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1PLC网络
1.1PLC网络的特点
PLC网络常作为子系统接入CIMS、大型集散系统、企业网或者与其它PLC互连。
PLC设备网络的模型结构一般分为三层，即物理层、数据链路层、应用层，其网络拓扑结构主要有如下类型；
主从式总线型子网：PLC网络越靠底层对实时性要求越高。主从式存取控制依靠主机分配总线使用权，控制简单，易于实现，在从机较少时表现出很好的实时性。因此PLC的远程I/O及靠底层的子网，如SINEC L1、ORMON HOST Link网都采取主从式存取控制方式，它们以轮询/应答作为基础，由主机依次轮询从机是否使用总线。对于紧急任务再配合以中断请求，即时插入。主机拥有优先权，要求发送数据可直接广播。
分散式令牌总线型子网：PLC网络的中间层，如Modbus、Modbus 、OMRON的SYSMAC Link等采用分散式的令牌总线存取控制方式。这种方式在总线上的各站点没有主从之分，地位平等，总线使用权的分配分散到每个站中，共同裁决。总线上各站点组成一个逻辑环，由在逻辑环上流动的令牌分配总线，取得令牌的站点占有总线。
1.2PLC标准通用化协议及通信协议
PLC网络一般在网络高层中配置向通用化标准化方向发展，通常采用两种配置：MAP规约或Etherent协议，其工业局域网的标准化和互连可在应用层(高层)进行并完成。PLC网络除高层外其它层大多采用各公司自己的协议，各种协议其物理与数据链路层差别不大，只在应用层上有明显差异。主要表现在命令响应的种类、含义、代码互不一致、帧格式各不相同，信箱结构也不一样，因此无法通用。协议向用户提供的界面都比较简单明了，配置同样协议同系列的PLC产品之间，按说明书编制程序完成通信一般不会困难，然而配置不同协议的PLC之间要完成通信就非常困难，因此在设计PLC控制系统时，一般选用同厂家同系列的PLC产品，构成PLC网络，在高层再设法进入企业网或CIMS。用个人计算机作上位机，数台PLC作下位机构成网络在实践中得到广泛的应用。
2PLC控制网络在陶瓷高温烧结窑的应用实践
2.1高技术陶瓷产品的生产工艺及特点
高技术陶瓷产品主要是指近年来在新材料工业基础上发展起来的一些陶瓷零件，如陶瓷刀片、陶瓷点火器、陶瓷轴承等耐腐蚀、耐高温、高硬度、高耐磨的产品。
(1) 高技术陶瓷产品的主要工艺
以陶瓷点火器为例，其主要工艺如图1。
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其中制备高质量微粉及高温烧结是高技术陶瓷产品的关键技术，而高温烧结炉(GAS PRESSURE SINTERING FURNACE)及其系统又是高温烧结窑的重要设备。
2.2高温烧结窑及其系统
(1) 烧结原理：一般经过注浆或压制成型的陶瓷坯体，要经过晾干，再进行低温烧结、高温烧结。高温烧结过程见表1。




此工艺主要来自加拿大多伦多大学电能公司，加拿大利马高科技陶瓷有限公司、重庆热水瓶厂渝能高技术陶瓷有限公司在此基础上设计了自己的高技术陶瓷高温烧结窑，建立了自己的高温烧结窑群PLC控制网络。
2.3高技术陶瓷烧结窑及网络组建
(1) 网络规划：控制网络的体结构如图2所示，分为三层网络、四级设备。三层网络指的是：*层，信息网络层，即以太网，由个人计算机通过网卡和PLC通过以太网单元相连而组成；第二层，控制器网络层，即Controller Link网，PLC通过Controller Link单元相连而成；第三层，器件网络层，即CompoBus/D网，由PLC通过CompoBus/D主单元和CQMIH通过CompoBus/D从单元相连接而成。四级设备指的是：*级，1台个人计算机(放在二楼控制室)；第二级，由2台PLC组成；第三级，由2台PLC和28台PLC(28台高温烧结窑，其中利马公司14台，渝能公司14台)；第四级，1台CQMIH PLC组成。
(2) 硬件及物理联接：整个系统是由电气控制、人机界面及通信网络三部分构成。电气控制部分主要实现高技术陶瓷高温窑的运行及运行状态控制，人机界面部分主要实现对高技术陶瓷高温窑运行的监视以及能够在人机接口上实现对陶瓷高温窑运行参数的修改，通信网络则在可编程序控制器与各种设备之间架起一座信息的桥梁。使各种设备通过通信线路互相连接实现设备之间的通信，从而确保高技术陶瓷高温窑能够安全可靠地运行。
传输介质：物理介质是网中*基本部分，用来在各PLC及PC之间传输信号。
传输介质的种类主要有：非屏蔽双绞线、屏蔽双绞线、基带同轴电缆、宽带同轴电缆、光纤电缆等。
在本次设计中采用的是VCTF同轴电缆。
分接器选择
选择一种小型的、快速方式与支线相连，同时带有螺栓、螺帽，方便邻接的T型分接器。
选择与T型分接器相匹配的密封式终结器。终结器通过终结电阻，从电器性能上使设备网通信稳定。终结器所有接触部分都作了金属涂镀处理，且两针上接有121欧%T/4欧的金属膜电阻。
容错性分析：系统中所使用的CQM1H具有冗余控制技术，在设备网节点之间可布置第二根通信电缆，当*根通信电缆失效时，附加的第二根通信电缆可提供后备，节点比较来自每根电缆的信号质量，从而使用信号较好的那根电缆来通信。
完好性分析：设备网网络软件CX-PRAMMER也提供对用户设备网网络和设备网进行故障分析诊断的功能。
系统使用方便性分析：由于OMRON公司产品具有模块化、标准化的特点，用户就可以花很少的时间来设定、实施、试运行。同时当系统投入生产后它具有易于维护的特点，且具有足够的灵活性来适应不断变化的生产需要。
(3) 网络的管理与监控：网络的管理对网络管理软件的基本要求是功能强，可适应性好，具有可扩充性，价格适中。
OMRON公司的设备网网络软件CX-PROGRAMMER是一个基于WINDOWS平台的软件产品，它可以使人们在此基础上对设备网网络进行管理并直接对PLC进行编程和监控。为了更直观地从上位机上监控各PLC的运行状况，控制对象的状态，还可以利用CX-NET软件中的DDE管理器工具及其它组态软件，通过DDE方式与OMRON编程软件CX-Server中的DDE管理器交换数据，从而实现对各PLC的监控。
DDE管理器作为服务端通过驱动程序从PLC内存区中采集到数据，与组态软件交换数据后，又通过驱动程序写到PLC的内存中，其交换过程如图3所示。

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在CX-Server的DDE管理器中设置工程，主要包括PLC细节的描述、网络的设置、数据点的选取等，主要是进行设备的配置和节点的设置。通过对可编程序控制器进行编程、监控，从而实现高技术陶瓷高温窑的升温、抽真空、加氮(氩)加压、高温烧结、恒压保温、卸压开窑等工艺过程的自动控制。可编程序控制器作为控制系统的核心而存在。
3结
PLC控制网络的组建过程基于对该类PLC产品所适用的通信协议的深刻了解。当前选用同类厂家同系列PLC产品构成PLC网络，在高层再设法进入CIMS或大型DCS，还可以利用其以太网的协议进一步连入Internet以实现更为远程的监视和控制。这类控制系统的应用越来越广泛，也是当前控制系统的发展方向。