西门子萍乡授权总代理商

随着计算机硬件、软件的快速发展，特别是网络技术的快速发展，工控厂家及系统集成商都大力开发以太网产品，关注PLC的直接上网问题。现在国际上的PLC厂家产品均能够实现直接上网，如施耐德公司全线的系列、Premium系列等、通用电气公司GE90-70系列、GE90-30系列、VersaMAX系列等、西门子公司的有关PLC、罗克韦尔PLC的有关系列控制器等。
采用直接上网的结构，必须妥善解决PLC直接上网后智能设备的接入问题。采用直接上网的结构，坚持分层分布（单元）式的结构原则，就是要达到与LCU有关的各种数据采集和控制都必须由LCU来实现的目标。现在，LCU一般都需要与一定数量的智能设备进行通讯。在有工控机结构的LCU结构中，通讯实现是比较容易的，通讯的方式也比较灵活。但在采用PLC直接上网的结构后，就必须考虑各种PLC产品特性对接入LCU智能设备的影响。PLC与工控机相比，通讯接口少，方式比较少。LCU智能设备接入问题，解决的总的方法有两种，一种是直接或经转换接入PLC，一种是直接接入以太网。由于各种PLC产品分别产于不同的公司，它们的特性也各不相同，因此实现智能设备接入PLC的方法有多种多样。在比较国外主要PLC产品特性基础上，在满足分层分布（单元）式的结构原则前提条件下，对智能设备接入LCU的方法进行分析对比，从它们的特性中，力图找出共性的方法，侧重于通讯速率、实现方式、是否需要编程、接入智能设备的数量、是否易于维护等方面。
1、直接接入PLC
每种PLC  CPU上的串口或一般通讯模块的串口所支持的普遍方式是从（Slave）方式，即使它支持主（Master）方 式，相应通讯协议也是专有协议,不是开放的协议。对于一些PLC如GE90系列PLC，它有一种模块，该模块通讯方式为主方式，可以使用不同通讯协议编程，与智能设备通讯，这是解决方法之一。这种方法智能设备与PLC的数据交换的速率是串口的速率，智能设备采集的数据可以在PLC控制流程中使用。设备通讯协议一致且数量不多时，比较适合这种方式。因为智能设备多，总的通讯速度就会较慢，通讯协议不一致，就会占用该模块较多内存。
2、通过现场总线直接接入PLC
对于部分PLC，一些智能设备可以通过现场总线直接接入PLC。这种方式较好，因为现场总线的方式，其可靠性、速率与直接插入PLC机箱的模块是相同的，而且接入的地点比较灵活，距离可以比较远。这种方式不需要编程，可以接入较多设备，非常方便，是一种很好的方法。
3、间接接入PLC
直接接入PLC的方法不具有普遍性，不是每一种PLC都可以实现的。下面两种方法可以在更大范围使用。尤其是经串口接入PLC的方法，是一种普遍的方法。
1.经串口转换接入PLC
PLC一般具有丰富的通讯模块可供选择，多数PLC的CPU模块具有一到两个串口。由于这些串口多支持从（Slave）方式通用协议，智能设备也多为从方式，两者通讯不能实现。有些串口虽支持主（Master）的通讯方式，但通讯协议多为不公开的专有协议，智能串口设备很少能支持这些协议。因此，解决方法之一是采用一种装置，它一侧接入PLC串口，另一侧接入智能设备。该装置起协议转换作用，而且它对两侧都可以是主方式。这种方式可以接入较多串口设备。这是一种很有前途的、比较经济的方式，可以适用每一种PLC产品。
2.经转换接入现场总线进入PLC
为了解决PLC串口从方式不能直接接入PLC的问题，有些PLC厂家如施耐德，它开发一种网桥装置，一边接串口设备，一边接PLC的现场总线MB+。它有两种，一种支持同一种开放的协议如MODBUS，不需编程，另一种支持各个串口协议可以不同，但需要编程。
4、串口设备经转换（不经PLC）上网
前面几种方法都直接或间接通过PLC接入智能设备。现在，通过一种串口以太网转换器装置，它的一侧接入串口设备，另一侧接入局域以太网。串口设备侧不需任何改变，上位系统直接采集串口设备的信号。这样一个LCU需要有几个IP地址。这种方式可以接入大量的智能设备。
5、智能设备直接接入以太网
随着时间的推移，越来越多的设备将可以直接上网，因此可以采取智能设备直接上网的方式,速率可以达到10Mbps或100Mbps，将会很有应用前景。但一个LCU需要有几个IP地址。
（1）PLC直接上网的LCU结构优于经过工控机上网LCU结构；因为LCU整体可靠性得到提高；
（2）智能设备以直接接入PLC现地总线方式从比较好，因为应用简单、速率快等，在可以选择直接接入现场总线的设备时，尽量采用这种方式。
（3）智能设备经串口转换接入PLC方式，是一种较优的方法，它虽然与PLC产品有关，但可以在每种PLC产品上使用，接入智能设备数量也较多，经济性能也较好。
（4）智能设备经串口转换上网方式和智能设备直接上网方式是很有应用前景的两种方式。因为这两种方法都与具体的PLC产品无关，是一种具有普遍意义的方法，值得引起注意。

对于ET 200SP,提供了的I/O模块（包括故障安全型）：
数字量输入模块 (DI),白色
数字量输出模块 (DQ),黑色
模拟量输入模块 (AI),浅蓝色
模拟量输出模块 (AQ),深蓝色
工艺模块 (TM),青绿色
通信模块 (CM),浅灰色
模块,薄荷绿色
电机直接起动器 (DS) 和可逆起动器 (RS)
插入式端子适合单手接线,无需使用工具。
性能高。
部件种类有限。
具有广泛的诊断功能。

SIMATIC ET 200MP-全新一代多通道分布式 I/O
模块化和可扩展的站点设置,配备 SIMATIC S7-1500 的 I/O 模块
的性能
系统特性诊断
应用通道
紧凑型设计,模块尺寸仅 25 mm
下部零件变化
简化的订购、物流和仓储流程

SIMATIC ET 200S–具有综合功能的多功能设备：
可通过多导线连接进行独立的模块化配置
因具有广泛的模块而功能多样：电机起动器、变频器、安全技术、分布式智能以及 IO-Link 模块
可在危险区域 (Zone 2) 中使用
作为带有集成 DI/DO的可扩展模块I/O：SIMATIC ET 200S COMPACT。

SIMATIC ET 200M – 多通道 S7-300：
使用标准 SIMATIC S7-300模块的模块化设计；也可进行冗余设计
故障安全 I/O 模块
在不过 Zone 2 的危险区中使用,传感器和执行器不过 Zone 1。
可进行冗余配置、热插拔并在运行过程中进行配置更改,因此可获得很高的工厂可用性

sibas 32系统的结构
                    
　　sibas 32 系统结构简单，采用集散控制模式，由ccu、tcu、mmi和sks1(sks1a、sks1b)、sks3、locotrol等组成，应用于hxd1机车的sibas 32控制框图如图1所示。

                                                                  图1  hxd1机车控制框图
                    
　　从图中可以看到，sks1、ccu、tcu等为双机冗备的。通过列车总线zui多可以实现2台(4节)机车的重联，通过locotrol可以实现4台(8节)机车的无线重联，这样就为大秦线的万吨重载运输提供了可靠的技术保证。
            
　　3.1 *控制单元 ccu(central control unit type 3)
                    
　　ccu是整个系统的核心单元，机车的控制、调节和监视由ccu实施和控制。hxd1机车的ccu采用type 3型32位微处理器，由网关gateway、*处理器cpu、mvb32－4、电源组成，zui多可以实现2台(4节)机车的重联。ccu采用冗余设计，每节车有2个ccu，一个主ccu，另一个为从ccu，结构功能*相同，一个故障后另一个可以继续工作，不影响机车正常运行。
                    
　　ccu的主要功能是为本节机车参数设置存储、本节机车事件记录、重联机车事件显示、整车通讯检测、通过rs232接口读或转储数据，并且作为机车*控制单元系统软件上载的输入端口。
            
　　3.2 牵引控制单元 tcu(traction control unit)
                    
　　tcu是机车牵引的核心控制单元，由*处理器模块、存储器模块、斩波器控制模块、数字接口模块、数字输入/输出模块、模拟接口模块、控制系统检测模块、列车控制信号输入变换模块、数字信号输入转换模块、接触器驱动模块、igbt触发模块、启动单元等组成。其作用是控制和调节机车牵引、再生制动，从电气上实现防空转/滑行保护，并且实现了开闭环控制、速度频率同步、故障处理与监测等功能。
            
　　3.3 智能终端接口单元 sks1a、sks1b、sks3(sibas kilp)
                    
　　sks1a、sks1b、sks3为智能外围设备连接终端，sks1a、sks1b是紧凑设计的数字输入/输出接口，专为司机室所用，它把司机控制指令转化为数字信号，并通过编码将信号传输给ccu；sks3采用分散化输入/输出，减少车内所需布线，增加控制和诊断能力。
            
　　3.4 显示器 mmi
                    
　　每个司机室都有一个显示器mmi，内含一个微机处理单元。mmi提供机车信息状态、故障信息及采取的措施和信息的设定，可以进行中英文转换，操作系统为windows32系统，用户界面采用windows图形界面。mmi通过一个mvb接口与ccu通讯，利用笔记本电脑修改显示器显示的时间、机车号及机车的其他参数。
            
　　3.5 列车通信网络 tcn(train communication network)
                    
　　列车通信网络(tcn)包括列车总线(wtb)和多功能车辆总线(mvb)两部分，采用冗余设计，一路发生故障，数据可以在另一路交换。wtb负责机车a、b两节间及机车间的外部通讯，而mvb负责单节机车内部的通信。