• PLC单边通信在MES中的应用


      

    在MES现场控制的应用中,出于以下原因,会考虑在生产现场架设IT PLC:

    1. 通过松耦合的架构,减少对现场实时控制的影响。
    2. 把握手和大部分位信号的处理转移到现场控制层,减少OPC的负载。
    3. 缓存部分数据在IT PLC,减少对MES服务器实时响应的依赖。

    一旦有了IT PLC,就要考虑IT PLC和OEM PLC之间的通信。

    在MES实施的实践中,通常IT系统的规划要晚于OEM控制的规划,同时,IT系统要处理的业务逻辑也仅仅占OEM PLC总业务的10%~20%,因此往往在IT介入的时候,OEM PLC的架构已基本定型,留给IT并没有太多技术选择。

    同时,为了减少双方的相互影响,明确界定双方的责任线,往往会要求双方硬件隔离、网络隔离、通信隔离、数据隔离。

    比如说,双方会有各自的PLC和HMI,实现硬件隔离。

    OEM PLC通过CPU PN口组建OEM网络,然后通过CP卡接入IT PLC网络,以实现网络隔离。

    要求IT PLC尽可能走单边通信,减少对OEM PLC通信的影响,从而实现通信隔离。

    在OEM PLC定义专门的数据交换区,用于双方交换数据,从而实现数据隔离。

    下面从单边通信需要的角度出发,阐述一下常见的几种IT PLC和OEM PLC的通信方式。

    方式1:通过Coupler组态通信

    IT PLC和OEM PLC通过PN/PN Coupler进行组态,通过硬件自动把一方的Input/Output映射成另一方的Output/Input。

    优点:通过硬件实现,稳定可靠,无须编程。

    缺点:需要占用双方的CPU PN口组网,只能通过I/O区域传输数据,数据容量1KB。

    方式2:通过i-Device组态通信

    可以把OEM PLC作为i-Device组态为IT PLC的I/O设备,组态后自动把一方的Input/Output区域映射成另一方的Output/Input区域。

    优点:通过硬件实现,稳定可靠,无须编程。

    缺点:需要占用双方的CPU PN口组网,只能通过I/O区域传输数据,数据容量1KB,必须使用博图V13以上版本进行组态。

    方式3:使用Put/Get进行单边通信

    启用OEM PLC CPU的保护属性“允许来自远程对象的PUT/GET通信访问”,这样IT PLC就可以通过PUT/GET指令实现对OEM PLC的远程单向读写,同时,OPC服务器也通过单边通信实现对OEM PLC的远程监控和管理。

    优点:单边通信,OEM PLC无须组态、无须编程,可以通过CP卡组网。

    缺点:IT PLC需要编程,数据容量较小(和300通信160字节,和1500通信880字节)。

    方式4:双边通信

    双方通过工业以太网进行双边通信,协议包括TCP/ISO-ON-TCP/UDP等多种方式,指令也有多种选择。

    优点:可以通过CP卡组网,支持工业以太网,数据容量大(如USEND/URCV通过PN口可最大发送64KB数据,通过CP卡可最大发送32KB数据)。

    缺点:需要双方组态,需要双方编程。

    下表列出了几种通信方式的比较:

     

    通过Coupler组态

    通过i-Device组态

    Put/Get单边通信

    双边通信

    网络

    ProfiNet

    ProfiNet

    EtherNet

    EtherNet

    能否通过CP卡通信

    N

    N

    Y

    Y

    组态方式

    双边

    双边

    单边

    双边

    通信协议

    N/A

    N/A

    S7

    TCP/ISO/UDP

    通信指令

    N/A

    N/A

    Put/Get

    BSEND/BRCV
    USEND/URCV
    TSEND/TRCV

    数据区间

    I/O

    I/O

    M/DB

    M/DB

    是否需要编程

    N

    N

    Y

    Y

    数据容量

    1 KB

    1 KB

    160 B

    32 KB/64 KB

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