張 楊 劉 寧

（西華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，四川 成都610039）

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，西門子PLC在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中使用率越來越高，而工業(yè)生產(chǎn)中多用PC作為上位機(jī)，對(duì)整個(gè)工作過程進(jìn)行監(jiān)控，所以PLC與PC的通信與網(wǎng)絡(luò)成為控制系統(tǒng)中不可或缺的組成部分。西門子S7－300系列PLC有非常強(qiáng)大的通信功能，有很多種方法可以實(shí)現(xiàn)其與上位機(jī)PC的通信。但如今很多控制系統(tǒng)不僅只有一臺(tái)上位機(jī)，甚至有些領(lǐng)域上位機(jī)是要隨工作人員移動(dòng)的無線設(shè)備，比如筆記本電腦。此時(shí)建立TCP／IP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)通信的優(yōu)勢(shì)尤為明顯。利用無線路由器（AP模式）作為無線交換機(jī)建立一個(gè)局域網(wǎng)，上位機(jī)PC不僅可以用有線方式與PLC通信，也可以用無線方式對(duì)控制器進(jìn)行監(jiān)控。只需對(duì)設(shè)備進(jìn)行正確的設(shè)置，就可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的通信。

1 工作原理

將無線路由器設(shè)為AP模式，使其作為無線交換機(jī)使用?？删幊炭刂破鱌LC、帶有網(wǎng)卡的上位機(jī)PC和無線路由器便組成了一個(gè)局域網(wǎng)。CP343－1通信處理器用于西門子S7－300的全雙工以太網(wǎng)通信，通信速率為10Mb／s或100Mb／s，其上有RJ－45接口用于以太網(wǎng)的快速連接。使用雙絞線將無線路由器與CP343－1相連，同時(shí)上位機(jī)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(wǎng)卡的上位機(jī)可以搜索信號(hào)與無線路由器相連，這就建立了PLC與多臺(tái)上位機(jī)相連的通信網(wǎng)絡(luò)。

2 系統(tǒng)硬件組成

系統(tǒng)由S7－300PLC、CP343－1通信模塊、無線路由器（AP模式）以及兩臺(tái)上位機(jī)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(jī)使用，要正確地對(duì)路由器進(jìn)行設(shè)置才能完成系統(tǒng)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(jī)PC都連接在其LAN口上，在此系統(tǒng)中PLC連接的是LAN1口，上位機(jī)PC1連接LAN4口，上位機(jī)PC2通過搜索無線信號(hào)與路由器相連。此時(shí)，路由器作為無線交換機(jī)是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵，它可以通過有線連接方式與以太網(wǎng)設(shè)備連接，也可以通過無線方式與設(shè)備互聯(lián)，還可用于擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)，增加更多的站點(diǎn)。

3 PLC組態(tài)與系統(tǒng)通訊設(shè)置

使用STEP7編程軟件對(duì)S7－300進(jìn)行硬件配置及通信組態(tài)。首先打開桌面的“SIMATIC Manager”窗口，新建一個(gè)工程，在空白區(qū)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(gè)S7－300站。新建完一個(gè)工程后，接下來就要進(jìn)行硬件配置。雙擊“Hardware”圖標(biāo)，進(jìn)入“HW Config”窗口，先插入一個(gè)S7－300的機(jī)架，并按照實(shí)際選用的設(shè)備型號(hào)添加硬件，依次是電源、CPU以及CP343－1通訊模塊。硬件組態(tài)如圖2所示。

圖1 系統(tǒng)硬件組成

圖2 STEP7中硬件組態(tài)

為了使系統(tǒng)正常工作，需要無線路由器、上位機(jī)PC和PLC的IP地址在一個(gè)網(wǎng)段內(nèi)。路由器的IP地址為192.168.1.1，所以CP343－1的通訊組態(tài)網(wǎng)絡(luò)地址也要在這一網(wǎng)段內(nèi)。雙擊機(jī)架中的“CP343－1”，在屬性對(duì)話框中將其IP地址設(shè)為“192.168.1.10”，子網(wǎng)掩碼“255.255.255.0”，單擊“確定”保存設(shè)置，如圖3所示。

對(duì)上位機(jī)PC進(jìn)行IP設(shè)置，將其IP地址設(shè)置為在路由器地址的同一網(wǎng)段內(nèi)，比如在這里我們?cè)O(shè)置的IP地址為“192.168.1.11”，子網(wǎng)掩碼設(shè)置為“255.255.255.0”，其他均采用默認(rèn)設(shè)置即可，如圖4所示。

圖3 PLC通信參數(shù)設(shè)置

圖4 PC通信參數(shù)設(shè)置

如對(duì)無線PC的IP進(jìn)行設(shè)置也是一樣，只要不與網(wǎng)絡(luò)中其他設(shè)備的IP相同，并且設(shè)定的地址與路由器地址在同一網(wǎng)段內(nèi)，打開無線網(wǎng)卡開關(guān)，搜索到無線路由器后，連接時(shí)輸入在無線路由器中預(yù)先設(shè)定的訪問密碼，無線PC就可以作為上位機(jī)與PLC進(jìn)行通信了。

4 結(jié)語

將無線路由器作為無線交換機(jī)使用，使多臺(tái)上位機(jī)PC與PLC在局域網(wǎng)中進(jìn)行有線或無線的通信，滿足了不同生產(chǎn)環(huán)境的需要，這種基于TCP／IP協(xié)議的通信有高效、可靠、性能穩(wěn)定的特點(diǎn)，應(yīng)用空間非常廣闊。通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及通信方法設(shè)置簡單，網(wǎng)絡(luò)速率能滿足使用要求，在控制器及控制對(duì)象少卻需要與多臺(tái)上位機(jī)通信時(shí)值得推廣與應(yīng)用。

［1］林雪梅.利用TCP／IP協(xié)議實(shí)現(xiàn)西門子PLC與上位機(jī)的通信［J］.南方金屬，2014（2）：39－41.

［2］劉俊輝.一種基于工業(yè)以太網(wǎng)的PLC與PC數(shù)據(jù)通信實(shí)現(xiàn)方法［J］.鄭州牧業(yè)工程高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2010（4）：18－21.

［3］孫榮，王臣業(yè)，張?zhí)m勇，等.西門子S7－300／400PLC實(shí)踐與應(yīng)用［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2013.

［4］楊柳.通過無線網(wǎng)絡(luò)控制儀器設(shè)備的研究［J］.計(jì)量技術(shù)，2012（11）：40－42.