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PLC编程—S7、OPC UA、Web通讯

news 2026/6/17 15:57:45

PLC的通讯一般有串口、网口通讯两大类。本节讲网口通讯，分为S7、OPC UA、WEB...；下一节将开放式用户通讯；

前言
要求：PLC的CPU属性设置
一、S7（PUT、GET）
- 1）在B-PLC中使用S7通信（PUT/GET）
- 2）注意事项：
二、OPC UA（Server、Client）
- 1）PLC作为OPC Server与Client用户通讯
- 2）PLC作为OPC Client与Server用户通讯
三、Web服务器（WWW）
- 1）PC端访问
- 2）移动端访问

前言

CPU 的 PROFINET 通信口主要支持以下通信协议及服务：

S7 通信
OPC UA 服务器
Web 服务器
开放式用户通信
PG 通信（编程调试）
HMI 通信

以太网通讯

要求：PLC的CPU属性设置

设备组态——防护与安全——（访问级别<完全访问>、连接机制<勾选允许PG/PC>)
项目——属性——保护<块编译时支持仿真>
通讯块程序一边写在循环中断块中（OB30…38）,缩短PLC循环时间，降低PLC通讯负载

SIMTIC NET
以太网通讯

一、S7（PUT、GET）

在不更改A-PLC程序的前提下，通过修改B-PLC程序实现与A-PLC的数据交换。最推荐、最可靠且最高效的方式是使用西门子S7-1500内置的S7通信协议（PUT/GET指令）。以下是详细的实现步骤和说明：

1）在B-PLC中使用S7通信（PUT/GET）

前提：

确保PLC A和PLC B通过工业以太网连接在同一个子网中（记录好两台PLC的IP地址）
A-PLC中的属性->常规->防护与安全”里“连接机制”一项需要勾选“允许来自远程对象的PUT/GET通信访问”（一般做项目的均默认勾选，未勾选的联系项目负责人进行程序修改）

步骤：

在B-PLC中创建用于通信的DB块（数据缓冲区）
- 创建接收（GET）映射区域
- 创建发送（PUT）映射区域
- 接收/发送数据的数据类型至少为Byte；要传送单个Bool除外
在B-PLC中编写GET通讯程序
- GET指令配置示例 (读取A-PLC的I区到B-PLC的DB)：
- 指令块：“Get” (在指令列表 -> “通信” -> “S7通信” 下)
- 参数：
  - REQ: 上升沿触发 (例如用时钟存储器M0.7-0.5Hz的上升沿 M0.5-1Hz测试不可-1.4)
  - ID: 连接标识符。关键步骤：在GET指令右上方的工具箱上点击。
    - 在弹出窗口中：“伙伴”选择“未知”。
    - 伙伴地址填写对应的IP
    - 连接名称新建“S7连接”；可以同一IP建立多个S7连接
    - 默认勾选主动建立连接；单向连接
  - ADDR_1: A-PLC源数据区域的指针。核心配置！
    - 部分连续读取：对于I3122.0开始的字节：P#I3122.0 BYTE 1(只关心I3122的2.3.4位，这是连续的，可读取一个字节)
    - 单个位读取：如果只读取一个位I880.7，则直接写：P#I880.7 BOOL 1
    - 多个区域读：ADDR_2.3.4中填写
  - RD_1: B-PLC目标DB接收区的指针。核心配置！
    - 部分连续接收：对于接收I3122.2.3.4填写：DB50.DBB0/ P#DB50.DBX0.0 Byte 1
    - 单个位接收：位I880.7的接收填写：B50.DBX3.1/ P#DB50.DBX3.1 BOOL 1
    - 多个区域接收：RD_2.3.4中填写
  - DONE, BUSY, ERROR, STATUS: 用于监控指令执行状态和错误信息。
- 跨区域读取过多，则需要创建多个GET指令
在B-PLC中编写PUT通讯程序
- PUT指令配置示例 (将B-PLC的DB数据写入A-PLC的Q区)
- 指令块：“Put” (在指令列表 -> “通信” -> “S7通信” 下)
- 参数：
  - REQ: 上升沿触发
  - ID:并行（同时触发）通讯必须使用与GET指令不同的连接ID！重复新建连接的步骤，TIA会自动分配另一个唯一的ID（如W#16#101）；可以串行（轮询）通讯使用相同ID。
  - ADDR_1: A-PLC目标数据区域的指针。
    - 对于写入Q1778.5.6.7开始的字节：P#Q1778.5 BYTE 1
    - 对于写入Q496.2的单个Bool值：P#Q496.2 BOOL 1
  - SD_1: B-PLC源DB发送区的指针。
    - 对于发送Q1778.5.6.7开始字节： DB51.DBB0/ P#DB51.DBX0.0 BYTE 1
    - 对于发送Q496.2的单个Bool值：DB51.DBX4.6
  - DONE, BUSY, ERROR, STATUS: 状态监控。
- 同样，如果目标地址不连续（如Q987和Q897），需要多个PUT指令。

场景	是否允许相同ID	条件
PUT和GET同时执行	❌ 不允许	必须不同ID
PUT和GET串行执行	✅ 允许	用BUSY信号（status代码写程序）确保不重叠
多个GET同时执行	❌ 不允许	每个GET需独立ID
多个GET串行执行	✅ 允许	同一ID可重复使用

在B-PLC中处理接收到的数据：
- 从A-PLC读取的数据（开关量状态）现在存储在中DB50.DBB0中。
- 例如，要使用A-PLC的I3122.2状态：
  - 访问“DB_Name”.PV_Name.%X2即可：“leak_R”.I3122.%X2

2）注意事项：

字节操作：这是S7通信的基础。必须读取/写入包含目标位的整个字节。在B-PLC侧，需要在DB中定义这些字节变量，并在逻辑中处理特定位。《假设Q1778.5、Q1778.6、Q1778.7是连续的位（虽然不是字节对齐，但S7通信按字节来操作操作ADDR_1：P#Q1778.0 Byte 1》
地址映射：GET指令的ADDR_1指向A-PLC的物理地址（I/Q区）、RD_1指向B-PLC的DB接收区。PUT指令ADDR_1指向A-PLC的物理地址（Q区）、SD_1指向B-PLC的DB发送区。
连接ID：每个PUT或GET指令需要一个唯一的连接ID。同一活动PUT/GUT通讯ID必须不同，轮巡可使用同一ID，S7-1500 CPU有最大S7连接数限制（如CPU 1511最多16个），合理分配ID。
通信伙伴：在B-PLC的网络视图中添加的“PLC_A”设备只是一个通信伙伴的符号表示，用于组态连接。A-PLC不需要做任何组态修改或下载。（直接添加的S7连接、测试过程没有单独组态伙伴）
通信速率与负载：S7通信高效可靠。对于少量开关量点，通信负载极低，使用OB1即可。如果数据量非常大或要求严格同步，考虑使用更快的循环中断OB和优化数据打包。避免过于频繁地调用PUT/GET（例如每个周期都调用），可以在定时中断或状态变化时触发。
错误处理：强烈建议添加对GET/PUT指令ERROR和STATUS输出的监控。将错误信息记录或报警。配置好OB86（机架故障OB，用于处理通信丢失）和OB121/122（编程错误OB）。

S7通讯

二、OPC UA（Server、Client）

OPC UA是一种面向服务的通信协议，可实现从机器到机器间的水平通信和从机器到云端的垂直通信。专门用于连接工业自动化及物联网设备和云端服务器之间，提供跨平台、安全、可扩展的数据交互。

技术特性

跨平台信息模型（支持.NET, Java, C++）
内置安全机制（X.509证书，AES256加密）
支持Pub/Sub模式（与MQTT结合）

典型应用

跨厂级数据采集（SCADA到MES层）
数字孪生数据对接

使用方法

1）PLC作为OPC Server与Client用户通讯

要求：设备组态—OPC UA—启动OPC UA服务器…设置相关参数（系统运行许可证）
服务器接口：项目树OPC UA通讯—服务器接口—新增接口…
说明：接口定义成服务器接口与不定义接口直接访问全局变量的节点属性、格式均不一样（定义成接口更标准化）

什么是服务器接口？

2）PLC作为OPC Client与Server用户通讯

要求：在 CPU 特性中选择“OPC UA > 客户端”(OPC UA > Client)——选择“启用 OPC UA 客户端” 选项
第一步（创建客户端接口）：项目树“OPC UA 通信 > 客户端接口”>双击“添加新客户端接口”（Max=40/4）>选择客户端接口>添加读取/写列表>选择“源”>拖拽变量到列表>编译（自动生成[Name]_Data/Configuration数据块：更改后会自动更新无需手动更改）
第二步（分配连接参数）：右击客户端接口>属性>组态>设置连接地址（可“在线访问查看”）
第三步（编程及测试）：编写FB块（连接-读写-释放…官方块<添加5个PLC数据类型UDT>变量表（用户常量4个）>）>调用FB块填写引脚参数（依据[Name]_Data/Configuration数据块填写）
PLCServer亲测有效；KepServer测试失败（两者节点类型不同（n=4;i=3/n=2;s=通道1.标记1）有关）；