已經逐漸趨于成熟，其中尤以西門子的PLC市場占有率更高，在很多領域中都有著非常廣泛的應用。當前，PLC應用的組網方式主要有基于以太網、串口模塊和總線三種方式，在該種背景下，西門子的組網方式更加靈活，而本文正是基于該種背景，對西門子PLC相關的組網技術進行了探討。

二、西門子PLC技術的相關概述
    PLC，中文名稱為可編程邏輯控件，最早出現在1969年，經過半個多世紀的發展，已經成為當前應用最普遍、場合最多和最重要的工業控制器。早期的可編程邏輯控件只能用于簡單的邏輯控制，僅僅用于替代繼電器控制盤，而當前的可編程控制器已經包含了過程控制、位置控制等場合的所有控制領域。其不僅保留了傳統的邏輯控制器的所有優點，而且兼容了當前計算機、分散系統、過程儀表等控制系統的優點。因此，PLC在工業領域又有著“藍領計算機”的稱謂，具有高可靠性、豐富的I/O接口模塊、編程簡便、環境要求低以及模塊化結構設計等突出優點，使得其獲得了非常廣泛的應用。而西門子PLC在工控領域有著很高的市場占有率，其軟硬件系統功能非常強大，而且配置簡單，再加上由它組成的系統可以與強大的Profibus現場總線相連接，從而使得其在各行各業中都有著廣泛的應用。
    西門子PLC技術融合了計算機的界面友好、直觀和PLC穩定以及編程靈活的優點，主導了計算機控制系統的流行趨勢，因此，對PLC的數據交互，組網功能提出了更高的要求，如PLC與PLC之間，PLC與計算機、PLC與智能設備等都需要進行數據交互，特別是在某些遠程控制，控制點分散等場合，PLC的網絡功能顯得尤為重要。

三、常用的PLC組網方式
    通常情況下，常用的PLC組網方式主要可以分為基于專用總線、基于串口模塊以及基于標準工業以太網三種方式。
    （1）基于專用總線的組網方式
    當前，不僅僅西門子的PLC，還有歐姆龍等廠商，對其PLC系列產品都提供了相關的專用網絡系統，如歐姆龍公司推出了ControllerLink、DeviceNet網等等，不過該種方式的組網方式往往屬于該廠商的專有屬性，不利于不同廠商設備之間的胡同，在實踐中需要較高的成本，應用局限性較大。
    （2）基于串口模塊的組網方式
    基于串口通信模塊來實現網絡連接，網絡結構采用了計算機鏈接的形式，在上位機的組態軟件中進行相應的設置，無需編程，即可與多臺PLC進行通訊，以三菱公司的FXlS系列的PLC為例，RS232C/485轉換適配器選用FX-485PC—IF，RS-485通訊板選用FXlN-485-BD即可實現。不過，采用該種方式，雖然使用性能好而且簡便，但是串口通信模塊需要較高的成本，增加了項目的投入。
    （3）基于標準工業以太網的組網方式
    對于基于標準工業以太網的組網方式來說，主要分為三層，最上一層為上位機的監控工作站，中間一層為由雙絞線、收發器和集線器等組成的工業以太網，而最下一層則為控制站，主要以選擇TCP/IP開放通信協議為主，在C/S模式下實現控制站和監控站之間的通訊功能。

四、西門子PLC組網技術的分析與實踐
    （1）主要構成
    本文中所要分析的西門子PLC組網技術中，采用的主要為SIEMENS S7 通訊網絡中的以太網，而現場總線則采用了 PROFIBUS-DP 技術，拓撲結構為兩級結構。現場總線為本文系統的底層結構，主要為PLC主站和從站之間的通信構建通道，而以太網則是PLC同上位監控的信息通道。因此，可以看出，組成本系統的主要有西門子的PLC、觸摸屏、現場總線、以太網以及各種變頻器和被控對象等等。觸摸屏則需要通過專門的總線橋同現場總線相連接，PLC則通過通訊模塊同總線相連，PLC和觸摸屏在通信中僅對總線橋進行讀寫，它們之間不相互聯通。
    （2）西門子PLC組網技術要點
    在西門子PLC組網過程中，需要注意一些技術要點：
    首先，站地址不可以重復，除了PLC主站以外，所有的通信都必須圍繞著PLC的主站進行。因此，尤其要重視硬件配置過程中的細節，保證插槽同硬件之間相互對應且不產生重復；
    其次，通信網通信模塊地址。在配置硬件時，需要將通信模塊IP地址設定好后，再載入到CPU中，并且在進行設備組態時也要將以太網模塊的遠程 IP設定成相同的地址，這樣才能實現 PLC 同 MCGS 之間的通信!但是西門子組態軟件采用的是物理地址設定，這就需要從診斷信息中讀取 MAC 地址，這就需要進行物理地址的設定!在組網的過程中，核心環節便是PLC同組態軟件之間的通信；
    最后，注意對通信中地址的分配問題。在系統中在硬件組態時所有的地址分配便已經完成，因此軟件設計中的數據傳送制定在規定好的地址空間中進行。并且實現數據通信的過程極為簡單，發送方只需將數據發送至制定地址，而接收方則只需在指定地址進行讀取便能夠實現數據通信!其他工作則由 PLC自動完成。

五、結束語
    可見，西門子PLC技術有著極深的學問，值得我們在實踐中進一步探索和研究，同時正是由于其方便靈活的組網方式，才使得其在工控領域中得到了非常廣泛的應用。

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中國科學技術館  郭磊