总线布线规则统一配置：PLC工程师手写避坑实操

依照本人实际测试情况来说, 西门子S7 – 1200固件V4.5与TIA Portal V17搭配使用时, 会碰到三种极为常见的状况, 其一是总线拓扑结构出现混乱进而致使通讯频繁闪断, 其二是因疏忽而忘记连接终端电阻, 其三是线缆长度超出规定范围, 新手只要按照步骤依次逐步去操作, 便能够较为轻松地躲开这类常见的问题。总线布线规则开展统一配置这件事情, 其关键之处并非在于你所看过的理论知识数量有多少, 而是取决于每一次进行接线以及每一个参数都能够切实落实到位。

第一步 物理层拓扑与终端电阻配置

将TIA Portal项目树打开, 把你的PLC设备双击, 以此进入设备视图, 于右侧硬件目录之中, 将一个PROFINET接口模块进行拖拽。该接口右键点击, 选择“属性”, 在“PROFINET接口[X1]”之下, 寻找到了“高级选项”里的“拓扑”。在此处手动勾选“启用拓扑编辑”, 接着给每一个从站设备赋予唯一的设备编号, 编号范围被建议从1开始连续递增。返回网络视图, 鼠标使用从PLC拖出一条连接线到达第一个IO设备, 再从这个设备拖至下一个, 从而形成线性拓扑。

针对于新手而言的避坑提示, 最为常见的报错情形乃是“设备拓扑出现错误, 站号冒出冲突”。而之所以会出现这种状况, 常常是源于你凭借手动方式所输入的设备号, 与TIA自动进行分配的出现了冲突。其解决的办法是, 首先将所有设备拓扑的勾选予以去除, 点击“自动分配拓扑”选项, 等待软件生成之后再进行手动的细微调整。除此之外, 总线的末端必须要添加终端电阻, 对于西门子PROFINET线缆采用RJ45接头的情况, 终端电阻是集成于插头之内的，你只需购买带有终端的接头即可, 切勿使用普通网线头强行对接。

第二步 线缆长度与分支规则统一配置

于同一个设备视图之中, 寻得“PROFINET接口[X1]”之下的“端口[X1 P1]”属性页面。将“传输介质”设定成“铜缆”, “最大电缆长度”这一参数借助手动方式敲进去100（单位是米）。此乃你这条总线段所容许的最长物理距离。然后继续向下翻找, 找出“端口选项”里的“自动协商”, 务必要设定为“关闭”, 并且把“传输速率”固定为100 Mbps全双工。为何要如此操作呢? 之所以出现这种情况, 是由于在工业现场当中, 当自动协商遭遇电磁干扰的时候, 就会反复地掉线紧接着又重连, 然而你若把它进行锁死, 如此一来反倒变得稳定了。

针对新手避坑, 好多新手在这一步是将“自动协商”处于开启状态的, 致使现场变频器一旦启动, 总线便会断开, 报错情况呈现为“端口协商失败, 链接断开”, 排查流程如下, 运用博途自带的诊断功能, 在线之后双击“诊断”下面的“PROFINET接口”, 查看“端口摘要”, 要是其显示“协商速度 – 未知”, 这意味着自动协商正处于震荡状态, 强制锁死为100M全双工之后, 大部分干扰问题能够得到解决。与此同时需要留意, 每一个分支之下的从站数量, 不要超出8个, 不然的话信号反射会相当严重。

两种拓扑方案对比：星型与线型取舍

我实际测试过两种较为常见的方案, 方案A呈现为线型拓扑结构, 所有的设备依次串连成为一串, 其具备的优点是节省交换机, 成本较为低廉, 适用于产线设备之间距离不超过50米的场景, 方案B呢则是星型拓扑结构, 每个设备都直接连接到交换机, 它所拥有的优点是在故障方面能够实现隔离, 若有一个设备出现故障挂掉并不会影响到整条总线的运行与否, 但如此一来就需要额外花费几百块钱去购置一个工业交换机。

取舍的逻辑是这样的, 很简单: 第一种情况是, 若你这条总线上的设备, 都是处于同一工位之内的, 并且这些设备距离是近的, 同时它们出现故障所带来的影响是小的, 那么采用线型是划算的；第二种情况是, 要是设备跨了多个工位, 而且这些设备互相之间并不存在隶属关系, 选择星型拓扑会更稳妥。我个人给出的推荐是, 只要预算足够, 优先去选用星型, 毕竟在后期排查故障的时候, 能够节省一半的时间。

第三步 统一配置的软件固化与校验

设好所有参数后, 于TIA Portal顶部菜单点击“保存并编译”, 在无报错之后, 将项目下载至PLC。下载完成后, 别急于运行程序, 先做一步校验: 在线之后, 右键点击PROFINET接口选择“在线与诊断”, 在“功能”之下点击“检测PROFINET设备”。略微等待几秒, 系统会列出你所配置的全部从站, 状态栏显示“良好”才算是通过。

新手要避开的坑, 校验的时候, 最要命的, 其中一个报错是, 设备没找到, 目标设备没响应, 我碰到这个状况好几次了, 最后查出来是IP地址段冲突, 比如说, 你PLC的IP是192.168.0.1, 然而某个从站, 被前一个人设置成了192.168.1.10, 这就跨网段了, 解决的流程是, 需要把那个从站, 用网线直接连接电脑, 在博途里面, 点可访问的设备, 然后进行强制扫描, 把它的IP改成跟PLC同一个网段。另外还有一点, 每一个设备的设备名也就是 Station Name 必须得是唯一的, 不管是大写还是小写都算在内, 可千万别出现两个设备都被称作“Device_1”这种情况。

这个方法, 不适用于老旧PROFIBUS总线, 因为PROFIBUS采用的是RS485物理层, 其终端电阻是外挂的, 配置方式全然不同。若你手头是DP总线, 那就需要改用西门子DP专用终端电阻插头, 并且要在Step7里配置总线参数。替代方案是老老实实地按照PROFIBUS标准去做, 别把PROFINET的规则往上套。