霍尼韋爾V4055D1001如果把金字塔結(jié)構(gòu)與NBS模型或ISO模型比較一下，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，PLC及其網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)NBS模型/ISO模型要求的大部分功能，至少可以實(shí)現(xiàn)4級(jí)以下的功能。 PLC
PLC要提供金字塔功能或者說(shuō)要實(shí)現(xiàn)霍尼韋爾V4055D1001模型要求的功能，采用單層子網(wǎng)顯然是不行的。因?yàn)椴煌瑢哟螌?shí)現(xiàn)的功能不同，所承擔(dān)的任務(wù)的性質(zhì)不同，導(dǎo)致他們對(duì)通信的要求也就不一樣。在上層所傳送的主要是些生產(chǎn)管理信息，通信報(bào)文長(zhǎng)，每次傳輸?shù)男畔⒘看?，要求的通信的范圍也比較廣，但對(duì)通信實(shí)時(shí)性的要求卻不高。而在底層傳送的主要是過(guò)程數(shù)據(jù)及控制命令，報(bào)文不長(zhǎng)，每次通信量不大，通信距離也比較近，但對(duì)實(shí)時(shí)性及可靠性的要求比較高。中間層對(duì)通信的要求正好居于兩者之間?；裟犴f爾V4055D1001由于各層對(duì)通信的要求相差甚遠(yuǎn)，如果采用單級(jí)子網(wǎng)，只配置一種通信協(xié)議，勢(shì)必顧此失彼，無(wú)法滿足所有各層通信的要求。只有采用多級(jí)通信子網(wǎng)，構(gòu)成復(fù)合型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在不同級(jí)別的子網(wǎng)中配置不同的通信協(xié)議，才能滿足各層對(duì)通信的不同要求。
PLC網(wǎng)絡(luò)的分級(jí)與生產(chǎn)金字塔的分層不是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，相鄰幾層的功能，若對(duì)通信要求相近，則可合并，有一級(jí)子網(wǎng)去實(shí)現(xiàn)。采用多級(jí)復(fù)合結(jié)構(gòu)不僅使通信具有適應(yīng)性，而且具有良好的可擴(kuò)展性，用戶可以根據(jù)投資情況及生產(chǎn)的發(fā)展，從單臺(tái)PLC到網(wǎng)絡(luò)，從底層向高層逐步擴(kuò)展。下面具幾個(gè)最有代表性公司的PLC網(wǎng)絡(luò)。
一、A-B公司的PLC網(wǎng)絡(luò)
A-B公司是最大的PLC制造商，占據(jù)全美市場(chǎng)份額45%。圖1表示了A-B公司的PLC網(wǎng)絡(luò)，采用的是3級(jí)總線復(fù)合型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。最底一級(jí)為遠(yuǎn)程I/O系統(tǒng)，負(fù)責(zé)收集現(xiàn)場(chǎng)信息，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器，在遠(yuǎn)程I/O系統(tǒng)中配置周期I/O通信機(jī)制。中間一級(jí)為高速數(shù)據(jù)通道DH+（或DH，DHⅡ），負(fù)責(zé)過(guò)程監(jiān)控，在高速數(shù)據(jù)通道中配置令牌總線通信協(xié)議。最高一級(jí)可選用Ethernet（以太網(wǎng)）或者M(jìn)AP網(wǎng)，這一級(jí)負(fù)責(zé)生產(chǎn)管理。在Ethernet網(wǎng)中配置以太網(wǎng)協(xié)議，在MAP網(wǎng)中配置MAP規(guī)約。
圖1 A-B公司的PLC網(wǎng)絡(luò)
、SIEMENS公司的霍尼韋爾V4055D1001 網(wǎng)絡(luò)
西門子公司是歐洲最大的PLC制造商，在大中型PLC市場(chǎng)上，西門子與A-B公司的產(chǎn)品齊全。圖2表示了西門子公司的S7系列PLC網(wǎng)絡(luò)，采用3級(jí)總線復(fù)合型結(jié)構(gòu)，最底一級(jí)為遠(yuǎn)程I/O鏈路，負(fù)責(zé)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通信，在遠(yuǎn)程I/O鏈路中配置周期I/O 通信機(jī)制。中間一級(jí)為Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線或主從式多點(diǎn)鏈路。前者是一種新型現(xiàn)場(chǎng)總線，可承擔(dān)現(xiàn)場(chǎng)、控制、監(jiān)控三級(jí)的通信，采用令牌方式與主從輪詢相結(jié)合的存取控制方式；后者是一種主從式總線,采用主從輪詢使通信。最高一層為工業(yè)以太網(wǎng)，負(fù)責(zé)傳送生產(chǎn)管理信息。在工業(yè)以太網(wǎng)通信協(xié)議的下層中配置以802.3為核心的以太網(wǎng)協(xié)議，在上層向用戶提供TF接口，實(shí)現(xiàn)AP協(xié)議與MMS協(xié)議。 PLC資料網(wǎng)
20世紀(jì)90年代初德國(guó)奔馳集團(tuán)屬下的AEG公司全資收購(gòu)了MODICON公司，現(xiàn)在稱之為AEG-MODICON。MODICON的PLC產(chǎn)品在美國(guó)市場(chǎng)上所占份額居第二位。圖3表示了AEG-MODICON的PLC網(wǎng)絡(luò)，采用了3級(jí)總線復(fù)合型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。其最高一級(jí)為Ethernet或MAP網(wǎng)，分別配置Ethernet（DECent）協(xié)議及MAP規(guī)約，負(fù)責(zé)傳輸生產(chǎn)管理信息。最下一級(jí)為遠(yuǎn)程I/O鏈路，采用周期I/O方式通信，負(fù)責(zé)PLC與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的通信。中間一級(jí)為Modbus+或者M(jìn)odbus網(wǎng)，配置Modbus協(xié)議，采用主從方式通信。 PLC資料網(wǎng)
圖3 AEG-MODICON公司的PLC網(wǎng)絡(luò)
四、松下電工公司的PLC網(wǎng)絡(luò)
日本松下電工公司推出的FP系列PLC是世界PLC市場(chǎng)上的一匹黑馬，大有后來(lái)居上之勢(shì).圖4表示了松下電工公司的PLC網(wǎng)絡(luò),這是一種4級(jí)子網(wǎng)的復(fù)合型網(wǎng)絡(luò)，即可采用總線/總線/總線/總線4級(jí)復(fù)合，也可采用總線/總線/環(huán)/總線4級(jí)復(fù)合。
松下電工的PLC網(wǎng)絡(luò)最高一級(jí)為以太網(wǎng)，配置以太網(wǎng)協(xié)議，可與商用以太網(wǎng)互聯(lián)，負(fù)責(zé)傳輸生產(chǎn)管理信息。最下一級(jí)為遠(yuǎn)程I/O鏈路，采用周期I/O通信方式與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備交換信息。中間兩級(jí)負(fù)責(zé)過(guò)程監(jiān)控，無(wú)論環(huán)形還是總線型，其應(yīng)用層均采用MEWTOCOL協(xié)議。
圖4 松下電工公司的PLC網(wǎng)絡(luò) PLC
五、E-FANUC公司的PLC網(wǎng)絡(luò)
最近美國(guó)的通用電氣公司（GE）與日本的數(shù)控之王FANUC公司合并成立了GE-FANUC公司，其PLC產(chǎn)品在美國(guó)市場(chǎng)所占份額居第三位。GE-FANUC的PLC網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品是在標(biāo)準(zhǔn)化方面進(jìn)展最快的產(chǎn)品，圖5表示了GE-FANUC的PLC網(wǎng)絡(luò)。 PLC資料網(wǎng)
圖5 GE-FANUC公司的PLC網(wǎng)絡(luò)由圖5可見(jiàn)，GE-FANUC的公司PLC網(wǎng)絡(luò)有兩種結(jié)構(gòu)。一種是右側(cè)的4級(jí)總線復(fù)合型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，一種是左側(cè)的2級(jí)總線復(fù)合型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
GE-FANUC的公司PLC網(wǎng)絡(luò)最高一級(jí)子網(wǎng)為GEnet MAP寬帶局域網(wǎng)，采用全MAP3。0協(xié)議，通信速度高達(dá)10Mb/s，用于傳輸生產(chǎn)管理信息。 PLC
Genius網(wǎng)是GE 2級(jí)結(jié)構(gòu)的底層子網(wǎng)，他相當(dāng)于系統(tǒng)90-70可編程控制器的遠(yuǎn)程I/O鏈路，負(fù)責(zé)與現(xiàn)場(chǎng)單元交換數(shù)據(jù)，采用GE-FANUC專用協(xié)議。
GE 4級(jí)復(fù)合結(jié)構(gòu)的第3級(jí)子網(wǎng)為GEnet MMS Ethernet網(wǎng)或者GEnet MAP載帶網(wǎng)，前者采用Ethernet協(xié)議，后者采用MAP3.0協(xié)議。第2級(jí)為CCM網(wǎng)，采用GE的CCM專用協(xié)議及RTU協(xié)議，按主從方式通信，第1級(jí)子網(wǎng)為SNP望，這是一條多點(diǎn)鏈路，采用SNP協(xié)議，按主從方式工作。
從上述五家有代表性的公司的PLC網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析中可以清楚地看到，PLC網(wǎng)絡(luò)采用復(fù)合型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，大多數(shù)由3級(jí)總線或4級(jí)總線復(fù)合而成。
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