摘要：PLC自生產以來，以它的操作簡單、功能強大、特別是高穩定性等特點得到了廣泛應用。本文就介紹了PLC產品在串口服務器網絡控制中的應用，來供大家參考。

       引言
　　
　　可編程序控制器，簡稱PLC，是工業的控制的標準設備。PLC自生產以來，以它的操作簡單、功能強大、特別是高穩定性等特點得到了廣泛應用。目前，以監控軟件如Wincc，MCGS為上位機軟件，PLC為下位機而組成的控制系統，已成為廣泛應用的控制模式.它結合了計算機的界面友好，直觀和PLC穩定、編程靈活的優點，主導計算機控制系統的流行趨勢.因此，對PLC的數據交互，組網功能提出了更高的要求。如PLC與PLC之間，PLC與計算機、PLC與智能設備等都需要進行數據交互.特別是在某些遠程控制，控制點分散等場合，PLC的網絡功能顯得尤為重要。
　　
　　1、PLC常用組網方式
　　
　　常用PLC組網方式大致可概括為基于通用串口、基于總線及基于以太網三種。
　　
　　1.1通用串口模塊
　　
　　基于串口通信模塊來實現網絡連接。網絡結構如圖1所示.采用了計算機鏈接的形式，在上位機的組態軟件中進行相應的設置，無需編程，即可與多臺PLC進行通訊。以三菱公司的FX1S系列的PLC為例，RS232C/485轉換適配器選用FX2485PC2IF，RS2485通訊板選用FX1N24852BD即可實現。這種方法使用較為方便，性能也很好，關鍵是串口通信模塊的成本相對較高。　　　　
　　1.2基于總線
　　
　　目前，PLC廠商如OMRON，Siemens等，對其旗下的PLC產品都提供了的網絡系統。如OMRON公司的ControllerLink網，DeviceNet網絡等。這種網絡系統由于廠商產品的專屬性，不同廠家的設備無法互通，基本上選定一個廠家的PLC，其他配套設備設備也必須為該廠家的，成本相對較高，所以應用時有一定的局限。
　　
　　1.3基于標準工業以太網
　　
　　基于標準工業以太網方式進行組網，系統一般分為三個層次：*層為工控機組成的上位機監控站；第二層為由集線器、雙絞線和收發器等組成的工業以太網；第三層為控制站。選擇TCP/IP作為通訊協議，并采用C/S模式使控制站和監控站實現面向連接的通訊。
　　
　　采用此種方式組網，zui大的優點在于可以使用現有的工廠局域網，提高綜合利用率。且速度快，以太網通訊速率可達100Mbps;若采用光纖傳輸，則抗*力大大增強，且傳輸距離可達數十公里。但是，以太網無法和PLC等串口設備進行直接通訊，需配以相關設備實現通訊，使用上增加了成本。在一般小中型控制系統中并不多見。
　　
　　2、基于串口服務器的組網方式
　　
　　基于串口服務器是一種新興的工業網絡解決方案。串口服務器是一種協議轉換模塊，廠商有MOXA和ATOP等.它可以提供1，2，4，8或16口的RS232或RS422/485串口界面，以及一個10M/100M的以太網接口，將RS232/422/485串行設備接入TCP/IP網絡中，主計算機采用TCP/IP協議通過以太網訪問被接入的終端設備。上位機相應采用SOCKET編程。
　　
　　使用串口服務器也非常簡便，安裝驅動程序后，即可在PC機上產生多個由驅動程序仿真的虛擬串口。只需要打開軟件所虛擬的串口即可透明訪問遠端串口設備，類似于對普通串口一樣進行一對一的收發和控制。
　　
　　簡而言之，它是結合了串口通訊的簡單方便，又利用了以太網的穩定，是一種性價比較高的組網方式。如圖2所示。　　　　
　　從圖2可以看出，將串口服務器的網口端連接到集線器或者交換機上，通過設置串口服務器的IP地址，就可以使它成為以太網上的一個節點.而在串口服務器的串口端，可方便與不同廠商的PLC產品或串口設備進行連接。即使不同形式的串口(如RS422/485/232)，都可方便連接到以太網上，實現異構組網。當需要再增加串口設備入網時，也可以方便接入，因為一個串口服務器可以提供多達16個串口端。可見，基于串口服務器組網具有布線簡單，拓展性強，性能穩定等優勢。當然，串口服務器組網還可以采用直連的方式。
　　
　　3、串口服務器的應用舉例
　　
　　以某污水處理廠的控制系統為例。在污水處理控制系統中，控制設備較多如：潛水泵、污水泵、鼓風機等，被控參數以數字量居多，對數字量輸入輸出的控制正是PLC的優勢所在，因此一般都采用PLC控制系統。針對污水處理廠分布區域較廣，設備間位置較為分散等問題，需設計一個PLC網絡控制系統對污水處理過程進行監控、分析、管理和優化。
　　
　　3.1系統工藝簡介
　　
　　系統工藝如圖3所示。　　　　
　　主控站要對各污水處理環節進行監控、數據采集以及管理.主控站與各處理站之間距離較遠，工廠已建好工業局域網，可供使用。系統設計時需考慮將來增加設備的可能性。
　　
　　3.2系統的組網設計
　　
　　本系統采用三層結構進行組網，采用工業以太網實現1個主控站與3個PLC站之間的遠程傳輸。主控站對全場實施集中管理，控制現場由3個PLC和現場儀表對各過程進行分散控制。根據工藝要求，PLC1位于變電所，主要用于對機、泵等電氣參數的監視、控制和聯鎖。PLC2設置在沉砂池現場，用于對成套設備監控。PLC3設置在污泥脫水間，用于對污泥脫水機的安全保護及監控。
　　
　　考慮到主控站與各處理站之間距離較遠，而處理站共有3個PLC串口設備需連接入網。若采用基于串口通信模塊方式進行組網，傳輸距離受限，且布線較為復雜，拓展性不夠好，若再增加一臺PLC，需要增加相應的串口模塊。考慮到工廠已有工業局域網，而傳輸距離遠、連接多個串口設備正是串口服務器的優勢，則本系統則采用基于串口服務器的方式組網實現。
　　
　　串口服務器選用的是MOXA的NPort5430。目前，它被廣泛應用于各類串口設備和以太網連接方案中，提供了4個RS422/485串口，通訊速率50～921.6kbps，用以設備拓展。
　　
　　使用時，用RS232/485連接線將NPort5430連接至PLC的通訊口，用網線將NPort5430和HUB連接，完成了硬件安裝。利用NPort5430所帶的軟件包可以完成對串口服務器的屬性設置，如IP地址，操作密碼，通訊波特率等，詳細內容可參見用戶手冊。系統總體結構如圖4所示。　　　　
　　目前，該系統已經投入運行.基于串口服務器組建的PLC網絡控制系統，運行穩定，且布線簡單，可以充分利用現有網絡資源，拓展性強，性能穩定等，是一種很好的解決方案。
　　
　　4、結語
　　
　　PLC通用的三種組網方式都各有特點，使用時應根據系統設計要求選擇。值得說明的是，基于串口服務器模式的組網方式，有著布線簡單，成本低廉且易于操作，與高速以太網的方便搭接等優勢，目前在傳統機械設備的組網，企業的網絡考勤系統中都得到了廣泛應用，是一種值得推薦的組網方案。