【分享】通讯与硬线交换信号的优缺点

今天给大家介绍一下工控系统中的一个常见概念：硬线交换信号和不同设备间的通讯。

一些大型智能工厂中，通常使用一个或者多个大型PLC组成处理核心，所有重要的设备都需要由这个统一的核心进行控制，这么做的好处是，信息可以高度整合。

那么到底使用一个PLC还是多个PLC呢？那取决于工厂的大小，就是说大型PLC也不是可以无限使用，也有容量，程序太多了响应时间自然变慢，所以需要多个PLC共同完成。

或者因为一些技术原因或者设备供应商的原因，需要将多个没有任何关联的设备买回来，它们一般都有单独的处理单元，然后进行改造，根据生产的需求将信号整合到一起。

如果使用多个PLC，那么问题就来了，他们之间如何进行信号交换？一般的方式有以下两种：

一、通讯

比如说PROFIBUS，PROFINET,Modbus,自由口通讯等等，这是一种硬件+软件的方式，一般来说同一品牌的PLC比较容易进行通讯，但使用起来需要对PLC有一定的了解，上手难度相对来说高一些。

二、硬线交换信号

这里的硬线不是指电缆的软硬，而是指相对于通讯的方式较硬一点而已，硬线的方式和PLC的品牌没有关系，双方的信号通过继电器进行过渡即可，这一方式不需要进行软件编程，只需要电缆即可，所以操作系数较高，所以比较容易被人所接受。

因为工厂设备的改造升级，2018年我调试投产了几台可移动的自动化设备，新设备是一套附设设备，需要与主设备进行信号交换，设计之初，考虑其维护方便等一系列问题，而且该附属设备需要移动，于是将这个交换信号做成硬线+航空插头，运行良好，但一直对硬线不放心，害怕因为工人操作失误将航空插头损坏而导致电缆短路，进而产生其他问题。好在设计时电缆与航空插头都选用质量较好的，运行大半年没有出现过问题。

但使用了一段时间以后，因为整体工艺升级，需要将设备整合到一起，也就意味着需要传输更多的信息，包括一些模拟量信号等等，所以考虑将该硬线做成以太网通讯，没想到该想法遭到了很多人的反对。

主体设备使用西门子S1200，附属设备使用西门子S7-200smart，都有以太网口，改造起来只需要将硬线拆除，增加交换机，增加交换机的原因是还有多个触摸屏；修改程序，增加S7通讯就可以把连接方式从硬线做成S7通讯。

但是维修的工程师以及电工却普遍不想要这种方式，其原因是：

1、维护人员普遍来说水平不高，不知道通讯是什么原理，觉得这种方式不安全，且网线（即使是6类的）看起来也没有专用电缆+航空插头结实。

2、维修电工习惯使用万用表查找故障，且硬线电缆是看得见摸得找的，维修电工检查起来更直观。

3、对于交换机一类的互联网设备，一些维修基层人员觉得这是属于IT部门的，所以不希望也不准备接手。

但我却认为，以太网连接连接相比较硬线而言有以下优点： 

1、通讯之间只需要一根网线，维修和安装都很方便；硬线通讯需要接头，一般质量较好的是金属航空插头，电缆是焊接在插头上的，损坏后维修与更换都较麻烦，而网线只需要更换一根成品线即可。

2、介于通讯双方都有触摸屏，因此可以将通讯双方的信号都做到触摸屏上，你来我往都可以清清楚楚地显示出来，查找故障不会比硬线麻烦。

3、通讯的方式比硬线更加安全，因为通讯是有协议的，一旦网线损坏等等，PLC是可以识别出来的，而硬线则是单独的信号线，一旦信号短路了，系统无法识别。

4、通讯的方式更加容易系统集成，这对于将现有设备整合到一起是一个必要的条件，也可以使得整体设备运行更加平稳。做过项目的人都知道：将两个单独的设备整合到一起有很多种方式，可以简单的进行逻辑处理，但更加完美的方案是深层次的信息交流，做到信息互通，使得整个生产工艺类于一个系统。

5、相比较硬线而言，通讯是一个更加先进的技术，时代在发展，搞技术的更应该加强学习，所以即使是基层的维修电工也需要学习进而充实自己。

最后在我的强烈建议下，我尝试将第一台设备改为以太网S7连接，平稳运行了将近1个月后没有出现任何问题，而且硬线有时会出现小信号干扰，所以为了处理这一干扰，特意在程序里增加了一个软件滤波，这无形中也增加了生产时间，降低了生产效率，而在改成以太网以后，不仅稳定性得到了保障，而且不需要增加滤波，也就缩短了生产周期，提高了生产效率。