王优秀 通讯与硬线交换信号的优缺点

今天给大家介绍一下工控系统中的一个常见概念:硬线交换信号和不同设备间的通讯 。
一些大型智能工厂中 , 通常使用一个或者多个大型PLC组成处理核心 , 所有重要的设备都需要由这个统一的核心进行控制 , 这么做的好处是 , 信息可以高度整合 。
那么到底使用一个PLC还是多个PLC呢?那取决于工厂的大小 , 就是说大型PLC也不是可以无限使用 , 也有容量 , 程序太多了响应时间自然变慢 , 所以需要多个PLC共同完成 。
或者因为一些技术原因或者设备供应商的原因 , 需要将多个没有任何关联的设备买回来 , 它们一般都有单独的处理单元 , 然后进行改造 , 根据生产的需求将信号整合到一起 。
如果使用多个PLC , 那么问题就来了 , 他们之间如何进行信号交换?一般的方式有以下两种:
一、通讯
比如说PROFIBUS , PROFINET,Modbus,自由口通讯等等 , 这是一种硬件+软件的方式 , 一般来说同一品牌的PLC比较容易进行通讯 , 但使用起来需要对PLC有一定的了解 , 上手难度相对来说高一些 。
王优秀 通讯与硬线交换信号的优缺点
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二、硬线交换信号
这里的硬线不是指电缆的软硬 , 而是指相对于通讯的方式较硬一点而已 , 硬线的方式和PLC的品牌没有关系 , 双方的信号通过继电器进行过渡即可 , 这一方式不需要进行软件编程 , 只需要电缆即可 , 所以操作系数较高 , 所以比较容易被人所接受 。
因为工厂设备的改造升级 , 2018年我调试投产了几台可移动的自动化设备 , 新设备是一套附设设备 , 需要与主设备进行信号交换 , 设计之初 , 考虑其维护方便等一系列问题 , 而且该附属设备需要移动 , 于是将这个交换信号做成硬线+航空插头 , 运行良好 , 但一直对硬线不放心 , 害怕因为工人操作失误将航空插头损坏而导致电缆短路 , 进而产生其他问题 。 好在设计时电缆与航空插头都选用质量较好的 , 运行大半年没有出现过问题 。
但使用了一段时间以后 , 因为整体工艺升级 , 需要将设备整合到一起 , 也就意味着需要传输更多的信息 , 包括一些模拟量信号等等 , 所以考虑将该硬线做成以太网通讯 , 没想到该想法遭到了很多人的反对 。
主体设备使用西门子S1200 , 附属设备使用西门子S7-200smart , 都有以太网口 , 改造起来只需要将硬线拆除 , 增加交换机 , 增加交换机的原因是还有多个触摸屏;修改程序 , 增加S7通讯就可以把连接方式从硬线做成S7通讯 。
但是维修的工程师以及电工却普遍不想要这种方式 , 其原因是:
1、维护人员普遍来说水平不高 , 不知道通讯是什么原理 , 觉得这种方式不安全 , 且网线(即使是6类的)看起来也没有专用电缆+航空插头结实 。
2、维修电工习惯使用万用表查找故障 , 且硬线电缆是看得见摸得找的 , 维修电工检查起来更直观 。
3、对于交换机一类的互联网设备 , 一些维修基层人员觉得这是属于IT部门的 , 所以不希望也不准备接手 。
但我却认为 , 以太网连接连接相比较硬线而言有以下优点:
1、通讯之间只需要一根网线 , 维修和安装都很方便;硬线通讯需要接头 , 一般质量较好的是金属航空插头 , 电缆是焊接在插头上的 , 损坏后维修与更换都较麻烦 , 而网线只需要更换一根成品线即可 。
2、介于通讯双方都有触摸屏 , 因此可以将通讯双方的信号都做到触摸屏上 , 你来我往都可以清清楚楚地显示出来 , 查找故障不会比硬线麻烦 。
3、通讯的方式比硬线更加安全 , 因为通讯是有协议的 , 一旦网线损坏等等 , PLC是可以识别出来的 , 而硬线则是单独的信号线 , 一旦信号短路了 , 系统无法识别 。
4、通讯的方式更加容易系统集成 , 这对于将现有设备整合到一起是一个必要的条件 , 也可以使得整体设备运行更加平稳 。 做过项目的人都知道:将两个单独的设备整合到一起有很多种方式 , 可以简单的进行逻辑处理 , 但更加完美的方案是深层次的信息交流 , 做到信息互通 , 使得整个生产工艺类于一个系统 。