丁強

宣鋼檢修公司 河北張家口 075100

西門子PLC與HMI實現(xiàn)通信的方法比較多，在工作中比較常用的有以下三種方式，分別為：以太網(wǎng)通訊方式，MPI通信方式以及PROFIBUS-DP通訊方式。這三種方式中應用比較廣泛的主要為以太網(wǎng)通訊方式，此方式與西門子PLC之間的通訊有著低成本、高速度以及安裝簡單的優(yōu)勢，以實際工作中應用的場景范圍比較大。以太網(wǎng)通訊方式能夠滿足參數(shù)刷新率比較高的工作場景，比較適合使用在產(chǎn)品測試以及相關控制階段。通過以太網(wǎng)實現(xiàn)西門子PLC與HMI的通信對二者的應用有著重要的意義。

1 西門子PLC的基本概述

PLC是應用于工業(yè)生產(chǎn)中一種數(shù)字運算操作電子裝置。西門子PLC是由德國西門子公司生產(chǎn)制造的可編程控制器。西門子PLC有著能夠進行程序修改設計的存儲器功能。此功能能夠完成設備內(nèi)部的存儲以及邏輯運算。滿足設備中的各類指令要求，以數(shù)字化與模擬化的形式對生產(chǎn)工作中的各類設備進行有效的控制管理。此類型的控制器在我國經(jīng)濟發(fā)展以及工業(yè)化建設中有著重要的作用，相關的技術已經(jīng)的到了廣泛的應用。目前西門子PLC系列設備主要有S7-200、S7-300、S7-400以及S7-1200這幾種常用的型號。西門子PLC系列產(chǎn)品有著運行速度快、設備體積小以及通訊性能穩(wěn)定的主要優(yōu)勢。在西門子PLC的應用過程中，主要工作為對數(shù)據(jù)的輸入，設備程序算法操作執(zhí)行以及最終的結(jié)果輸出幾個階段[1]。

2 西門子PLC與計算機之間的通信技術方法

2.1 應用組態(tài)軟件實現(xiàn)監(jiān)控操作

在組態(tài)軟件中比較常用的技術為PROFIBUS，此項技術主要被應用于自動化生產(chǎn)車間中的監(jiān)控設備中，以實現(xiàn)對相關數(shù)據(jù)的有效控制與監(jiān)控。PROFIBUS技術能夠完成設備層到車間層中各項數(shù)據(jù)的分散性控制，保證現(xiàn)場的通訊網(wǎng)絡正常，這種技術的應用有效的實現(xiàn)了工廠自動化與智能化的要求。在組態(tài)軟件中應用的PROFIBUS技術有利于分布式I/O的告訴通訊。PROFIBUS技術設備主要由輸入與輸出設備模塊，系統(tǒng)電機控制器以及PLC共同組成。此類型的網(wǎng)絡模式由一個系統(tǒng)主站以及多個從站組成，主站對從站的有關型號以及相關類型進行確定，實現(xiàn)網(wǎng)絡中的相互匹配。

2.2 應用第三方軟件編制的監(jiān)控

軟件實現(xiàn)監(jiān)控為了實現(xiàn)PLC與監(jiān)控計算機之間的高效通信，會根據(jù)比較高效的編程軟件進行系統(tǒng)設計。目前市面上比較常用的第三方軟件有VB、VC軟件。應用第三方軟件可以良好的控制軟件的靈活性，應用效率高，系統(tǒng)建設成本比較低，并且簡建成系統(tǒng)的兼容性比較強。通過第三方軟件編制監(jiān)控軟件的過程中，可以根據(jù)實際的需要對編制對象的性質(zhì)以及適用方向進行確定，實現(xiàn)對特征對象的有效衡量。設計編制中需要模擬一個命令開展程序的編輯操作。在第三方軟件編制中可以完成程序編輯以及相關的輸出工作，在編輯過程中要深刻認識到工作量情況以及工作難度的影響，提高編制工作的可靠性能，根據(jù)需要對第三方軟件的軟件協(xié)議進行購買。此方法比較適用于經(jīng)濟水平有限，而技術工作人員水平比較高的情況下。

3 西門子PLC與HMI通訊的應用

3.1 關于PLC控制系統(tǒng)軟件的編程設計

目前西門子公司設計制造了許多S7系列型號的應用軟件，通過這些軟件能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的編程與組態(tài)控制，在控制系統(tǒng)的應用中需根據(jù)嚴格的要求進行開展。以下對整個使用步驟進行說明：第一，獲取軟件的授權(quán)并在計算機上對軟件進行安裝應用。在安裝完成后需要及時授予硬盤相關的權(quán)限，保證軟件的正常使用。第二，在使用軟件進行自動化控制系統(tǒng)設計之前，需要提前制定控制解決方案，并將程序進行細化分類，完成小任務工作，做好相關的組態(tài)報表。第三，在安裝完成后，在啟動軟件進行操作，設置一個項目結(jié)構(gòu)，做好命名工作，將數(shù)據(jù)進行結(jié)構(gòu)劃分，保證數(shù)據(jù)能夠及時的應用。在完成項目設計工作后需要及時的設置一個組態(tài)站，保證組態(tài)站能夠與控制器的型號相對應，防止問題出現(xiàn)影響組態(tài)站的使用，根據(jù)組態(tài)站需要進行硬件安裝，確定控制設備中控制目標的開關點數(shù)量以及模擬點數(shù)量，做好模塊的選擇工作。

3.2 數(shù)據(jù)收發(fā)

在西門子PLC與HMI的通訊中主要通過通信模塊實現(xiàn)工作要求。通信模塊的軟件設計工作需要將物理芯片進行初始化，并且需要使用以太網(wǎng)的處理函數(shù)實現(xiàn)對以太網(wǎng)接收與處理中斷的初始化。整個初始化內(nèi)容主要包含數(shù)據(jù)包格式的前導碼、MAC數(shù)據(jù)幀、起始設定符、目的MAC地址，以及類型長度、數(shù)據(jù)大小等。在物理層中的PHY芯片終端也就是PHY_dv端能夠有效的完成數(shù)據(jù)的接收工作。在運行中，需要先完成對PHY_dv端的配置工作，在此項工作完成后開始對數(shù)據(jù)幀進行有效接收，在接收完畢后，系統(tǒng)中的MAC將通過自身的目的地址與接收到的數(shù)據(jù)幀地址進行比較分析，如果二者能夠完成匹配則數(shù)據(jù)信息真實有效，如果此項工作存在差異，需要將接收到的數(shù)據(jù)進行及時處理，并進行重新接收，直至二者能夠完全匹配[2]。在完成此環(huán)節(jié)工作后，需要對接收到的數(shù)據(jù)幀進行計算處理，計算過程中會使用到CRC算法，并且會根據(jù)算法節(jié)后與FCS序列進行比較分析，比較分結(jié)果的準確與否也直接決定了是否需要在此重新接收，直至數(shù)據(jù)完成[3]。

4 結(jié)語

綜上所述，西門子PLC裝置在當前社會中發(fā)揮著重要的作用，在應用中需要使用先進的計算機技術，完成對操作的合理控制，在西門子PLC與HMI的以太網(wǎng)通訊中需要對使用的技術方法進行分析研究，對應用的內(nèi)容進行論證，不斷提高PLC裝置的工作效用，促進我國工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展進步。