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如何提升PLC網絡性能與優化方法

??1.網絡參數的設置

??波特率和主站數是影響網絡性能的兩個主要因素。選擇所有設備支持的*高波特率進行通信會得到**的通信效果,網絡中的主站會增加網絡的負載,減少網絡中的主站數目可以提高網絡性能。

??各主站的地址應連續排列,如果主站間的地址有向隙，主站將不斷地檢春間隙中的地址，確定是否有其他主站等待進入連接。這種檢查需要時間,會增加網絡的負載。如果主站之間沒有地址問隙,就不需要進行這種檢查。

??如果從站地址在主站地址之間,會造成主站之間的地址問隙,增加網絡的負載。

在控制系統的控制要求明確以后，應根據對象的要求，確定系統的總體控制方案。一般來說，以PLC作為主體的控制系統，根據不同的應用場合，可選擇如下四種基本的控制類型。

??①單機控制

??單機控制是指一個控制對象(設備、簡單生產線等)采用一臺PLC進行控制的情況，適用于控制對象單一、設備的各控制部分相對集中、控制對象與其他設備間無協同控制要求的場合。單機控制在PLC應用領域的用量*大，大多數采用中、小規格PLC 的控制系統均屬于此類。

??單機控制系統的硬件構成主要以PLC的I/O模塊、功能模塊以及其他輔助控制裝置(如伺服驅動器、變頻器、外部傳感器)為主;軟件設計時著重于PLC基本指令與應用指令的編程;通信一般在PLC與人機界面(如觸摸屏等)、PLC與其他輔助控制裝置(如伺服驅動器、變頻器等)之間進行，直接使用PLC的標準RS-232、RS-422、RS-485等接口，不需要進行通信的編程。

??②集中控制系統

??集中控制是指利用一臺PLC控制多個控制對象(如數臺設備、生產線等)的情況，適用于控制對象相對集中，單臺設備的動作較簡單，對象動作間有協同控制要求的多對象控制的場合。

??當CPU作為PPI主站時,可以在STEP7-Miero/WIN 32系統塊的通信標簽中設置向除刷新因子(GUF)和*高站地址。CUF用來確定檢查地址間隙的時間間隔。GUF=1表示每次占有令牌時都要檢查地址間院,GUF-2表示每兩次占有令牌檢查一次地址間隙。如果主站之間有地址間隙,設置高的GUF可以降低網絡負載。如果主站間沒有地址間隙,GUF不影響網絡性能。GUF過大會使主站加人網絡通信時有較長的延遲。

??*高站地址(HSA)定義了一個主站尋找其他主站的*高地址。合理設置的HSA可以減少尋找和連接另一個主站所需要的時間。*高站地址對于從站地址沒有影響，主站仍然可以與地址大于HSA的從站通信。

??應在所有的主站上設置相同的*高站地址,這個地址應大于或等于系統中的*高站地址，HSA的缺省值是31。

??2.令牌循環時間

??在令牌循環網絡中,只有擁有令牌的站有初始化通信的權力。令牌循環時問是將令牌傳送到邏輯環中所有主站(令牌擁有者)所需的時間。對于象PPI這樣的令牌傳送網絡,令牌循環時間是個很重要的參數。

??假設網絡中4個S7-200CPU模塊的站地址分別為2、4、6、8.每一個都有自己的TD 200,其站地址分別為3、5、7、9,僅站2和站4為從站，其余的均為主站，兩個CPU224模塊收集來自其他所有CPU模塊的數據。

??主站要發送信息,必須持有令牌。例如當站3持有令牌時,它初始化到站2的請求,然后把令牌傳給站5,站5才能初始化到站4的請求信息,然后把令牌傳給站6,站6再初始化到站2.4或8的請求信息,然后把令牌傳給站7。這個初始化信息和傳送令牌的過程會在邏輯環中持續進行,從站3到站5,又到站6、7、8、9*后又返回站3。為了使主機能發出請求信息,這個今牌必須在邏輯環中完整循環。

高速輸出。S7-1200集成了兩個100kHz的高速脈沖輸出，組態為PTO時，它們提供*高頻率為100kHz的50%占空比的高速脈沖輸出，可以對步進電動機或伺服驅動器進行開環控制和定位控制，通過兩個高速計數器對高速脈沖輸出進行內部反饋。組態為PWM輸出時，將生成一個具有可變占空比、周期固定的輸出信號，經濾波后，得到與占空比成正比的模擬量，可以用來控制電動機速度和閥門位置等。

CPU和DC的接線圖

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??c.PLC open運動功能塊。西門子S7-1200支持使用步進電動機和伺服驅動器進行開環速度控制和位置控制。通過一個軸工藝對象和STEP7 Basic中通用的PLC open運動功能塊，就可以實現對該功能的組態。除了返回原點和點動功能外，還支持**位置控制、相對位置控制和速度控制。

??STEP7 Basic 中的驅動調試控制面板簡化了步進電動機和伺服驅動器的啟動和調試過程。它為單個運動軸提供了自動和手動控制以及在線診斷信息。

??d.用于閉環控制的PID功能。S7-1200支持多達16個用于閉環過程控制的PID控制回路(S7-200只支持8個回路)。

??這些控制回路可以通過一個PID控制器工藝對象和STEP7Basic中的編程器輕松地進行組態。除此之外，S7-1200還支持PID參數自調整功能，可以自動計算增益、積分時間和微分時間的**調節值。

??STEP7 Basic中的PID調試控制面板簡化了控制回路的調試過程，可以快速**地調節PID控制回路。它除了提供自動調節和手動控制方式之外，還提供用于調試過程的趨勢圖。

??如果允許PPI主站模式(在網絡中使用PPI協議),CPU用網絡讀(NETR)和網絡寫(NETW)指令與其他CPU交換信息。如果下列假設成立,令牌循環時間可由式(7-1)和式(7-2)近似求出：

??(1)各站占有令牌時發送一個請求。

??(2)請求讀或寫的數據的地址是連續的。

??(3)CPU的通信緩沖區的使用沒有沖突。

??(4)CPU的掃描時間都不超過10ms。

??令牌占用時間Thold=(128 n)宇符x11bit/字符x1/波特率 (7-1)

??令牌循環時間Trot=主站1的Thold 主站2的Thold … 主站m的Thold (7-2)

??式中128為附加字符數，n為數據字符的字節數,每個字符11位,m為主站的個數。

??假設上例中6個主站均發送一個雙字的請求信息,各主站的令牌占用時間均為Thold =(128 4)字符x11bit/字符x1/9600 bit/s=151.25ms。令牌循環時間To=Thld x6=151.25 x 6ms= 907.5 ms。

西門子PLC系列工業以太網支持哪些IT通信服務

??SIMATIC 通信網絡通過工業以太網將廠功能集成到控制系統。在辦公環境中，電子貨件和Web測覽器得到了廣泛應用。除了電話線和互聯網外，以太網被用作主要的通信路徑通過TCPIP，這些通信媒體和路徑也可以供SIMATIC控制設備使用。SIMATIC設備支持下述IT服務。

FTP服務

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??FTP(File Transfer Protocol，文件傳輸協議)通信用于不同操作系統的計算機之間程序卷制的數據交換。IT-CP/Adv-CP(CP 443-I Advanced 和CP 343-1 Advanced)的FTP服務功能提供一種與下列S7設備交換文件的高效方式∶

??1)編程設備或PC與S7-300/400之間。

??2)S7-200/300/400設備之間。

??3)S7PLC與過程控制計算機或MES(制造執行系統)之間。

??IT-CP/Adv-CP既可以作FTP服務器，也可以作FTP客戶機。為了用FTP傳輸數據，需要在S7站點的CPU中創建數據塊(文件DB)。

??(1)IT-CP/Adv-CP作FTP服務器

??FTP 客戶機(編程設備或PC)可以通過IT-CP/Adv-CP，使用FTP命令以文件形式與S7 站的數據塊交換數據。作為FTP服務器的IT-CP/Adv-CP將使用文件分配表來確定如何將S7 站中用于文件傳輸的數據塊映射到文件。通過文件分配表的信息，可以訪問S7站的一個或多個CPU的數據塊。