一、PLC通訊要跨網(wǎng)段嗎？

PLC通常通過以太網(wǎng)或其他工業(yè)網(wǎng)絡協(xié)議（如PROFINET、Modbus TCP等）進行通信。當PLC位于不同的網(wǎng)段時，它們不能直接通信，需要特殊的配置或設備來實現(xiàn)通信，不同網(wǎng)段的PLC通訊變得尤為重要。

隨著工業(yè)網(wǎng)絡的發(fā)展和工業(yè)4.0概念的推廣，工廠內(nèi)部通常會構建多層次的網(wǎng)絡架構，包括設備層、控制層和管理層等多個層級。為了確保整個系統(tǒng)的高效運行，不同層級之間需要進行信息交換。此時兩個不同網(wǎng)段的PLC并不能相互通信，但同樣需要實現(xiàn)外網(wǎng)訪問局域網(wǎng)設備，該如何處理呢？

二、跨網(wǎng)段的PLC通訊技術

實現(xiàn)不同網(wǎng)段的PLC通訊，需要依賴于先進的通訊技術，主要包括：

1.以太網(wǎng)技術：作為現(xiàn)代工業(yè)通訊的基礎，以太網(wǎng)提供了高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰Α?/p>

2.工業(yè)通訊協(xié)議：如Modbus TCP/IP、Profinet、EtherCAT等，這些協(xié)議定義了數(shù)據(jù)在不同網(wǎng)絡環(huán)境下的傳輸規(guī)則。

3.VPN技術：虛擬私人網(wǎng)絡（VPN）可以為不同網(wǎng)段的PLC提供安全的通訊隧道。對于遠程或分布式系統(tǒng)，VPN可以提供一個安全的連接，使不同網(wǎng)段上的PLC能夠通信。

4.網(wǎng)關和路由器

①路由模式：如果兩臺PLC分別屬于不同網(wǎng)段，并且還有數(shù)據(jù)通訊的需求，那么最典型的應用就是通過路由的模式來實現(xiàn)。在PLC側(cè)需要使能“使用路由器”功能，并填寫對應的網(wǎng)關地址，然后去調(diào)用相應的功能塊進行通訊，如在S7-1500中調(diào)用 TSEND_C和TRCV_C去實現(xiàn)TCP通訊；當然在兩臺PLC間需要有支持路由功能的交換機來支持，如scalance xc208。這種通訊架構的典型使用方式如下圖所示：

②網(wǎng)關模式：如果兩臺PLC分別屬于不同網(wǎng)段，并且還有實時通訊的需求，那么這時可以考慮Profinet通訊方式，通過PN/PN Coupler網(wǎng)關來實現(xiàn)實時的數(shù)據(jù)交換功能。PN/PN Coupler具有兩個Profinet接口，每個接口作為一個Profinet的Io Device鏈接到了各自的Profinet系統(tǒng)中，互連了兩個PROFINET子網(wǎng)，實現(xiàn)了實時數(shù)據(jù)交互。這種通訊架構的典型使用方式如下圖所示：

除上述四種方法外，使用附加通訊模塊如無線通訊設備，也可以實現(xiàn)PLC之間的無線跨網(wǎng)段通訊。

如果有多臺PLC分別屬于不同網(wǎng)絡，擁有不同網(wǎng)段的地址，并且還有數(shù)據(jù)通訊的需求，就可以使用增加無線通訊模塊的方式來實現(xiàn)兩個設備的通訊，每一個PLC端連接達泰無線通訊裝端，即可輕松實現(xiàn)多個設備間的通訊.

這種無線通訊架構的典型使用方式如下圖所示：

PLC跨網(wǎng)段通訊的現(xiàn)場應用

以某電廠為例，該廠區(qū)存在多臺PLC跨網(wǎng)段通訊的需求，需將位于煤棚、翻車機室、1#鍋爐房、2#鍋爐房及料倉控制室這四個監(jiān)測點的10臺處于不同網(wǎng)段的PLC數(shù)據(jù)通過無線通訊設備傳輸至DCS系統(tǒng)中，完成集中監(jiān)測和遠程控制功能。難點在于每個從站的PLC設備各處于不同的網(wǎng)段，在經(jīng)過對現(xiàn)場的考察和每處PLC的網(wǎng)段、通訊協(xié)議以及通訊接口的整理后，設計了如下無線方案。

三、跨網(wǎng)段通訊實施步驟：

1.網(wǎng)絡架構設計：首先，需要設計一個合理的網(wǎng)絡架構，確保不同網(wǎng)段的PLC可以有效地連接和通訊。

2.IP地址規(guī)劃：為每個PLC分配合適的IP地址，確保它們在網(wǎng)絡中的唯一性和可達性。

3.配置路由器和交換機：使用這些網(wǎng)絡設備來連接不同的網(wǎng)絡段，并確保數(shù)據(jù)包能夠正確地在它們之間轉(zhuǎn)發(fā)。

4.選擇和配置通訊協(xié)議：根據(jù)系統(tǒng)需求選擇合適的通訊協(xié)議，并在PLC上進行相應的配置。

5.安全措施：實施必要的網(wǎng)絡安全措施，如使用VPN和防火墻，以保護通訊過程的安全。

6.測試和優(yōu)化：在系統(tǒng)部署后，進行充分的測試，確保通訊的穩(wěn)定性和效率，并根據(jù)測試結果進行優(yōu)化。

結論

在實現(xiàn)不同網(wǎng)段PLC通信時，安全性是一個重要的考慮因素。確保使用加密技術、VPN和其他安全措施來保護通信。此外，遵循最佳實踐，如定期更新設備軟件、限制不必要的網(wǎng)絡訪問等，也是非常重要的。

不同網(wǎng)段的PLC通訊是實現(xiàn)工業(yè)自動化系統(tǒng)高效運作的關鍵。通過采用合適的通訊技術和策略，不僅可以提高生產(chǎn)效率和系統(tǒng)靈活性，還可以增強數(shù)據(jù)的安全性。隨著工業(yè)4.0的推進，不同網(wǎng)段的PLC通訊技術將不斷發(fā)展，為智能制造提供更加堅實的基礎。

審核編輯 黃宇