上位機開發之西門子PLC-S7通訊實踐
- 2020 年 6 月 8 日
- 筆記
- C#工控上位機編程, PLC-S7PLC-S7
寫在前面：
就目前而言，在中國的工控市場上，西門子仍然佔了很大的份額，因此對於上位機開發而言，經常會存在需要與西門子PLC進行通訊的情況。然後對於西門子PLC來說，通訊方式有很多，下面簡單列舉一下：
（1） S7通訊：PLC作為伺服器，上位機作為客戶端
（2） 開放式TCP通訊：PLC作為伺服器，上位機作為客戶端
（3） 開放式TCP通訊：PLC作為客戶端，上位機作為伺服器
（4） ModbusTCP通訊：PLC作為伺服器，上位機作為客戶端
（5） ModbusTCP通訊：PLC作為客戶端，上位機作為伺服器
（6） ModbusRTU通訊：PLC作為主站，上位機作為從站
（7） ModbusRTU通訊：PLC作為從站，上位機作為主站
（8） Simatic Net OPCDA通訊
（9） Simatic Net OPCUA通訊
（10） KepServer OPCDA通訊
（11） KepServer OPCUA通訊
由於篇幅有限，這次僅以西門子S7通訊為例，說明下如何基於S7通訊協議實現與西門子PLC之間的通訊。
1. PLC軟體安裝及配置
目前西門子PLC主要使用的軟體包括STEP7-MicroWIN SMART、SIMATIC STEP7以及TIA Portal。TIA Portal已經完全兼容STEP 7，因此以後應該是STEP 7-MicroWIN SMART作為小型PLC的編程軟體，TIA作為中大型PLC的編程軟體，這裡主要以博途為例進行說明：
如果大家需要軟體的，可以關注左上方公眾號，或者搜索微信公眾號：dotNet工控上位機，關注後發送關鍵詞：200SMART編程軟體即可獲取STEP 7-MicroWIN SMART V2.5軟體，發送關鍵詞：博圖V15即可獲取TIA V15.1編程軟體。
軟體安裝完成後，PLC的配置也很簡單，如果大家手頭沒有實際的PLC，也可以通過模擬的方式搭建PLC環境，具體可以參考文章：戳↓
基於S7-PLCSIM Advanced搭建S7通訊模擬環境
無論使用何種方式，以下兩個地方需要進行配置一下：
PLC配置一：需要將PLC的允許來自遠程對象的PUT/GET通訊訪問勾選。
PLC配置二：對於DB塊的訪問，需要取消勾選優化訪問。
2. 通訊平台測試
（1）完成以上配置後，就可以通過自己開發的喜科堂通訊測試平台軟體進行測試，導航欄中選擇西門子PLC，然後輸入正確的IP地址，在CPU類型中選擇自己的CPU類型：
圖表 1新閣通訊測試平台
（1）輸入完成之後，點擊建立連接，建立連接之後，日誌欄會有連接成功提示。
（2）在讀寫測試中，輸入相應的變數地址及變數類型，即可實現相關變數的通訊讀寫及測試。
圖表 2新閣通訊測試平台測試
3. 項目級別應用
通訊測試平台僅僅只是用於測試通訊是否正常，實現正常的單變數數據讀取和寫入。但是如果是項目級別開發，還需要有一套更完善的通訊架構，這裡我採用的是自主開發的上位機通訊配置一體化軟體（簡稱CMS配置軟體）。
（1）通過PLC設備右擊選擇西門子PLC，在打開的窗體中設置好相關參數：
設備名稱：根據實際情況填寫（無特殊字元即可）
設備備註：根據實際情況填寫（無特殊字元即可）
IP地址：根據實際PLC的IP地址填寫
機架號、插槽號：根據實際PLC的情況填寫
PLC類型：根據實際PLC的情況填寫
連接超時：PLC連接時的超時時間，默認是2000ms
容錯次數：判斷連接故障的容錯次數，默認為1，即表示某次讀取出錯，即判斷連接故障，根據實際情況可以適當放大
重連周期：通訊過程中，出現斷線時，重連的周期，默認是5000ms
圖表 3創建PLC
（2）在PLC設備下，右擊添加通訊組，根據需要填寫相應的存儲區及起始地址及長度：
圖表 4添加通訊組
（3）通訊組下面，根據實際情況配置相應的變數，輸入開始地址及變數類型即可，變數地址會自動變換，這裡可以輸入比例係數及偏移量，用於做線性變換使用：
圖表 5添加變數
（4）對於變數配置，左下角會有一個報警歸檔配置，主要用於配置該變數的報警類型、歸檔方式及設定限制：
圖表 6報警歸檔配置
（5）完成上述配置後，可以點擊保存配置，再點擊啟動運行，即可實現實時通訊：
圖表 7實時通訊
（6）同時可以通過另存為，存儲為一個配置文件的形式，再基於配置dll，可以通過快速方式實現配置解析及通訊數據解析，這樣整個項目的通訊框架即可搭建完成。
4. 整體總結
本文主要針對西門子PLC的通訊配置、通訊配置及項目應用做了較為詳細的描述，希望可以給一些想要去開發西門子PLC項目的同學一些幫助。這樣的一套思路同樣適用於其他品牌的PLC，我們旨在節約大家開發項目中在通訊方面的時間，而將更多的精力投放在項目製程開發中。
寫在後面：
很多小夥伴想要CMSPro軟體來進行學習，因此綜合考慮，現提供CMSPro軟體試用版供大家學習使用，試用版功能方面可能會存在部分刪減，但是可以滿足大部分小夥伴的學習需求，目前僅針對本公眾號粉絲，具體獲取方式，通過關注本公眾號：dotNet工控上位機，發送關鍵詞：CMSPro試用，即可獲取。同時我們的通訊庫xktComm.dll也提供試用版，大家可以通過nuget搜索xktComm，安裝使用，最後祝大家工作生活愉快。
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