SIMATIC网络结构

    工厂自动化网络系统一般采用三级网络结构。

    1．现场设备层

    现场设备层的主要功能是连接现场设备，例如分布式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的连锁控制。主站（PLC、PC或其他控制器）负责总线通信管理以及与从站的通信。总线上所有的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7-10）的现场层主要使用PROFIBUS，并将执行器和传感器单独分为一层，主要使用AS-i（执行器一传感器接口）网络。

    图7-10    SIMATIC NET

    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，前者已基本上被工业以太网取代。这一级对数据传输速度要求不高，但是应能传送大量的信息。

    3．工厂管理层

    车间操作员工作站可以通过交换机与车间办公管理网连接，将车间生产数据传送到车间管理层。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。

   S7-300/400有很强的通信功能，CPU模块都集成有MPI通信接口，有的CPU模块还集成有PROFIBUS-DP、PROFINET和点对点通信接口，此外还可以使用PROFIBUS-DP、工业以太网、AS-i和点对点通信处理器(CP)模块。通过PROFINET、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，或者基于事件驱动。

    图7-11是西门子的工业自动化通信网络的示意图。PROFINET是基于工业以太网的现场总线，可高速传送大量的数据。PROFIBUS用于少量和中等数量数据的高速传送。MPI（多点接口）是SIMATIC产品使用的内部通信协议，用于PLC之间、PLC与HMI（人机界面）和PG/PC（编程器／计算机）之间的通信，可建立传送少量数据的低成本网络。点对点通信用于特殊协议的串行通信。AS-i是底层的低成本网络。通用总线系统KonNEX( KNX)目前在欧洲常用于楼宇自动控制。

    图7-11中的IWLAN是工业无线局域网的缩写，西门子对应的产品为SCALANCE W。

    各个网络之间用链接器或有路由器功能的PLC连接。

    图7-11    西门子的工业自动化通信网络