西门子PLC与监控计算机通信问题的研究

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在这个信息化快速发展的时代，计算机技术已经得到了广泛的应用，有效的促进我国当代社会的进步。在当代社会发展中，西门子plc作为一种强大的控制设备，在我国当前工业生产以及自动控制系统中得到了普遍的应用。现代社会发展对计算机通信性能的要求越来越高，而西门子PLC设备与计算机之间有着密切的联系，同样PLV与监控计算机之间的通讯问题一直是数控用户普遍关心的问题。本文以西门子PLC设备为对象，就PLC与监控计算机通信问题进行了相关的研究。

【关键词】PLC 监控计算机 通信

科学技术的创新推动了计算机技术的应用与发展，PLC作为当代科学技术发展下产生的一种产物，其在我国当前社会工业生产过程中的应用越来越普及，为我国工业生产的效率提供了技术保障。然而随着社会的进步以及科技的发展，PLC的需求量逐渐增加，其功能也在不断完善。新一代西门子PLC装置在满足当代工业发展的需求的同时，利用先进的计算机技术，实现操作系统的可控制，在这一过程中，保持PLC装置与监控计算机的通信性能对我国当前工业的发展有着举足轻重的作用。

1 西门子PLC的概述

西门子PLC是有德国西门子公司生产的一种可编程序控制器。PLC作为一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。随着国际化合作水平的不断加深，这种可编程序控制器在我国的工业生产中的应用也越来越普及。当前西门子PLC产品主要包括LOGO、S7-200、S7-1200、S7-300、S7-400等。 西门子S7系列PLC体积小、速度快、网络通信能力强、可靠性高。在PLC投入运行后，其工作一般分输入采样、用户程序执行以及输出刷新三个阶段。

2 西门子PLC与监控计算机的通信

在当前市场环境下，市场竞争越来越激烈，在我国各工业生产过程中，谁掌握了先进的科学技术，谁就能够拥有市场竞争的领先权。随着PLC装置的广泛应用以及计算机信息技术的发展，现代西门子PLC产品已经与监控计算机实现了完美的结合，有效的保障了计算机网络的通信性能。在我国当代工业生产过程中，计算机与PLC集成控制系统由生产系统和非生产系统二部分组成。生产系统主要由微型机、适配器、PLC、执行机构及现场仪表等部分组成。非生产系统主要由工艺流程模拟显示屏、电视监视设备、现场通话设备、质量检查系统、管理信息系统等部分组成。中央控制室负责处理来自生产系统和非生产系统的大量信息。通过计算机与PLC集成控制系统，按照一定的网络协议，将工业生产的各个部门、各个生产线联成了密不可分的整体，从而最大限度地利用了信息资源。当任意两台设备之间有信息交换时，它们之间就产生了通信。PLC通信是指PLC与PLC、PLC与计算机、PLC与现场设备或远程I/O之间的信息交换。PLC通信的任务就是将地理位置不同的PLC、计算机、各种现场设备等，通过通信介质连接起来，按照规定的通信协议，以某种特定的通信方式高效率地完成数据的传送、交换和处理针对企业来说，在利用PLC与监控计算建立通信系统时，为了降低企业的成本，在西门子PLC采用通信电缆代替传统的通信模块，在电缆接口处采用先进的电路设计技术以及单片机技术。PLC以扫描的方式一次读入所有输入状态和数据， 监控计算机按照既定的网络协议，例如Profibus、PPI，从而实现计算机与PLC之间的通信，从而确保工业生产古城中资源的优化配置和合理利用。

3 PLC与监控计算机的通信方法

在大多数控制系统中，仅仅是实现控制是不够的，在许多情况下也需要监控界面对工艺过程和参数进行监控。西门子公司生产PLC构成的控制系统的监控功能一般由以下三种方法来实现：采用组态软件来组态监控界面；第三方软件编制的监控软件监控；使用触摸屏监控。

3.1 用组态软件WinCC实现监控

PROFIBUS是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术。可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络，从而为实现工厂综合自动化和现场设备智能化提供了可行的解决方案。PROFIBUS协议通常用于实现与分布式I/O（远程I/O）的高速通讯。可以使用不同厂家的PROFIBUS设备。这些设备包含普通的输入/输出模块、电机控制器和PLC。PROFIBUS网络通常有一个主站和若干个I/O从站，从站的类型和站号由主站初始化，使网络上的从站设备与配置相匹配[4]。主站不断地读写从站的数据。当一个DP主站成功的配置了一个DP从站之后。他就拥有了这个从站设备。如果在网络上有第二个主站设备，他对第一个主站的从站访问将受到限制。WinCC与PLC之间的通信功能强大，灵活性好，可靠性高。

3.2 第三方软件编制的监控软件实现监控

随着科学技术的发展，现代可编程软件越来越多，例如VB、VC等第三方软件，这些软件编制的监控软件灵活性好，系统投资低，能适用于各种系统。第三编制软件根据PLC以及监控计算机系统的通信需求，通过属性、方法和事件来说明和衡量一个对象的特征。通过拟设一个命令，然后进行程序编辑，最后通过输出按钮，来完成但开发工作量大，可靠性难保证，除了对技术人员的经验和技术水平的要求较高外，还必须购买通信协议软件，在系统资金投资有限，技术人员水平较高的情况下可以采用此方法。

3.3 采用触摸屏进行监控

触摸屏幕监控是采用一台服务器来监视并记录所有局域网内员工机的电脑屏幕画面。制软件是一款圆孔性能突出的监控软件，仅须输入对方的IP和控制密码就能实现千里之外的远程监控。软件使用UDP协议穿透内网，不用做端口映射，用户就能在任何一台可以上网的电脑都连接远端电脑，进行远程办公和远程管理。可靠性高，监控实现容易，触摸屏与PLC之间的通讯问题生产厂商已处理好，用户不用考虑，可以大大缩短工程周期。

3.4 通过OPC服务器的通信

OPC服务器通过，变量名对应变量地址（PLC中的地址），wincc等上位监控显示软件，作为OPC客户端连接OPC服务器中的变量。西门子PLC统与监控计算机通过 OPC 接口访问 PROFINET CBA 组件中的变量 使用由 PROFINET 工程工具 SIMATIC iMAP 和 STEP 7 定义的对象和符号。 对现有设备或系统添加 PROFINET 功能。 由此可与其它通讯协议同时使用，例如用于工业以太网的 SOFTNET-S7 S7 通讯。 OPC Scout 作为具有浏览器功能的 OPC 客户机，可用于 PROFINET CBA 组件的变量访问。 OPC服务器听过接受信息源，通过网络协议来实现信息的传输，根据对象名、以及地址来输送，从而实现PLC与监控计算机的通信。

4 结语

随着计算机科学技术、工业控制等方面的新技术的迅速发展，计算机监控系统由早期的集中式监控向全分布式的方向发展，计算机监控系统软件也从早期面向功能的系统，随着面向对象技术、分布式对象计算、多层次Client/Server技术的成熟，发展为面向具体现场设备为特征的面向对象的计算机监控系统。西门子PLC作为一种数控装置，在我国当前工业生产过程中有着不可替代的作用。在当今信息化高速发展的时代，计算机监控系统规模越来越大，不同厂家生产的现场设备的种类在不断的增加，由于不同厂家所提供的现场设备的通讯机制并不相同，计算机监控系统软件需要开发的设备通信驱动程序也就越来越多，西门子PLC装置与监控计算建立通信系统，通过多种通信方式和方法来实现通信的稳定性、可靠性，从而为工业的生产提供了技术保障。

参考文献

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南京审计学院 江苏省南京市 210000