Pramonės automatizavimo srityje PLC (programuojami loginiai valdikliai) yra pagrindiniai valdymo įrenginiai, plačiai naudojami įvairiuose gamybos scenarijuose. Tačiau praktikoje dėl tinklo struktūrų, įrenginių paskirstymo ir kitų veiksnių PLC įrenginiai gali būti skirtinguose tinklo segmentuose. Kaip įgalinti ryšį tarp PLC šiuose skirtinguose segmentuose, tapo svarbia pramonės automatizavimo problema. Šiame straipsnyje bus išsamiai išnagrinėta, kaip skirtingų tinklo segmentų PLC gali bendrauti, spręsdami šį iššūkį iš kelių perspektyvų ir pateikdami konkrečius sprendimus.
I. PLC komunikacijos principų apžvalga
PLC ryšio principai yra susiję su ryšių tarp kompiuterių ir PLC metodais ir protokolais. Ryšys yra viena iš pagrindinių PLC taikomųjų technologijų technologijų, leidžiančių keistis duomenimis ir valdymo komandų perdavimą tarp PLC ir aukštesnio lygio kompiuterių, kitų PLC, žmogaus -mašinos sąsajų (HMI) ir kitų įrenginių. PLC ryšio principai paprastai apima tris sluoksnius: fizinį sluoksnį, duomenų ryšio sluoksnį ir tinklo sluoksnį. Fizinis sluoksnis susijęs su aparatinės įrangos jungtimi ir elektros signalo perdavimo standartais. Duomenų ryšio sluoksnis užtikrina duomenų perdavimo patikimumą ir saugumą. Tinklo sluoksnis daugiausia dėmesio skiria PLC ir tinklo įrenginių ryšio protokolams.
II. PLC komunikacijos iššūkiai skirtinguose tinklo segmentuose
Pramonės automatizavimo sistemose PLC komunikacija skirtinguose tinklo segmentuose kelia daugybę iššūkių. Pirma, sudėtingos tinklo struktūros gali sukelti duomenų perdavimo delsą ir paketų praradimą. Antra, skirtinguose segmentuose esantys PLC gali naudoti skirtingus ryšio protokolus, todėl reikia konvertuoti protokolą. Be to, saugumas ir stabilumas yra esminiai aspektai tarp-segmentų PLC komunikacijoje.
III. Įprasti PLC ryšio įvairiuose tinklo segmentuose metodai
Maršruto parinkimo režimo įgyvendinimas
Maršruto parinkimo režimas yra įprastas būdas palaikyti ryšį tarp PLC skirtinguose tinklo segmentuose. PLC pusėje turi būti įjungta funkcija „Naudoti maršrutizatorių“ ir sukonfigūruotas atitinkamas šliuzo adresas. Tarp dviejų PLC reikalingas jungiklis, palaikantis maršruto parinkimo funkciją, pvz., SCALANCE XC208. PLC, tokiuose kaip S7-1500, TCP ryšiui įgyvendinti galima iškviesti funkcinius blokus, tokius kaip TSEND_C ir TRCV_C. Maršruto parinkimo režimas suteikia tokių pranašumų kaip didelis lankstumas ir greitas perdavimo greitis, tačiau gali padidėti tinklo sudėtingumas ir sąnaudos.
Vartų režimo įgyvendinimas
Šliuzo režimas yra dar vienas veiksmingas būdas palaikyti ryšį tarp PLC skirtinguose tinklo segmentuose. Kai du PLC yra atskiruose segmentuose, tačiau jiems reikalingas ryšys realiuoju laiku, apsvarstykite galimybę naudoti „Profinet“ ryšio protokolą. Taip pasiekiami duomenų mainai realiuoju laiku- per PN/PN jungties šliuzą. PN/PN jungtis turi dvi PROFINET sąsajas, kurių kiekviena veikia kaip PROFINET I/O įrenginys, prijungtas prie atitinkamos PROFINET sistemos. Tai sujungia du PROFINET potinklius ir leidžia keistis{6}}duomenimis realiuoju laiku. Šliuzo režimas suteikia pranašumų, pvz., didelį našumą-realiuoju laiku ir didelį suderinamumą, tačiau gali prireikti papildomų aparatinės įrangos ir konfigūracijos.
NAT ryšio režimas
NAT (tinklo adresų vertimo) režimas taip pat gali būti naudojamas norint įjungti ryšį tarp PLC skirtinguose tinklo segmentuose. Du atskiruose tinklo segmentuose esantys PLC yra tarpusavyje sujungti per NAT{1}}įgalintą įrenginį, pvz., SCALANCE S615. NAT įrenginys verčia adresus iš 2 segmento į galiojantį adresą 1 segmente. Ryšio metu 1 segmento įrenginiai pasiekia šį išverstą adresą, kad užmegztų ryšį tarp dviejų PLC. NAT režimas siūlo tokius pranašumus kaip supaprastinta konfigūracija ir mažesnė kaina, tačiau našumą gali riboti NAT įrenginio galimybės ir tinklo pralaidumas.
Ryšys per papildomus komunikacijos modulius
Konkrečių scenarijų atveju ryšį tarp PLC skirtinguose tinklo segmentuose taip pat galima pasiekti pridedant papildomų ryšio modulių. Šie moduliai gali turėti įvairias ryšio sąsajas ir protokolų konvertavimo galimybes, kad atitiktų segmentų PLC ryšio reikalavimus. Šis metodas suteikia didelį lankstumą ir mastelį, tačiau būtina pasirinkti tinkamus modulius ir atlikti atitinkamas konfigūracijas pagal konkrečius poreikius.
IV. PLC komunikacijos skirtinguose tinklo segmentuose svarstymai
Užtikrinkite tinklo stabilumą ir saugumą:PLC ryšiui skirtinguose tinklo segmentuose reikalinga stabili tinklo aplinka, kuri palaiko duomenų perdavimą ir valdymo komandų pateikimą. Tuo pačiu metu tinklo saugumas yra labai svarbus susirūpinimas, todėl reikia atitinkamų apsaugos priemonių, kad būtų apsaugota nuo atakų ir sutrikimų.
Tinkamai sukonfigūruokite ryšio parametrus:Norint palaikyti ryšį tarp PLC skirtinguose tinklo segmentuose, reikia konfigūruoti atitinkamus parametrus, tokius kaip duomenų perdavimo sparta, duomenų bitai ir pariteto režimas. Šie nustatymai turi būti pritaikyti konkretiems įrenginiams ir tinklo aplinkoms, kad būtų užtikrintas tikslus duomenų perdavimas.
Ryšio protokolo standartų laikymasis:Skirtinguose tinklo segmentuose esantys PLC gali naudoti skirtingus ryšio protokolus, todėl būtina laikytis atitinkamų protokolo specifikacijų. Konfigūruojant ir naudojant ryšio modulius reikia atkreipti dėmesį į protokolų suderinamumą ir protokolo konvertavimo tikslumą.
V. Santrauka ir perspektyva
PLC ryšys skirtinguose tinklo segmentuose yra esminė pramonės automatizavimo problema. Tokie metodai kaip maršruto parinkimo režimas, šliuzo režimas, NAT režimas ir papildomų ryšio modulių pridėjimas įgalina tarp-segmentų PLC ryšį. Praktiniam įgyvendinimui reikia pasirinkti tinkamus komunikacijos būdus ir įrenginius, atsižvelgiant į konkrečius reikalavimus ir scenarijus, o vėliau atlikti atitinkamą konfigūraciją ir derinimą. Nuolat tobulėjant pramonės automatizavimo technologijoms, tikimasi, kad ateityje atsiras efektyvesnių, stabilesnių ir saugesnių komunikacijos sprendimų, kurie bus taikomi faktinėje gamyboje.