为PLC系统建立一个可靠的通讯网络

为PLC系统建立一个可靠的通讯网络
一、自动化的发展
若干年前自动化应用主要关注的是控制技术，那时候的工程师们主要依靠电力继电器来发展自动化应用。

然而，经济的增长要求那些关心控制技术发展的工程师增加对大规模产品和质量的更高程度的关心。

作为被关注的这个变化中的一部分，开发出了不可编程的逻辑控制器。

但是自动化工程师们很快发现，这些设备的不可编程特性，给设计真正的自动化系统带来了难处。

因为这个，就发明了PLC（可编程逻辑控制器）PLC被设计为独立进行操作，但是它同时还提供了一个控制端口，来与计算机进行连接和配置。

从PLC这个简短的历史可以看出，自动化的发展更关注的是控制技术，而不是通讯技术。

然而，在最近的十年中，系统的规模越大，建立这个系统的花费也更昂贵。

在自动化系统中，应用了不同的通讯技术，比如Fieldbus，Ethernet和Profibus。

控制工程师们开始考虑将所有的设备连接到一个平台下的可能性，这样就可以直接从所有的设备收集信息，而不需要协议之间的转换。

从这个道理来看，通讯和网络成为未来发展的最重要的部分。

将设备网络化带来了众多的好处，其中包括：增加了数据分析，性价比，提高了通讯的质量，增长了生产力。

Ethernet是目前最为流行的网络技术！
二、整合以太网技术的PLC以太网会带来什么好处呢？
首先，很多的工程师对以太网都比较熟悉。

这样他们就不需要花费额外的时间来学习新技术。

其次，以太网的协同工作能力可以方便的与商业应用进行连接，如ERP和CIM，可以跨越距离通过广域网来进行远程控制。

再次，利用不同的媒介，比如无线，光纤，交换机，可以实现以太网的冗余应用。

最后，以太网的带宽未来将可以从10M达到10G。

有了上面这些好处，控制工程师将会乐意采用以太网技术来进行他们的自动化应用，通过以太网来连接他们的PLC。

在自动化技术中采用以太网技术的趋势被称作“工业以太网”。

典型应用和以太网的拓扑网络是星形拓扑：
从上图我们可以看到，PLC直接与工业以太网交换机相连接。

交换机提供了可靠的控制网络，特别是他们的坚固的设计，无风扇特性和高MTBF来确保连续的操作。

此外，如果需要更加可靠的媒介连接，您可以建立双星形网络拓扑来实现媒介的冗余，如下图所示：
尽管系统有了媒介冗余，特别是使用了光纤之后，费用将会更多。

为了解决这个两难的局面，环形拓扑就出现了。

三、什么是冗余的以太环网？为什么我们需要恢复的时间少于1秒？
单环拓扑为系统提供了冗余，并且隔离了通讯的错误。

在使用工业以太网交换机时，以太冗余环网将自动的修复连接。

这种类型的基础构架性价比更高，但是却与双星形拓扑网络有着同样效果的媒介冗余。

此外，它的恢复时间少于1秒，这为网络的稳定性提供了保障。

四、最高级别的冗余系统
我们将如何为PLC应用建立一个最高级别可靠性的冗余系统呢？在工业以太网应用中，最重要的是网络的可靠性。

控制工程师们可以通过双环网上的RJ45端口来将设备连接到两个独立的环上，从而建立个双环网实现最高级别的冗余，来同时提供服务器的冗余，媒介的冗余和设备的冗余。

五、应用
•变电站
•金属加工厂的过程控制和生产管理
•钢铁厂的过程控制和生产管理
•化工厂的过程控制和生产管理
•食品厂的过程控制和生产管理
•半导体工厂的生产管理
•采矿业
•天然气/石油工业
•水/污水处理
•自动化工厂
•其他的PLC应用。