C#上位机与西门子PLC通信方式分析

众所周知，西门子在工控领域的市场占有率很大，那么对于上位机开发人员来说，使用西门子PLC作为下位机，我们应该如何与之进行通信呢？

西门子PLC支持很多种通信协议，主要分为三种通信方式，一种是串口通信，一种是以太网通信，同时也可以通过OPC实现数据通信。

西门子PLC支持串口通信，在S7-200和S7-200Smart中，都直接集成了串口，但是从S7-1200到S7-1500，慢慢都取消掉了，如果需要，可以通过扩展模块的方式来增加，出现这种现象的原因，其实也是工业发展的必然结果。串口通信的优势在于简单、成本低，但是劣势也非常明显，就是传输效率低。西门子早期的串口通信主要是Profibus DP通信，但是上位机是无法直接与西门子PLC走Profibus DP通信的，因此，西门子PLC常用的串口通信方案如下所示：

• PPI通信：PPI通信只针对S7-200和S7-200 Smart系列PLC，其他型号不支持。
• ModbusRTU主站：西门子PLC对Modbus协议支持还是比较不错的，这里是指PLC做Slave（即从站），上位机做Master（即主站）。
• ModbusRTU从站：这里是指PLC做Master（即主站），上位机做Slave（即从站）。

西门子PLC通信还是以太网通信为主，我们常说的西门子通信协议分别是S7协议和Profinet协议，但是Profinet是一种总线协议，目前，C#是无法直接与西门子PLC走Profinet通信的。因此，西门子PLC常用的以太网通信方案如下所示：

• S7通信：基本上从S7-200到S7-1500均可以实现，这里有很多可以选择的开源或商业库，包括s7.net、pronodave、libnodave、sharp7，也可以自己封装通信库。
• ModbusTCP Server：这里是指PLC做Server（即服务器），上位机做Client（即客户端）。
• ModbusTCP Client：这里是指PLC做Client（即客户端），上位机做Server（即服务器）。
• OpenProtocol Server：这里是指开放式TCP通信，PLC做TCPServer（即服务器），上位机做TCPClient（即客户端）。
• OpenProtocol Client：这里是指PLC做TCPClient（即客户端），上位机做TCPServer（即服务器）。

OPC通信是工业控制中常用的一种通信方式，主要在于OPC软件的选择以及OPCDA、OPCUA的选择，因此，西门子PLC常用的OPC通信方案如下所示：

• PC Access系列：西门子针对S7-200开发PC-Access软件，针对S7-200 Smart又提供了PC-Access Smart软件，可以直接通过这些软件实现OPCDA通信。
• Simatic Net 系列OPCDA：Simatic Net是西门子主推的OPC软件，支持西门子全系列，这里主要是OPCDA通信方式。
• Simatic Net 系列OPCUA：新版的Simatic Net也开始支持OPCUA，这里主要是OPCUA通信方式。
• KepServer 系列OPCDA：KepServer同样作为一款商业OPC软件，在国内使用率非常高，同样也支持西门子全系列，这里主要是OPCDA通信方式。
• Simatic Net 系列OPCUA：新版的KepServer也开始支持OPCUA，这里主要是OPCUA通信方式。

在以上众多的通信方式和通信协议中，就目前而言，使用S7通信是方便，也是应该广泛的，那么S7协议相对于其他协议来说，有哪些优势呢？

使用S7通信协议大的优势在于不需要编写PLC程序，而其他协议多少要写一些PLC程序，而且S7协议在底层做了很强的封装，在上位机通信应用中相比其他通信协议来说，也有很大的优势。

虽然不需要编写PLC程序，但仍然需要做一些简单的配置：

• 勾选允许Put/Get

PLC侧需要设置勾选允许来自远程对象的Put/Get通信访问 对于西门子1200/1500系列，必须要勾选允许Put/Get访问，对于200Smart/300/400，则不需要。

• DB块去除优化访问

对于基于博图开发S7-1200/1500的项目，如果要与DB块数据通信，需要要去除DB的优化的块访问，对于200Smart/300/400，则不需要。如果希望通过标签通信，可以采用OPCUA。

• 务必保证通信地址是有效地址

因为PLC大多数是基于存储区的，每个地址肯定是隶属于某个存储区，大家都知道西门子PLC自带的存储区有I区、Q区、M区、T区、C区，但是对于常用的DB存储区是没有的，需要自己去创建，也就意味着，如果你要读取DB地址，必须要提前创建好DB存储区，除此以外，DB存储区创建之后，默认是没有字节的，需要自己一个个添加变量，才能形成有效存储区，因此一个DB存储区的范围是有限并且可见的（可以通过偏移量看出来）。

• 调整通信负载

每种通信方式都有自己的优缺点，但是通信的本质都是相通的。