PLC与多台上位机PC在局域网中的通信研究

张 杨 刘 宁

（西华大学机械工程学院，四川 成都610039）

0 引言

随着科学技术的发展，西门子PLC在工业生产领域中使用率越来越高，而工业生产中多用PC作为上位机，对整个工作过程进行监控，所以PLC与PC的通信与网络成为控制系统中不可或缺的组成部分。西门子S7－300系列PLC有非常强大的通信功能，有很多种方法可以实现其与上位机PC的通信。但如今很多控制系统不仅只有一台上位机，甚至有些领域上位机是要随工作人员移动的无线设备，比如笔记本电脑。此时建立TCP／IP协议网络通信的优势尤为明显。利用无线路由器（AP模式）作为无线交换机建立一个局域网，上位机PC不仅可以用有线方式与PLC通信，也可以用无线方式对控制器进行监控。只需对设备进行正确的设置，就可实现系统的通信。

1 工作原理

将无线路由器设为AP模式，使其作为无线交换机使用。可编程控制器PLC、带有网卡的上位机PC和无线路由器便组成了一个局域网。CP343－1通信处理器用于西门子S7－300的全双工以太网通信，通信速率为10Mb／s或100Mb／s，其上有RJ－45接口用于以太网的快速连接。使用双绞线将无线路由器与CP343－1相连，同时上位机PC也可以直接通过双绞线与无线路由器相连，而搭载无线网卡的上位机可以搜索信号与无线路由器相连，这就建立了PLC与多台上位机相连的通信网络。

2 系统硬件组成

系统由S7－300PLC、CP343－1通信模块、无线路由器（AP模式）以及两台上位机组成，如图1所示。

无线路由器在AP模式下是作为无线交换机使用，要正确地对路由器进行设置才能完成系统的通信。路由器在这种工作模式下不用WAN口，将PLC上的CP343－1通信模块与上位机PC都连接在其LAN口上，在此系统中PLC连接的是LAN1口，上位机PC1连接LAN4口，上位机PC2通过搜索无线信号与路由器相连。此时，路由器作为无线交换机是整个网络的关键，它可以通过有线连接方式与以太网设备连接，也可以通过无线方式与设备互联，还可用于扩展网络，增加更多的站点。

3 PLC组态与系统通讯设置

使用STEP7编程软件对S7－300进行硬件配置及通信组态。首先打开桌面的“SIMATIC Manager”窗口，新建一个工程，在空白区域单击右键，在弹出的快捷菜单中选择“Insert New Object”并单击“SIMATIC 300Station”命令，选择插入一个S7－300站。新建完一个工程后，接下来就要进行硬件配置。双击“Hardware”图标，进入“HW Config”窗口，先插入一个S7－300的机架，并按照实际选用的设备型号添加硬件，依次是电源、CPU以及CP343－1通讯模块。硬件组态如图2所示。

图1 系统硬件组成

图2 STEP7中硬件组态

为了使系统正常工作，需要无线路由器、上位机PC和PLC的IP地址在一个网段内。路由器的IP地址为192.168.1.1，所以CP343－1的通讯组态网络地址也要在这一网段内。双击机架中的“CP343－1”，在属性对话框中将其IP地址设为“192.168.1.10”，子网掩码“255.255.255.0”，单击“确定”保存设置，如图3所示。

对上位机PC进行IP设置，将其IP地址设置为在路由器地址的同一网段内，比如在这里我们设置的IP地址为“192.168.1.11”，子网掩码设置为“255.255.255.0”，其他均采用默认设置即可，如图4所示。

图3 PLC通信参数设置

图4 PC通信参数设置

如对无线PC的IP进行设置也是一样，只要不与网络中其他设备的IP相同，并且设定的地址与路由器地址在同一网段内，打开无线网卡开关，搜索到无线路由器后，连接时输入在无线路由器中预先设定的访问密码，无线PC就可以作为上位机与PLC进行通信了。

4 结语

将无线路由器作为无线交换机使用，使多台上位机PC与PLC在局域网中进行有线或无线的通信，满足了不同生产环境的需要，这种基于TCP／IP协议的通信有高效、可靠、性能稳定的特点，应用空间非常广阔。通信网络结构及通信方法设置简单，网络速率能满足使用要求，在控制器及控制对象少却需要与多台上位机通信时值得推广与应用。

［1］林雪梅.利用TCP／IP协议实现西门子PLC与上位机的通信［J］.南方金属，2014（2）：39－41.

［2］刘俊辉.一种基于工业以太网的PLC与PC数据通信实现方法［J］.郑州牧业工程高等专科学校学报，2010（4）：18－21.

［3］孙荣，王臣业，张兰勇，等.西门子S7－300／400PLC实践与应用［M］.北京：机械工业出版社，2013.

［4］杨柳.通过无线网络控制仪器设备的研究［J］.计量技术，2012（11）：40－42.