PLC與多臺上位機PC在局域網中的通信研究

張 楊 劉 寧

（西華大學機械工程學院，四川 成都610039）

0 引言

隨著科學技術的發展，西門子PLC在工業生產領域中使用率越來越高，而工業生產中多用PC作為上位機，對整個工作過程進行監控，所以PLC與PC的通信與網絡成為控制系統中不可或缺的組成部分。西門子S7－300系列PLC有非常強大的通信功能，有很多種方法可以實現其與上位機PC的通信。但如今很多控制系統不僅只有一臺上位機，甚至有些領域上位機是要隨工作人員移動的無線設備，比如筆記本電腦。此時建立TCP／IP協議網絡通信的優勢尤為明顯。利用無線路由器（AP模式）作為無線交換機建立一個局域網，上位機PC不僅可以用有線方式與PLC通信，也可以用無線方式對控制器進行監控。只需對設備進行正確的設置，就可實現系統的通信。

1 工作原理

將無線路由器設為AP模式，使其作為無線交換機使用。可編程控制器PLC、帶有網卡的上位機PC和無線路由器便組成了一個局域網。CP343－1通信處理器用于西門子S7－300的全雙工以太網通信，通信速率為10Mb／s或100Mb／s，其上有RJ－45接口用于以太網的快速連接。使用雙絞線將無線路由器與CP343－1相連，同時上位機PC也可以直接通過雙絞線與無線路由器相連，而搭載無線網卡的上位機可以搜索信號與無線路由器相連，這就建立了PLC與多臺上位機相連的通信網絡。

2 系統硬件組成

系統由S7－300PLC、CP343－1通信模塊、無線路由器（AP模式）以及兩臺上位機組成，如圖1所示。

無線路由器在AP模式下是作為無線交換機使用，要正確地對路由器進行設置才能完成系統的通信。路由器在這種工作模式下不用WAN口，將PLC上的CP343－1通信模塊與上位機PC都連接在其LAN口上，在此系統中PLC連接的是LAN1口，上位機PC1連接LAN4口，上位機PC2通過搜索無線信號與路由器相連。此時，路由器作為無線交換機是整個網絡的關鍵，它可以通過有線連接方式與以太網設備連接，也可以通過無線方式與設備互聯，還可用于擴展網絡，增加更多的站點。

3 PLC組態與系統通訊設置

使用STEP7編程軟件對S7－300進行硬件配置及通信組態。首先打開桌面的“SIMATIC Manager”窗口，新建一個工程，在空白區域單擊右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇“Insert New Object”并單擊“SIMATIC 300Station”命令，選擇插入一個S7－300站。新建完一個工程后，接下來就要進行硬件配置。雙擊“Hardware”圖標，進入“HW Config”窗口，先插入一個S7－300的機架，并按照實際選用的設備型號添加硬件，依次是電源、CPU以及CP343－1通訊模塊。硬件組態如圖2所示。

圖1 系統硬件組成

圖2 STEP7中硬件組態

為了使系統正常工作，需要無線路由器、上位機PC和PLC的IP地址在一個網段內。路由器的IP地址為192.168.1.1，所以CP343－1的通訊組態網絡地址也要在這一網段內。雙擊機架中的“CP343－1”，在屬性對話框中將其IP地址設為“192.168.1.10”，子網掩碼“255.255.255.0”，單擊“確定”保存設置，如圖3所示。

對上位機PC進行IP設置，將其IP地址設置為在路由器地址的同一網段內，比如在這里我們設置的IP地址為“192.168.1.11”，子網掩碼設置為“255.255.255.0”，其他均采用默認設置即可，如圖4所示。

圖3 PLC通信參數設置

圖4 PC通信參數設置

如對無線PC的IP進行設置也是一樣，只要不與網絡中其他設備的IP相同，并且設定的地址與路由器地址在同一網段內，打開無線網卡開關，搜索到無線路由器后，連接時輸入在無線路由器中預先設定的訪問密碼，無線PC就可以作為上位機與PLC進行通信了。

4 結語

將無線路由器作為無線交換機使用，使多臺上位機PC與PLC在局域網中進行有線或無線的通信，滿足了不同生產環境的需要，這種基于TCP／IP協議的通信有高效、可靠、性能穩定的特點，應用空間非常廣闊。通信網絡結構及通信方法設置簡單，網絡速率能滿足使用要求，在控制器及控制對象少卻需要與多臺上位機通信時值得推廣與應用。

［1］林雪梅.利用TCP／IP協議實現西門子PLC與上位機的通信［J］.南方金屬，2014（2）：39－41.

［2］劉俊輝.一種基于工業以太網的PLC與PC數據通信實現方法［J］.鄭州牧業工程高等專科學校學報，2010（4）：18－21.

［3］孫榮，王臣業，張蘭勇，等.西門子S7－300／400PLC實踐與應用［M］.北京：機械工業出版社，2013.

［4］楊柳.通過無線網絡控制儀器設備的研究［J］.計量技術，2012（11）：40－42.