關于西門子PLC與HM工的以太網通訊的應用研究

張天保

摘要：本文通過分析西門子PLC的具體內涵，針對西門子PLC與HMI的以太網通訊的應用展開了詳細的研究，希望能夠幫助有關企業及技術人員認識到該產品在通訊建設中的作用，找到科學的途徑應用該產品，借助其優勢不斷提高自身通訊水平，促進生產效率的提升，進而逐步向數字化、智能化進步。

關鍵詞：西門子；PLC；HMI；以太網通訊

前言：

當今社會，信息技術及相關產品的發展在一定程度上促進了工業的發展，產品及技術的應用性也越來越強。西門子PLC是一種實踐效果較好的產品，將其與HMI通訊應用于以太網通訊能夠顯著提升系統效果，且能夠提升使用性能，保障用戶信息的高效、可靠傳遞，下面就結合實際情況對其具體應用進行詳細說明。

一、西門子PLG的具體內涵

西門子PLC是一種可編程序控制器，是西門子企業的一項重點產品，具有速度快、體積小和標準化更強的特點，能夠滿足于網絡通信的需求，且相較于市面上的其他產品而言具有相當強大的功能，可靠性更高，在化工、冶金及印刷等生產量極大的產業中應用較廣。在S7系列產品中，PLC性能得到很大程度的提升，所需安裝空間更小，能夠為用戶提供更加優質的WINDOWS界面，主要機型有S7-200、300、400，運算能力也有顯著提升。該產品對于企業來說具有明顯的可操作性、靈活性和可靠性，其不需要額外安裝大量元件及線路，且維修便利、操作靈活，還具備斷電保護及信息自主恢復等功能，具備較強的應用性，且前景廣闊。

二、西門子PLG與HMI的以太網通訊的應用

（一）通訊數據收發

物理層PHY芯片的初始化是重要的通訊系統設計內容，需要依靠以太網進行信息的接收，西門子PLC與HMI通訊也是借助通訊模塊完成工作的。在初始化環節中，PHY dv能夠有效接受數據，隨后MAC會通過比對判斷信息的真實性，主要通過目的地址與接受數據地址信息比對實現，若不能完全匹配，系統會開啟重新接收通道，直至對比成功。在此基礎上，通過CRC算法及FCS序列對數據的計算和分析，能夠再次核實數據真實性，進而完成有效通訊。

（二）軟件編程設計

在西門子企業設計的S7系列產品中，眾多PLC產品都能夠進行系統編程及組態控制，這也是該類產品的應用基礎，此類產品具有較高的使用性能，能夠滿足用戶對于系統的需求，具體應用步驟如下：首先，安裝產品。用戶需要在官方應用商店上購買有關產品，并獲得授權、開始安裝；在安裝之后要及時輸入認證信息，避免后續出現無法再次安裝或授權失敗等問題，影響正常使用。其次，組態報表制定。安裝之后盡量不要馬上使用，應提前設置控制解決計劃，將系統程序進行分類，制定好組態報表，確保自動化系統平穩運行。最后，在上述環節完成之后，可以打開軟件，并在軟件上設立項目結構，做好重命名及細化工作，確保數據能夠準確的進入操作平臺；還應設立組態站，并確保其能與主控制器相匹配，確保系統運行質量及效果。以某企業的應用案例來說，該企業應用了西門子s7系列的PLC200產品，設置了24個控制點輸出裝置，主控制臺與各分控制臺用以太網連接，單柜使用可編程控制器CPU、無線以太網模塊等設計；主控制臺使用Windows系統、21寸液晶顯示屏、Wincc組態軟件等；分控制臺還在此基礎上應用了17寸的三星顯示器、無線放大天線等，軟件運行效果較好，能夠將企業生產中的信息準確、及時的保存到計算機中，并且能在顯示器上看到具體的操作流程。但是需要注意的是，有關企業在應用該產品時，應在系統中安裝無線以太網和PLC產品專用的“電池”，通過電源模塊的設定能有效保證系統的平穩運行。

（三）通訊故障分析

在以太網通訊中，通訊故障也可以用西門子PLC進行檢驗。一般情況下，使用“心跳檢測”的方法能夠有效提升檢驗效果，通過定義bool，再利用HMI固定頻率對其進行置位，西門子PLC在接收到有關信號后會進行復位，在未接受到“ON”信號的情況下就說明通訊已經產生故障。同時，西門子PLC還能將記憶點的有關字節傳輸到屏上，相關腳本能夠將有關字節通過賦值的手段傳遞給另一個地址，判斷記憶點與當前字節是否存在不同，如果相同則說明故障產生。舉例來說，技術人員可以在西門子PLC中建立一個DBl數據塊，并設置兩個“開關”，分別為人機響應開關及PLC秒開關。將兩個開關相連，并在PLC秒開關中打開“事件”，在“數值變更”中添加“取反位”，這樣能夠讓兩個開關共同動作。隨后在編程中設定PLC秒開關的反轉時間，設置為0.5秒，并在人機響應開關中使用TON延時指令，將其控制在1秒鐘左右，若開關在1秒內無動作就發出通訊故障的信號。由此可見，西門子PLC在HMI以太網通信故障檢修中也有較強的應用性。

結論：

綜上所述，西門子PLC與HMI的以太網通訊的應用效果較好，有關企業應正確認識新興技術的作用，將其應用于自身自動化控制系統建設中，不斷提升工作效率，促進自身發展的高效、可靠、穩定。