基于工业以太网的卷烟制丝线控制(2)

其它控制系统器件的选择

正常情况下，PLC、现场i/o等器件，选用符合iec标准的产品即可。不过，因采用了最新的工业以太网profinet，相关器件的接口就有了新的要求。plc要求具备profinet接口，现场i/o子站的耦合器要求具备profinet接口。此外，交换机要求支持profinet功能，这样才能传送实时信号。其中，plc主站采用的是s7-300/400plc；远程i/o采用支持profinet技术的et200s。

控制层骨干网络由最新的scalance x系列交换机搭建灵活构建电气或光学工业以太网；网络拓扑结构、类型以及端口数量都可很容易地适配工厂布局。它有高度的网络可用性；即使故障时，也能通过非常快速的网络重新配置（《0.3s），可靠通讯；通过sc接口（千兆以太网）、st接口（快速以太网）以及预装配光纤，可实现简便的光纤连接技术；无需进行传输时间的计算就可以简单地进行网络组态；应用信号触点、数字量输入、snmp以及电子邮件和profine io诊断功能，监视和诊断都十分简便；通过在simatic系统故障报文概念sfm的集成，降低sps/HMI工程费用。

其中scalance x 200连接profinet网络，骨干网采用scalance x414-3e形成一个环形的光纤冗余网络，保证在网络上一点发生故障时正常通讯。也可以在不中断通信的情况下，随时进行网络扩展，充分的保证系统的可靠性。scalance x400型交换机为上层管理网络提供了千兆的通讯接口，也为各个子系统的集成提供了一个开放的平台。该型交换机全面支持vlan和路由功能，有效的减轻网络负载和防止网络风暴的发生。进一步提升了网络的可靠性。连接控制网络和厂区外部网的scalance s模块能够隔离内网和外网的非安全连接。有效屏蔽外网的非授权访问和其它不安全信息的传播，同时又能保障有效信息的通讯。由于所有的分系统，诸如：制丝线、除尘线、配方库、co2膨胀线、公用动力系统、能源管理系统等都采用profinet网络，统一了所有现场设备的接口，实现了多网合一。统一的profinet系统接口，使得整个车间处于集中监控状态，增强了整个系统的透明度，有效数据采集和传输也更为方便和快捷。这些都为设备管理提供了极大的便利。同时，编程中引入cba概念，各个分系统分别作为各自独立的组件，再通过imap软件将它们连接成一个统一的系统。极大的简化和方便了通讯编程和调试的复杂程度，节约了大量时间。大量工业级光纤和工业级连接辅件的使用，也让网络的每一个细小连接牢不可断。

vlan划分

图1为vlan划分，如果没有对交换机进行虚拟局域网技术设置，局域网交换机只能对确定目的地址的分组进行单独信息交换。各站点发送数据包之前都要广播查询所要到达目的地的mac地址，同时，由于大量应用层软件需要广播传送某些数据包，而这些数据广播包只须发向某一组用户，此时如果没有vlan，这些数据包会很快占用整个网络大量的资源，仍然象集线器一样，向交换机的所有端口上转发广播信息。使得正常数据包无法抢得正常带宽，严重影响到网络效率及性能［3］。