西门子PLC与监控计算机通信问题的研究

西门子PLC与监控计算机通信问题的研究

叶锡孙

厦门烟草工业有限责任公司福建厦门361022

摘要：传统的工业自控系统与视频监控系统，不管是硬件还是软件，都是相互独立的。这就使得控制人员在使用时，必须在两个系统间来回操作，影响了生产效率。本文就西门子PLC与监控计算机通信问题进行阐述。

关键词：西门子PLC；监控；计算机通信；研究

1西门子PLC的概述

西门子PLC是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。西门子PLC系统采用主从站结构，主站采用S7-400PLC，从站采用S7-300或S7-200PLC，主站与从站、I/O模块通过现场总线连接。每个主站S7-400PLC通过CP模块CP443-1连接到SIXNETET-9RS实时环交换机后接人到工业以太网中。利用西门子SIMATICSTEP7对每个PLC站点进行硬件组态时，可在CP443-1中设置IP地址如192.168.0.2，子网掩255.255.255.0，这样就可在WinCC组态时通过TCP/IP驱动建立与各个PLC站点的通信，建立

相应的过程变量，从而实现PLC系统的数据监测和生产控制。

2西门子PLC与监控计算机的通信

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。

3PLC与监控计算机的通信方法

3.1硬件组态视频监控系统

视频监控设备采用支持TCP/IP协议的网络摄像机，包括可控制一体球机和普通摄像机。多个摄像机连接到具备POE供电的交换机，再连接到SIXNETET-9RS实时环交换机后接人到工业以太网中。每个网络摄像机设置与西门子PLC系统相同IP段的不同IP地址如192.168.0.3，子网掩码255.255.255.0，这样就可在WinCC组态时通过IP地址连接到相应摄像机的监控画面。另外，使用NVR录像机对各网络摄像机进行监控录像，设置相应的IP地址和子网掩码，就能在WinCC组态中翻查录像。

3.2用组态软件WinCC实现监控

3.2.1WinCC同PLC的通信

WinCC之所以具有了开放性良好以及灵活性高的特点就是因为其过程的监控软件采用了是最新的三十位技术的。因此WinCC可以适应单用户系统，也可以适应多冗余的服务器或者是多用户系统，通过ActiveX以及SQL和OPC这些标准接口，WinCC可以同其他的软件方便的实行通信。PP1以及Profibus就是常采用的两种用于PLC以及WinCC之间的通信.

3.2.2第三方软件编制的监控软件实现监控

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。

3.2.3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。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。

3.3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PROFINETCBA组件中的变量使用由PROFINET工程工具SIMATICiMAP和STEP7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-S7S7通讯。

4结语

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，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。随着工业自动化技术的发展，为了充分利用和整合资源，本文所设计的基于西门子PLC自控系统与视频监控的融合应用，减少了建设投人，实现了在同一监控画面中集成了PLC系统的工艺监控和视频监控，满足控制人员的统一控制需求。

参考文献：

[1]殷晓磊.西门子PLC与监控计算机通信问题的研究[J].电子技术与软件工程,2014(23):251-252.

[2]唐明涛,杜玲云.组态软件Kingview与西门子S7-200PLC通信连接方式研究[J].电子技术与软件工程,2016(24):35-35.