關(guān)于影響WinCC通訊質(zhì)量大家都不約而同談到了如何優(yōu)化WinCC組態(tài)項目的各種方法。如WinCC對過程變量的歸檔數(shù)量,和存取速度、精簡腳本等方式。現(xiàn)我從Industrial Ethernet、PROFIBUS、MPI、ProfiNet這幾種常見協(xié)議方式,與雙絞線、光纖、同軸纜線等傳輸介質(zhì)的選用角度,分析通訊質(zhì)量。當(dāng)通訊方式和傳輸介質(zhì)確定后,在很大部分就決定了通訊質(zhì)量,此外也將影響通訊質(zhì)量。具體分析如下:
1。采用Industrial Ethernet協(xié)議和雙絞線介質(zhì)——這是目前WinCC通訊較流行和常見的方式,性價比高,兼容性也較好。它采用Internet使用的TCP/IP協(xié)議,應(yīng)此還可連接上Internet網(wǎng)絡(luò)。但該方式通訊采用競爭發(fā)送、沖突檢測、載波偵聽機(jī)制,速率不確定,無法做到實時性。取決于網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的通訊流量,由于采用雙絞線,帶寬有限、抗干擾能力差。因此,采用此方式通訊時,既不要與Internet網(wǎng)絡(luò)相連,又不要與工控?zé)o關(guān)的電腦相連,這既可降低網(wǎng)絡(luò)病毒攻擊,又可減少網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包流量。
在WinCC組態(tài)項目中,應(yīng)盡量減少循環(huán)的動態(tài)連接(如畫面中的控件對象過多的與plc中變量連接后,作動態(tài)位移運動,從而達(dá)到形象直觀的效果),以降低WinCC與PLC間通訊負(fù)擔(dān)。
但當(dāng)WinCC在常態(tài)工作時,數(shù)據(jù)包流量都很大(即CP443-1模塊上TXD指示燈幾乎在任何時候都常亮不熄滅),這說明網(wǎng)絡(luò)內(nèi)有多臺WinCC的Server與一臺PLC通訊,或一臺PLC與另一臺、及多臺PLC通訊,且約定的通訊Byte數(shù)也較多。解決方法是1:可采用光纖介質(zhì),改善網(wǎng)絡(luò)帶寬,提高傳輸?shù)目垢蓴_能力;2:增加一臺WinCC的Central Archive Server,從而減少WinCC的Server數(shù)量,這可大大降低PLC的通訊負(fù)擔(dān)。
2.采用PROFIBUS協(xié)議和PROFIBUS纜線——這是SIEMENS工控網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)方式,大多數(shù)老一些的SIEMENS工控用戶均采用此方式。PROFIBUS協(xié)議分DP、FMS、PA三種,其中DP協(xié)議較為常見。采用此方式時,安裝有WinCC的OS站上必需一塊CP5611,或CP5613網(wǎng)卡。這時每臺WinCC監(jiān)控站開啟后都作為PLC的DP遠(yuǎn)程從站進(jìn)行通訊。但當(dāng)WinCC監(jiān)控站電腦故障,或CP5611/CP5613網(wǎng)卡壞需關(guān)機(jī)更換或維護(hù)等情況時,極易造成其它的遠(yuǎn)程DP站通訊中斷,而影響生產(chǎn),所以采用此方式纜線應(yīng)盡量連接成環(huán)網(wǎng)。
在生產(chǎn)要求高可靠性的地方,此時應(yīng)采用FMS協(xié)議方式。但采用FMS協(xié)議需在PLC主站上增加一塊Profibus通訊模塊(如CP443-5或CP342-5)。這樣,每臺WinCC監(jiān)控站與PROFIBUS通訊模塊進(jìn)行通訊聯(lián)系,在物理上分開了與遠(yuǎn)程DP從站的聯(lián)系,這除了對生產(chǎn)的安全可靠性得到提高外,還降低了遠(yuǎn)程DP從站的數(shù)量,從而降低了PLC的CPU處理DP從站的通訊負(fù)擔(dān),與每臺WinCC監(jiān)控站的通訊由PROFIBUS通訊模塊完成。但此FMS協(xié)議方式需增加一塊Profibus通訊模塊(增加硬件成本)。
PA協(xié)議方式適用于現(xiàn)場智能設(shè)備(如一些智能變送器、智能傳感器與PLC的連接)??傊?,由于Profibus主站間通訊采用Token Ring(令牌環(huán))方式輪轉(zhuǎn),WinCC通訊實時性較Industrial Ethernet好,通訊時間間隔相對穩(wěn)定,網(wǎng)絡(luò)遭病毒攻擊的可能性小,網(wǎng)絡(luò)安全性也較Industrial Ethernet高。
3.采用MPI協(xié)議——這是點對點的連接方式,通訊速率僅為187.5Kbps,類似于串口通訊。且WinCC只能與單臺PLC通訊,所以速率慢,通訊范圍窄,僅適用于單臺現(xiàn)場控制設(shè)備和局部范圍的通訊。
4.采用PROFINET協(xié)議——這是SIEMENS公司的一種基于PROFIBUS-DP和Industrial Ethernet之間的協(xié)議(即實時以太網(wǎng))。它基于Industrial Ethernet,采用TCP/IP標(biāo)準(zhǔn),所以可將現(xiàn)場級(I/O Field)設(shè)備連接到管理級,并且還能實時通訊(Real Time)能力,因此兼具兩種網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點。這也是SIEMENS公司目前向市場首推的通訊方式。
但目前SIEMENS公司支持PROFINET通訊功能的模塊較Industrial Ethernet通訊功能的模塊價格貴,市場用量不大。因此如果管理層用戶在辦公室不需實時掌控現(xiàn)場級設(shè)備狀況,可不必采用該通訊方式?,F(xiàn)場級設(shè)備實時狀況應(yīng)更多的由操作人員,和工程師門去掌控和處理,這樣更利于分級的管理和設(shè)備的運行安全。