工業互聯網的重要之處在于對工業設備基本生產模式的優化,進而提供更高的生產效率,促進社會的快速發展。而作為承載工業互聯網的終端設備。生產線中控PLC設備是否能夠順暢聯網是工業互聯網落地的關鍵,許多工業領域的管理者都將PLC設備聯網視為工業互聯網落地的第一步。
PLC是一種專門為工業環境下應用而設計的數字運算操作點子系統,最初起源于上世紀60年代的美國。作為繼電器控制模塊的替代者,PLC具備可靠性高、編程容易、組態靈活、輸入/輸出功能模塊齊全、安裝方便、運行速度快等優勢。
經過數十年的發展,現在工業上使用的PLC已經相當或接近于一臺緊湊型電腦的主機,其在擴展性和可靠性方面的優勢愈發突出,目前已經廣泛應用于工業的各個領域之中。而在PLC廣泛應用,工業互聯網快速發展的這數十年中,也衍生出了一些亟待解決的痛點:
●數據孤島現象嚴重,多地工廠采集的數據難以統一匯總分析管理;
●一個工廠的不同小系統相互孤立,在統一管理上存在一定困難;
●設備的遠程運維和監控的時效性與成本難以兼顧;
●網絡穩定性需求逐步提升。
常用PLC組網方式大致可概括為基于通用串口、基于專用總線及基于以太網三種。此外,隨著5G技術的發展,5G工業無線路由器的PLC無線組網具有十分明顯的優勢。
1,通用串口模塊
基于串口通信模塊來實現網絡連接,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FXlS系列的PLC為例,RS232C/485轉換適配器選用FX-485PC—IF,RS-485通訊板選用FXlN-485一BD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。
2,基于專用總線
目前,PLC廠商如OMRON,Siemens等,對其旗下的PLC產品都提供了專用的網絡系統,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。
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:第一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,最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,則抗干擾能力大大增強,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。
4,5G工業無線路由器的PLC無線組網優勢
1. 采用5G通信,可以實現更巨量的數據采集轉發;
2. 支持多種VPN加密模式,保障數據安全;
3. 支持多種通信方式,同時支持以太網等有線方式和WiFi、5G/4G等無線方式;
4. 配置RS232、RS485等標準工業接口,簡化現場組網;
5. 支持軟硬件雙重看門狗,多層鏈路檢測,保障網絡在線;
6. 支持設備統一管理,通過云平臺實時監控設備,提高運維質量。