西門子PLC與監控計算機通信問題的探討

何德籌

(廣東中煙工業有限責任公司湛江卷煙廠，廣東 湛江 524000)

0 引 言

目前，我國煙草行業在社會環境中取得了較好的發展成就，開始邁入現代化和智能化的道路。在這個過程中，煙草行業的生產技術不斷提高，已經開始著手推廣與貫徹PLC相關技術。應用PLC技術后，煙草行業邁向了工業生產自動化道路，并且使用各類可編程控制器來構建生產控制微型計算機，給煙草行業的實際生產帶來了極大幫助。但是，在很多煙草企業的實際應用中，出現了西門子PLC和監控計算機通信的相關問題，應該引起重視，理性解決，才能提高煙草行業的生產效益。因此，主要從這個角度入手，探討西門子PLC和監控計算機的融合通信方法[1]。

1 西門子PLC的相關概述

1.1 西門子PLC的構成

西門子PLC的種類非常多。為了更好地進行相關內容的分析，選擇西門子S7-200系列的PLC進行分析，因為它的結構簡單、速度快、可靠性強，是西門子PLC眾多系列中最基礎、最小型的PLC。此外，這一系列PLC能夠較好地滿足通信與網絡的相關要求，支持比較復雜的網絡，也提供了一定的通信渠道。西門子PLC的整體構成相對來說比較簡單，主要有CPU、擴展模塊、功能模塊、開發和使用相關設備等，是一個相對完整的控制系統[2]。

1.2 西門子PLC編程的基本內容

在使用PLC時需要進行相應編程，使其形成一整套的控制指令體系。PLC有專門的指令體系，但是各個生產廠家的編程格式都有所不同。對于S7-200系列的PLC來說，使用的是基本梯形圖語言。這種編程語言是常見且容易掌握的。對一些非專業人員來說，經過簡單的培訓即可看懂梯形圖，因此在我國煙草行業得到了廣泛應用。

2 西門子PLC與監控計算機通信的實際方法分析[3]

2.1 第一種通信方法

第一種方法主要是將監控計算機作為整體通信的核心，通過PLC對整個設備系統中的寄存器進行各類讀寫操作。具體來講，是核心計算機將各類指令發送到PLC端口中，PLC在接收到這些指令后開始利用內部程序進行譯碼和解讀，最后再利用一些子程序完成指令對應的操作內容。

這種通信方法能夠基本實現監控計算機和PLC輻射區域內各個寄存器的連接，并由PLC調動子程序完成指令操作。但是，當監控計算機和PLC的工作速率不一致時，很容易出現沖突。比如，當監控計算機已經發送指令時PLC并沒有真正做好準備，因此無法接收已經發送的指令，也就無法完成既定的操作。為了解決這種通信方法存在的問題，提出了第二種通信方法。

2.2 第二種通信方法

鑒于第一種通信方法存在的問題，第二種方法在提出時更加重視PLC和監控計算機通信的可靠性，引入了軟件握手的整體程序。在傳統通信體系中，自由口往往僅使用兩根線進行連接，雖然能夠完成數據傳輸，但是無法貫徹軟件握手的體系。當PLC和監控計算機之間出現誤碼或者兩者工作速率不一致時，依然會發生沖突，因此必須對其進行調整，貫徹軟件握手的整體體系。此外，需要對監控計算機和PLC進行相應協調，在一方發出相關信息時，另一方應該做好準備。在具體信息傳輸時，監控計算機在發生指令前應該先發出握手信號，PLC接收到握手信號后再反饋給監控計算機。監控計算機收到反饋后可以發出既定指令，而PLC在收到指令后依然要進行反饋操作。監控計算機收到指令反饋后，需要和之前發送的指令進行對比，確認無誤后就可以繼續進行后續操作，直到所有指令都發布完畢。使用這種方法后，PLC和監控計算機通信的可靠性得到了有效保證，但是整體傳輸效率出現了下滑。為了保證最終信息傳輸的質量，做出時間和效率上的犧牲是非常必要的。

2.3 上位機通信程序

為了滿足第二種通信方法，應該對上位機通信程序進行相應調整和優化，明確其應該實現的功能。就第二種通信方法的實現來看，上位機通信程序應該實現的核心功能主要有PLC通信連接、指令發送渠道、指令采樣數據接收、數據對比和分析等。具體應用過程中，各個企業不必過于拘泥于這些要求，應該基于企業的實際情況做出相應調整，在明確自身生產經營對PLC功能需求的基礎上，構建PLC和監控計算機的通信體系，并解決當前存在的各類通信問題。

3 西門子PLC與監控計算機通信在煙草行業的具體應用

當前，在我國煙草行業中，西門子PLC已經在煙草自動化生產中得到了廣泛應用，同時極大提高了煙草生產的整體效率。實際生產中，西門子PLC的應用領域也非常廣泛。對于煙草生產來說，僅使用PLC控制功能是遠遠不夠的，需要將其同監控界面和煙草生產的具體工藝和參數結合在一起。PLC和監控計算機通信在煙草行業的具體應用實現主要體現在以下兩個方面。

第一，組態軟件WinCC的綜合應用。煙草生產使用這種軟件主要實現了對生產車間的現場監控，同時可以與各層通信設備進行較好連接，實現對生產車間的數字化控制。具體應用中，引入PROFIBUS協議，能夠兼容很多類型設備。使用過程中，涉及的設備主要有電機控制器、PLC和輸出/輸入模塊等。

第二，利用第三方軟件實現各類監控職能。隨著我國科技水平的不斷發展，各類可編程軟件也得到了應用如VB、VC等。在煙草生產過程中使用第三方軟件后，PLC的編制過程會變得更加靈活和便捷，煙草企業所需要付出的成本也比較低。具體應用過程中，第三方軟件能夠基于監控計算機的通信需求，進行整體全面的程序編輯。但是，需要煙草企業內部具有較高水平的技術人員，否則很難保證最終編輯程序的可靠性。

4 結 論

目前，在我國煙草行業中，PLC相關技術已經得到了較廣泛的應用，在未來發展中具有無限潛力。因此，對于煙草企業來說，應該在平時的生產運營管理中，充分認識到PLC相關技術的重要價值，協調好監控計算機通信方面的各類問題。此外，煙草企業應該多和其他企業進行PLC相關技術上的交流，積極了解行業前端技術動態，將一些先進技術引入到企業生產，從而不斷提高煙草企業對PLC的應用層次，促進我國煙草生產運營的自動化、智能化和高效化。