简单地说，自动化控制系统的历史大致可分为三个阶段：1.集中式控制系统

20世纪50年代前后，现场的仪表和自动化设备提供的都是模拟信号，这些模拟信号统一送往集中控制室的控制盘上，操作员可以在控制室中集中观测生产流程各处的情况。但是，模拟信号的传递需要一对一的物理连接，信号变化缓慢，计算速度和精度都难以保证，信号传输的抗干扰能力也很差，传输距离比较短。

MPI通信2.2.1 MPI概述

MPI通信是当通信速率要求不高、通信数据量不大时，可以采用的一种简单经济的通信方式。MPI通信可使用PLC S7-200/300/400、操作面板TP/OP及上位机MPI/PROFIBUS通信卡，如CP5512/CP5611/CP5613等进行数据交换。MPI网络的通信速率为19.2kbit/s～12Mbit/s，通常默认设置为187.5kbit/s，只有能够设置为PROFIBUS接口的MPI网络才支持12Mbit/s的通信速率。MPI网络*多可以连接32个节点，*大通信距离为50m，但是可以通过中继器来扩展长度。2.2.2 MPI网络结构

西门子PLC S7-200/300/400 CPU上的RS485接口不仅是编程接口，同时也是一个MPI的通信接口，在没有额外硬件投资的状况下，可以实现PG/OP、全局数据通信以及少量数据交换的S7通信等通信功能。其网络上的节点通常包括S7 PLC、TP/OP、PG/PC、智能型ET200S以及RS485中继器等网络元器件。MPI*大通信距离为50m，也可以使用RS485中继器进行扩展，扩展的方式有两种：

两个站点之间没有其他站，MPI站到中继器距离*大为50m，两个中继器之间的距离*大为1000m，*多可以连接10个中继器，所以两个站之间的*大距离为9100m。

如果在两个中继器之间也有MPI站，那么每个中继器只能扩展50m。MPI为RS485接口，需要使用PROFIBUS总线连接器（并带有终端电阻）和PROFIBUS电缆，如果使用其他电缆和接头，则不能保证通信的质量和距离。在MPI网络上至多可以有32个站，但当使用中继器来扩展网络时，中继器也占节点数。

2.2.3 MPI参数的设置

设置MPI参数可分为两个部分：PLC侧和PC侧MPI的参数设置。

为了解决模拟信号的这些缺点，一部分模拟信号被数字信号所替代，这些信号都接入到主控室的中心计算机上，由其进行统一监视和处理。通过使用数字技术，克服了模拟技术的缺陷，延长了通信距离，提高了信号精度。不过，由于当时计算机技术的限制，中心计算机并不可靠，一旦中心计算机出现故障，将会导致整个系统的崩溃。

随着市场竞争的逐渐激烈，企业在市场上面临越来越大的竞争压力。对市场的需求，企业要能够及时反应，同时还要控制成本，保证质量。因此，用户需要的是一个完整的从现场级到工厂管理级的自动化控制解决方案，帮助工厂降低单位能耗，提高产品质量，实现更好的供应链管理，从而提高自身在市场上的竞争力。

而传统的自动化系统大多是以单元生产设备为核心进行检测和控制，生产设备之间易形成“自动化孤岛效应”。这种“自动化孤岛效应”式的单机自动化缺乏信息的共享和生产过程的统一管理，已无法满足现代工业生产的要求。

为了提高企业的市场竞争力，实现其**经济效益的目标，必须将自动化控制、制造业执行系统（MES）和企业资源计划（Enterprise Resource Plan，ERP）系统三者完美地组合在一起。

西门子全集成自动化顺应了自动化变革的趋势，将公司的供应链、企业生产现场和管理层无缝地整合在一起，实现了企业信息系统的横向和纵向集成，对提高投资回报率和降低运营成本起决定性作用。不仅是过程自动化还是生产自动化，全集成自动化提供了一个通用的平台，可覆盖所有的自动化方面。事实上，迄今为止，西门子公司提供的基于集成平台的控制系统是全球唯一一家可以用于工厂自动化也可以用于过程自动化的控制系统。

工业通信网络结构，一般而言，企业的通信网络可划分为三级：企业级、操作控制级和现场级。

（1）企业级通信网络

企业级通信网络用于企业的上层管理，为企业提供生产、经营、管理等数据，通过信息化的方式优化企业的资源，提高企业的管理水平。

（2）操作控制级通信网络

介于企业级和现场级之间。它的主要任务是解决车间内各个需要协调工作的不同工艺段之间的通信，从通信需求角度看，要求通信网络能够高速传递大量信息数据和少量控制数据，同时具有较强的实时性。对车间级通信网络，使用较多的解决方案是工业以太网。

PROFIBUS符合****IEC61158，是目前国际上通用的现场总线标准之一，并以其独特的技术特点、严格的认证规范、开放的标准、众多厂商的支持和不断发展的应用行规，成为现场级通信网络的*优解决方案，其网络节点数已突破1000万个，在现场总线领域里遥遥领先。

PROFIBUS协议包括三个部分：

PROFIBUS-DP：主站和从站采用轮询的通信方式，支持高速的循环数据通信，主要用于自动化系统中现场级的通信。

PROFIBUS-PA电源和通信数据通过总线并行传输，主要用于面向过程自动化系统中本质安全要求的防爆场合

PROFIBUS-FMS：定义了主站和从站之间的通信模型，主要用于自动化系统中车间级的数据交换。

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使用SIMATIC NET，可很容易地实现工业控制系统中数据的横向与纵向集成，很好地满足工业领域的通信要求。而且，借助于集成的网络管理功能，用户可以在上层网络中很方便地实现对整个网络的监控。

在SIMATIC NET的范畴内使用了许多通信技术，除了上面提过的工业以太网和PROFIBUS外，在通信、组态、编程中也还需要使用其他一些通信技术，下面逐一地进行简单介绍。

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1）MPI（Multi-Point Interface，多点接口）协议：MPI通信用于小范围、小点数的现场级通信。MPI是为S7/M7和C7系统提供的多点接口，它设计用于编程设备的接口，也可以用来在少数CPU之间传递少量数据。

2）点对点（point-to-point）连接：严格地来说，点对点连接并不是网络技术。在SI- MATIC中，点对点连接通过串口连接模块来实现。

3）AS-Interface称为传感器/执行器接口：是用于自动化系统*底层的通信网络。它被专门设计用来连接二进制的传感器和执行器。