PLC 冶金自动化控制系统中的通信技术运用分析

2019-01-03刘胜捷

中国金属通报 2019年5期

刘胜捷

（河钢集团矿业公司司家营北区分公司，河北唐山 063700）

在工业领域中自动化控制技术是一种非常常见的技术类型，通过自动化控制技术的应用，整个工业领域生产以及管理效率得到了有效提升。而随着近年来通信技术的快速发展，在整个工业领域的自动化控制系统方面通信技术也得到了宽带应用，对PLC技术的发展提供了强大的技术支撑。没有通过对现场总线技术的广泛应用，使得信息通信质量得到了有效提升。

1 PLC自动化控制系统与通讯技术概述

PLC控制系统是整个控制系统中非常关键的一个部分，PLC控制系统的运行稳定性会对整个工业生产系统的稳定性产生巨大影响，如果PLC控制系统在运行过程中出现了故障或者其他异常现象，就很可能会导致控制系统辊、泵都不能实现正常运转，也不能充分满足工业生产的实际需求。就目前整个工业领域PLC控制系统实际的运行情况来看，在进行系统编程的过程中必须要求设计部门、研究部门等多个部门联合参与，在此基础上针对PLC控制系统位置以及相关的参数进行有针对性的设定。而在PLC控制系统实际应用通信技术的过程中，及类型的选择主要是通过制造商类型来试试。例如，到目前整个工业自动化生产线中较为常用的是西门子s7-200系列产品，该型产品CPU能够很好的支持现场总线技术，也完全能够满足工业生产中点对点以及多对多接口设计的具体要求。在通讯技术实际的应用过程中，生产线通信方案设计过程中主要的内容是合理的选择PPI协议[1]。

2 PLC冶金自动化控制系统中通信技术的应用分析

PLC冶金自动化控制系统中技术的应用主要在多个技术应用层面得到充分体现。而充分保证PLC冶金自动化产业维持可持续发展水平涉及应用的关键。

2.1 通信技术在PLC冶金自动化控制系统中的应用机制

只有充分利用PPI通讯协议建立起完善的基本框架体系，这样才能实现在PLC冶金自动化控制系统中通信技术的良好运用，PPI通讯协议能够在主站以及从站之间建立起良好的通信关系模型，针对同一个令牌环网建立起相应的主站和从站，在此基础上就能够有效提升设备整体运行效果以及实际的数据处理水平。但必须要注意的是，要想充分保证各种指令运行的可靠性，就必须要在主站以及城镇之间建立起通畅性层面，首先，要对基础进行严格检测，这样才能充分保证主站在运行过程中不会出现堵塞或者其他异常状况，在收到令牌后就可以继续运行；下达命令，主张在接收到令牌后，就会发出相应的指令，在此基础上就能够构建起PPI网络体系；最后，编写协议，只有合理的处理协议问题还能充分保证整个网络运行的稳定性，而合理的网络协议编写，能够进一步提升，而且在编写协议的过程中，要有效提升处理机制、管控措施的有效性和完整性。再进一步明确基础通讯协议之后，必须要对其总裁结构进行认识。对于整个PLC自动化控制系统来说，在整个引入通信技术后主要是通过PPI网络线型结构来具体体现出其基本的独特结构，基于此网络拓扑结构，就能够进一步实现单主站与多主站的有效整合[2]。

与此同时，在实际进行整个系统组态结构设计的过程中，要想合理的引入通信技术，要注意以下几点问题给予高度重视。首先，要充分应用总线拓扑针对网络结构类型进行详细分析，并在此基础上对主站的各种设备元件进行进一步明确；其次，针对多主站PPI网络模型实施统筹分析，要最大程度保证形态网络结构与常规化运行相关标准保持一致，这样才能有效提升设备管理的效果。与此同时，必须要充分保证通信语言良好，只有保证通讯语言的良好，才能构建起多种主战PPI网络与其它主站的整合机制，也能够使从站的各种信息得到有效维护，在此基础上，就能够进一步提升数据维护的稳定性；最后，针对PPI网络运行结构进行有效整合，要最大程度保证设备通讯效率与设备编程结构实现高度吻合，与此同时还要针对网络读写程序结构进行集中处理，这样才能充分保证整个系统在运行过程中所有的数据参数维持稳定运行。

2.2 PLC冶金自动化控制系统中PROFIBUS技术

PROFIBUS技术层面是通信技术应用于PLC冶金自动化控制系统的主要表现。

对于PROFIBUS技术来说，其主要的优势是具有较强的开放性，从而使得该技术在实际应用过程中具有非常宽泛的应用范围。在PLC冶金自动化控制系统中充分应用PROFIBUS技术，能够充分发挥出PROFIBUS技术在系统运行可靠性维护方面的具体作用，而且也能够有效提升自动化系统的整体发展水平。但必须要注意的是，在PLC冶金自动化控制系统中应用PROFIBUS技术，在实际进行基础串口通信设计的过程中必须要对各个元件单元的具体作用发挥进行充分考虑，例如在实际进行系统设计的过程中，必须要对DP部分、FMS部分以及PA部分进行合理设计，必须要充分保证各个元件单元保持独立依存，这样才能够进一步促进在现代业生产领域中生产网络建设目标的实现。此外，在PLC自动化控制系统中要想实现PROFIBUS技术的合理应用，必须要对构建合理的技术模型进行充分考虑，要充分保证在技术模型中各个组成元件能够在系统管控机制充分发挥维护作用，这样才能有效提升信息的分析水平以及数据的处理效率。与此同时，还必须要在整个系统中充分发挥出现场总线控制、PLC控制系统的应用优势，在此基础上，才能够进一步提升系统的整体运行效果。

在PLC冶金自动化控制系统中实际引入PROFIBUS技术的过程中，为了有效提升PLC冶金自动化控制系统实际的应用效果，就必须要对以下一些问题进行充分考虑。首先，实施现场分析和信息化处理，现场分析和信息化处理主要指的是要充分保证设备具体的执行水平以及自动化性能，必须要在充分利用传感器、自动执行器、自动控制设备等相关设备的基础参数基础上，构建起良好的通信关系，这样才能够实现整个系统通信任务的全面整合。与此同时，在充分应用PROFIBUS技术的基础上，能够针对单一主站系统以及多个主站系统实际的运行状况进行有效的监督，也就是说，充分应用PROFIBUS技术能够有效提升整个系统监督与维护性能；其次，针对系统的部分特殊功能进行有效整合。例如，针对一些具备了工厂车间级别图文转换功能的情况，针对整个主站以及从站通讯体系进行合理定义，实现报文的及时送达，在此基础上就能够有效提升整个系统信息传递的时效性。整体来看，将通信技术运用到PLC冶金自动化控制系统中，通过对PROFIBUS技术的合理应用，能够在充分运用数据传递传感器、可编程控制器等相关设备的基础上，有效提升整个自动化控制系统数据通讯的时效性，并进一步提升PLC冶金自动化控制系统的自动化控制效果。

PROFIBUS系统主要是有DP部分、FMS部分以及PA部分来共同组成。其中，DP部分主要面向的对象是工厂现场，在DP得进用下，充分保证了相关自动化控制设备、执行器、传感器互相之间实现正常通信，最主要的作用就是有效提升通信任务，与此同时，通过该部分的应用能够有效促进单主站以及多站的系统建设。在整个PROFIBUS系统DP部分到了非常重要的作用，而且在实际应用过程中使用频率甚至能够达到80%以上[3]。而FMS部分与DP部分的功能完全不同，其主要是面向工厂车间等实现图文转换，在FMS部分的作用下，使得每一个主站以及从站通讯功能实现了重新的定义，而且针对每一个主站报文的传递进行了进一步规范，使得工业生产车间处于统一流水线成的相关任务得到了有效监控。进一步提升了工业生产车间控制系统的通信服务质量。

PROFIBUS系统实际上也拥有自身专门的令牌，但是该令牌通讯协议之间存在较大的差异，因此实际应用过程中会产生一定的冲突，在整个PROFIBUS逐渐向以太网发展的过程中PROPINET发挥出了非常巨大的作用，而且PROPINET对PROFIBUS系统各种产品的兼容性、互联性进行了充分考虑，因此在很多情况下都将其称为是PROFIBUS非常重要的一个组成部分。