SIMATIC PCS7系统架构详解

SIMATIC PCS 7的内部通信采用SIMATIC NET网络部件。基于全球标准，采用开放性的通信理念，可保证工厂中所有层级和位置的可靠数据传送。所有SIMATIC NET产品都专为工业应用开发，适合用于所有工业领域和工厂。网络部件可满足最高的应用要求，尤其是易遭受外部影响的应用领域，例如：

·电磁场干扰。

·腐蚀性液体和气体。

·有爆炸危险的场合。

·具有较高污染或机械振动的场合。

SIMATIC NET总线更是实现了所有系统部件之间的统一、无故障通信，如：

·工程师站和操作员站。

·自动化系统、I／O和现场部件。

SIMATIC NET系统是一个典型的工厂自动化系统，具有三级网络结构：现场设备层网络、单元层网络及管理层网络，如图6-6所示。(www.xing528.com)

图6-6　SIMATIC NET结构图

1.现场设备层

现场设备层的主要功能是连接现场设备，如分布式I／O、传感器、驱动器、执行机构和开关设备等，完成现场设备控制及设备间连锁控制。主站（PLC、PC或其他控制器）负责总线通信管理及与从站的通信。总线上所有设备生产工艺控制程序存储在主站中，并由主站执行。西门子的SIMATIC NET网络系统（见图6-6）将执行器和传感器单独分为一层，主要使用AS-I（执行器-传感器接口）网络。AS-I是国家标准GB／T 18858.2—2002／IEC 62026-2—2000《低压开关设备和控制设备控制器-设备接口（CDI）》的第2部分：执行器与传感器接口（AS-I）。

2.车间监控层

车间监控层又称为单元层，用来完成车间主生产设备之间的连接，实现车间级设备的监控。车间级监控包括生产设备状态的在线监控、设备故障报警及维护等。通常还具有诸如生产统计、生产调度等车间级生产管理功能。车间级监控通常要设立车间监控室，有操作员工作站及打印设备。车间级监控网络可采用Profibus-FMS或工业以太网，Profibus-FMS是一个多主网络，这一级数据传输速度不是最重要的，但是应能传送大容量的信息。

3.工厂管理层

车间操作员工作站可以通过集线器与车间办公管理网连接，将车间生产数据送到车间管理层。车间管理网作为工厂主网的一个子网，通过交换机、网桥或路由器等连接到厂区骨干网，将车间数据集成到工厂管理层。工厂管理层通常采用符合IEC 802.3标准的以太网，即TCP／IP通信协议标准。厂区骨干网可以根据工厂的实际情况，采用FDDI或ATM等网络。S7-300／400有很强的通信功能，CPU模块集成有MPI和DP通信接口，有Profibus-DP和工业以太网的通信模块，以及点对点通信模块。通过Profibus-DP或AS-I现场总线，CPU与分布式I／O模块之间可以周期性地自动交换数据（过程映像数据交换）。在自动化系统之间，PLC与计算机和HMI（人机接口）站之间，均可以交换数据。数据通信可以周期性地自动进行，或基于事件驱动（由用户程序块调用）。