PLC通信的案例
終于有人把西門子PLC通信說明白了！
最近西門子PLC價格大幅上調，在工控界引起了不小的風波，不僅漲價，甚至還缺貨，導致很多人不得不更改方案。聽說最近已經完成了芯片替換，希望不久能 夠恢復供貨，并把價格回調。
通過這件事，從側面可以看出，西門子在工控領域的市場占有率很大，那么對于上位機開發人員來說，使用西門子PLC作為下位機，我們應該如何與之進行通信呢？
西門子PLC支持很多種通信協議，主要分為兩種，一種是串口通信，一種是以太網通信，同時也可以通過OPC實現數據通信。
串口通信
西門子PLC支持串口通信，在S7-200和S7-200Smart中，都直接集成了串口，但是從S7-1200到S7-1500，慢慢都取消掉了，如果需要，可以通過擴展模塊的方式來增加，出現這種現象的原因，其實也是工業發展的必然結果。串口通信的優勢在于簡單、成本低，但是劣勢也非常明顯，就是傳輸效率低。西門子早期的串口通信主要是Profibus DP通信，但是上位機是無法直接與西門子PLC走Profibus DP通信的，因此，西門子PLC常用的串口通信方案如下所示：
PPI通信：PPI通信只針對S7-200和S7-200 Smart系列PLC，其他型號不支持。
ModbusRTU主站：西門子PLC對Modbus協議支持還是比較不錯的，這里是指PLC做Slave（即從站），上位機做Master（即主站）。
ModbusRTU從站：這里是指PLC做Master（即主站），上位機做Slave（即從站）。
以太網通信
西門子PLC通信還是以太網通信為主，我們常說的西門子通信協議分別是S7協議和Profinet協議，但是Profinet是一種總線協議，目前，C#是無法直接與西門子PLC走Profinet通信的。
展開 KUKA與西門子1200PLC的通信連接
KUKA與西門子1200PLC的通信連接
S7-1500 PLC的通信基礎知識
西門子S7-1500PLC運用于中大型項目，是S7-300/400PLC的升級版，相比于200/200 SMART PLC 來說，1500稍微難一點，其中通信是比較重要的一環，已經涉及到高級應用，今天咱們就來說說1500PLC的通信知識。
一、（1）串行通信與并行通信
串行通信和并行通信是兩種不同的數據傳輸方式。
（2）單端和差分
（3）單工、雙工不半雙工：這是通信中描述數據傳送方向的與用術語。
1）單工（Simplex）：指數據只能實現單向傳送的通信方式，一般用于數據的輸出，不可以迚行數據交換。
2）全雙工（Full Simplex）：也稱雙工，指數據可以進行雙向數據傳送，同一時刻既能發送也能接收數據。通常需要兩對雙絞線連接，通信線路成本高。如：RS-422。
3）半雙工（Half Simplex），如RS-485，最常用
二、RS-485引腳
三、OSI參考模型
通信網絡的核心是OSI（開放式系統互聯）參考模型。1984年，國際標準化組織（ISO），提出的開放式系統互聯的七層模型。OSI模型自下而上分為：物理層、數據鏈接層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。（也可把5、6、7層作應用層）
（1）物理層（Physical Layer）：定義了傳輸介質、連接器和信號収生器的類型，規定了物理連接的電氣、機械功能特性，如電壓、傳輸速率、傳輸距離等特性。典型的物理層設備有集線器（HUB）和中繼器等。有了物理層，就可以通過線路跟另一臺電腦交流。
展開 西門子PLC通信200smart與1200PLCS7通信
圖1-8監控S7連接狀態
S7連接成功建立后，S7-1200觸發PUT/GET指令，通過TIA軟件監控表和STEP7 Micro/WIN SMART 軟件的狀態表，可以監控數據通信是否正常。
注意：S7-200SMART中V區對應于DB1，即在PUT指令中使用的通信伙伴數據區ADDR_1=P#DB1.DBX0.0BYTE 200在S7-200SMAR中對于為VB0~VB199。
本文檔中S7-200SMART 做S7通訊的服務器，占用S7-200SMART PLC 的服務器連接資源，S7-200SMART PLC 本身不需要編寫通訊程序。
S7-1200與S7-200SMART S7 通訊的另外一種方法是S7-200SAMRT PLC做客服端，S7-1200做服務器。該方式需要S7-200SMART調用PUT/GET指令，S7-1200側不需要編寫通訊程序。
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專業講解S7-1500PLC通信原理，這可是高級應用的重點
西門子S7-1500PLC運用于中大型項目，是S7-300/400PLC的升級版，相比于200/200 SMART PLC 來說，1500稍微難一點，其中通信是比較重要的一環，已經涉及到高級應用，今天咱們就來說說1500PLC的通信知識。
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（1）串行通信與并行通信
串行通信和并行通信是兩種不同的數據傳輸方式。
（2）單端和差分
（3）單工、雙工不半雙工：這是通信中描述數據傳送方向的與用術語。
①單工（Simplex）：指數據只能實現單向傳送的通信方式，一般用于數據的輸出，不可以迚行數據交換。
②全雙工（Full Simplex）：也稱雙工，指數據可以進行雙向數據傳送，同一時刻既能發送也能接收數據。通常需要兩對雙絞線連接，通信線路成本高。如：RS-422。
③半雙工（Half Simplex），如RS-485，最常用
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RS-485引腳
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OSI參考模型
通信網絡的核心是OSI（開放式系統互聯）參考模型。1984年，國際標準化組織（ISO），提出的開放式系統互聯的七層模型。OSI模型自下而上分為：物理層、數據鏈接層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。（也可把5、6、7層作應用層）
（1）物理層（Physical Layer）：定義了傳輸介質、連接器和信號収生器的類型，規定了物理連接的電氣、機械功能特性，如電壓、傳輸速率、傳輸距離等特性。典型的物理層設備有集線器（HUB）和中繼器等。有了物理層，就可以通過線路跟另一臺電腦交流。
展開 西門子PLC的幾種通信方式介紹
PROFIBUS-DP通信的結構非常精簡，傳輸速度很高且穩定，非常適合PLC與現場分散的I/O設備之間的通信。
PLC的RS485通信接口常見故障原因及解決辦法
基于此考慮，在進行通信接頭插拔的時候，盡量使設備處于斷電狀態。
（2）連接在rs-485總線上的其它設備產生的瞬態過電壓或過電流同樣會流入到plc，總線上連接的設備站點數越多，產生瞬態過電壓的因素也越多。
（3）當通信線路較長或有室外架空線時，雷電是必須考慮的干擾。雷電是主要的自然干擾源，雷電產生的干擾可以傳輸到數千公里以外的地方。雷電干擾的時域波形疊加成隨機脈沖背景上的一個大尖峰脈沖，這個能量巨大的尖峰脈沖必然會在線路上造成過電壓，造成plc等通信網中所連設備的損壞，應該加以避免或降低損壞程度，減少損失。
3、解決方法
1.從plc內部考慮
（1）采用隔離的dc/dc將24v電源和5v電源隔離，我們分析了三菱、歐姆龍、施耐德plc以及西門子的profibus接口均是如此
（2）選用帶靜電保護、過熱保護、輸入失效保護等保護措施完善的高擋次rs-485芯片，如：sn65hvd1176d、max3468esa等，這些芯片價格一般在十幾元至幾十元，而sn75176的價格僅為1.5元。
（3）采用響應速度更快、承受瞬態功率更大的新型保護器件tvs或bl浪涌吸收器，如p6ke6.8ca的鉗制電壓為6.8v，承受瞬態功率為500w，bl器件則可抗擊4000a以上大電流沖擊。若使用不帶故障保護的芯片，如sn75176，可在軟件上作一些處理，從而避免通信異常。即在進入正常的數據通信之前，由主機預先將總線驅動為大于+200mv，并保持一段時間，使所有節點的接收器產生高電平輸出。這樣，在發出有效數據時，所有接收器能夠正確地接收到起始位，進而接收到完整的數據。
展開 西門子PLC的幾種通信方式介紹
PROFIBUS-DP通信的結構非常精簡，傳輸速度很高且穩定，非常適合PLC與現場分散的I/O設備之間的通信。
西門子PLC的幾種通信方式介紹
PROFIBUS-DP通信的結構非常精簡，傳輸速度很高且穩定，非常適合PLC與現場分散的I/O設備之間的通信。
西門子PLC有幾種通信方式？
PROFIBUS-DP通信的結構非常精簡，傳輸速度很高且穩定，非常適合PLC與現場分散的I/O設備之間的通信。
在WinCC顯示與1500的通信狀態
WinCC V7.4SP1中針對S7-1200 或 S7-1500通信，可以創建狀態變量和控制變量，用來顯示和控制S7-1200 或 S7-1500 PLC的通信。
首先WinCC V7.4SP1與S7-1200/1500 PLC建立通信連接。
詳細組態步驟請參考以下視頻：
WinCC V7.3與S7-1200/1500的通信方法(視頻)
打開變量管理器，在與S7-1200 或 S7-1500通信連接下面，創建2個變量：
變量：@<連接名稱>@<ForceConnectionState
數據類型：無符號的32位值
數值含義：
“1”：已建立連接。此變量起始值建議設置為1。
“0”：連接被終止。
此變量用于控制PLC通信連接，例如可以組態在按鈕事件中用于建立/斷開通信連接。
變量：@<連接名稱>@ConnectionState，用于顯示當前通信連接的狀態。
數據類型：二進制變量
數值含義：
“1”：連接準備就緒。
“0”：連接被終止。
此變量用于顯示PLC通信連接狀態，例如可以組態于指示燈背景色，顯示通信連接狀態。
為2個變量分配的PLC數據地址，一定不要被其它程序所使用。
在畫面中添加I/O域并關聯以上2個變量，并且添加系統診斷視圖用于診斷通信連接。
系統診斷視圖的用法，請參考以下文檔：
WinCC7.4SP1使用系統診斷控件對S7-1200/1500進行系統診斷
項目激活運行后，可以看到通信已建立，2個變量值都為1。
給控制變量賦值為0后，可以看到通信斷開，顯示變量值也變為0。
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PLC的應用領域都有哪些？
作為工業控制計算機，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環控制。
PID調節是一般閉環控制系統中用得較多的調節方法，大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運行專用的PID子程序。
數據處理
現代PLC具有數學運算（含矩陣運算、函數運算、邏輯運算）、數據傳送、數據轉換、排序、查表及位操作等功能，可以完成數據的采集、分析及處理。
這些數據可以與存儲在存儲器中的參考值比較，進而完成一定的控制操作；也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或將它們打印制表。
數據處理一般用于大型控制系統，如無人控制的柔性制造系統；也可用于過程控制系統，如造紙、冶金、食品工業中的一些大型控制系統。
通信及聯網
PLC通信含PLC間的通信及PLC與其他智能設備間的通信。隨著計算機控制的發展，工廠自動化網絡發展得很快，各PLC生產廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網絡系統。
新近生產的PLC都具有通信接口，通信非常方便。紛紛推出各自的網絡系統。新近生產的PLC都具有通信接口，通信非常方便。
展開 學三菱、西門子電氣自動化PLC，讓教育幫助你職場上錦上添花
世界上各主要PLC廠家的產品幾乎都有運動控制功能，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。
過程控制
過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環控制。作為工業控制計算機，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環控制。PID調節是一般閉環控制系統中用得較多的調節方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運行專用的PID子程序。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用。
通信及聯網
PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設備間的通信。隨著計算機控制的發展，工廠自動化網絡發展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網絡系統。新近生產的PLC都具有通信接口，通信非常方便。
從技術上看，計算機技術的新成果會更多地應用于可編程控制器的設計和制造上，會有運算速度更快、存儲容量更大、智能更強的品種出現。學好PLC編程，鍵盤鼠標都要配合使用。在電腦硬件方面，電腦配置要求，串口以及外置接口在學習中自然而然學好了。
從產品規模上看，會進一步向超小型及超大型方向發展;從產品的配套性上看，產品的品種會更豐富、規格更齊全，完美的人機界面、完備的通信設備會更好地適應各種工業控制場合的需求。學會PLC編程，觸類旁通，機械、氣動、液壓、各種產品的生產工藝久而久之也會由陌生變熟悉，甚至精通。網絡的發展情況來看，可編程控制器和其它工業控制計算機組網構成大型的控制系統是可編程控制器技術的發展方向。伴隨著計算機網絡的發展，可編程控制器作為自動化控制網絡和國際通用網絡的重要組成部分，將在工業及工業以外的眾多領域發揮越來越大的作用。
展開 PLC控制，硬線連接與通信連接的優缺點
以前和大家聊過，一些大型智能工廠中，通常使用一個或者多個大型PLC組成處理核心，所有重要的設備都需要由這個統一的核心進行控制，這么做的好處是，信息可以高度整合；
那么到底使用一個PLC還是多個PLC呢？那取決于工廠的大小，就是說大型PLC也不是可以無限使用，也有容量，程序太多了響應時間自然變慢，所以需要多個PLC共同完成。
或者因為一些技術原因或者設備供應商的原因，需要將多個沒有任何關聯的設備買回來，它們一般都有單獨的處理單元，然后進行改造，根據生產的需求將信號整合到一起。
如果使用多個PLC，那么問題就來了，他們之間如何進行信號交換？
一般的方式有兩種：
一、通訊
比如說PROFIBUS，PROFINET,Modbus,自由口通訊等等，這是一種硬件+軟件的方式，一般來說同一品牌的PLC比較容易進行通訊，但使用起來需要對PLC有一定的了解，上手難度相對來說高一些。
二、硬線交換信號
這里的硬線不是指電纜的軟硬，而是指相對于通訊的方式較硬一點而已，硬線的方式和PLC的品牌沒有關系，雙方的信號通過繼電器進行過渡即可，這一方式不需要進行軟件編程，只需要電纜即可，所以操作系數較高，所以比較容易被人所接受。
因為工廠設備的改造升級，2018年我調試投產了幾臺可移動的自動化設備，新設備是一套附設設備，需要與主設備進行信號交換，設計之初，考慮其維護方便等一系列問題，而且該附屬設備需要移動，于是將這個交換信號做成硬線+航空插頭，運行良好，但一直對硬線不放心，害怕因為工人操作失誤將航空插頭損壞而導致電纜短路，進而產生其他問題。好在設計時電纜與航空插頭都選用質量較好的，運行大半年沒有出現過問題。
展開 PLC通訊MODBUS協議的應用及編程，大神總結就是不一樣
寄存器參數（數據）：要改寫的數據（主機改寫），或讀取的數據（從機應答）；
四：程序編程編寫及講解
結論：以上是對PLC通信舉的例子，只要設置這幾個特殊寄存器就可以通信了，特別是要對RS通信指令的應用核對PLC通信中所用到的特殊寄存器等等。
（來源：網絡，版權歸原作者所有，侵刪）
