PC和PLC与现场仪器仪表通信的对比研究

基于Profibus-DP的PLC与PC现场总线控制系统[日期：2008-10-30] 来源：作者：[字体：大中小] 摘要：目前，石油化工行业中使用的微机发油控制系统大都采用自行开发的单片机系统控制油泵，并通过RS-485总线与PC机的串口（使用RS-232转485转换器）相连，依靠上位机管理软件监控下位机。

但化工行业中的设备复杂，且RS-485总线方式抗干扰性弱，使得系统稳定性下降，调试复杂。

本系统采用Profibus-DP现场总线技术，下位机为抗干扰性极强的PLC，上位机通过专用PROFIBUS通讯卡CP5611构建的整套系统，分布性、可靠性与可扩展性都得到了极大的提高。

本文章通过结合现行开发的基于PROFIBUS-DP的石油化工发油控制系统，主要介绍了现场总线技术，以及如何实现PROFIBUS总线与PLC通讯的相关技术。

关键词：PROFIBUS-DP;PLC;现场总线;引言自动化控制、计算机、通信、网络等技术的发展，导致了自动化领域的深刻变革。

信息技术的飞速发展，使得自动化系统结构逐步形成全分布式网络集成自控系统。

现场总线（fi eldbus）正是顺应这一形势发展起来的新技术。

现场总线是应用在生产现场、微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统，也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。

现场总线控制系统FCS（fieldbus control system），是继基地式气动仪表控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统、集散控制系统DCS后的基于现场总线的新一代控制系统。

目前，比较具有影响力的现场总线有：基金会现场总线（FF，Foundation Fieldbus）、LonWorks、PROFIBUS、CAN和HART等等。

其中，PROFI BUS是当前最为流行的现场总线技术之一。

PROFIBUS是德国90年代初制定的国家工业现场总线协议标准,代号DIN19245。

PLC优势为：高可靠性和稳定性。

缺陷：PLC的体系结构是封闭的，各PLC厂家的硬件体系互不兼容，编程语言及指令系统也各异,当用户选择了一种PLC产品后，必须选择与其相应的控制规程，并且学习特定的编程语言。

PC机。

能实现原来PLC的控制功能。

并且具有更强的数据处理能力、强大的网络通讯功能以及能够执行比较复杂的控制算法和其近乎无限制的存储容量等优势.缺陷：基于PC的自动化控制也有其不足之处，其设备的可靠性、实时性和稳定性都较差PLC与PC之比较-----——-———-————--——-————-——-—————-—-———————-——-————-—-——--工业控制谁主沉浮—-PLC与PC之比较发表时间 :2005-12—25 应用行业:工控孰优孰劣？虽然争论了好几年了，但很难有一个明确的论断.也许答案就在技术的不断创新与结合中。

PLC 之渊源IEEE 将 PLC 定义为:具有编程能力的固态控制系统，类似于继电器逻辑系统。

继电器逻辑或梯形图，名称的来由是因为使用继电器控制工业设备。

不同于硬联线系统（ hard-wired ），它具有更强的简易性。

继电器逻辑多被用于设计电机线路和继电器整体控制盘。

继电器逻辑被称为梯形图逻辑是因为编写出来的程序像是梯子，这与其他高级编程语言如 C++ 或BASIC 等大不相同，高级语言采用的是文字数字式的字符。

PLC 技术之所以盛行了 30 多年,特点包括：•过程执行的实时性；•读、写输入输出( I/O )值的实时性;•能保证执行和继续操作的鲁棒性和可靠性；•保护控制代码和执行不受外来影响;功能独立，保证控制响应的专一性。

PLC 处理能力的成本在下降，通信能力在增强，开放式的系统正在被广泛接受。

总共具有 32 点 I/O 的 Nano PLC ,网络通信能力不断增强;而具有 129 点 I/O 的 micro PLC ，在功能上则更加完善。

根据一项 ARC Advisory Group 的研究,小型 PLC 通过网络配置性能替代大型 PLC 已成发展趋势，其原因包括可靠性、简易联线以及可测量性。

S7-200系列PLC和PC机实时通信的实现方法
龙伟;聂官鸿
【期刊名称】《南昌大学学报（工科版）》
【年(卷),期】2002(024)002
【摘要】本文阐述了在Win98环境下PC和PLC实时通信的方法.根据S7-
200PLC的特点,利用自由口通信方式和相关的特殊标志位,实现了PC和PLC之间的通信.这种方法与单个数据中断的通讯方式相比,实时通信更加简单、快捷;PC机利用Visual C++6.0的通信控件MSComm编写软件程序,该通信控制使用事件驱动或查询方式解决开发通信软件中遇到的问题,保证了通信的实时性,文中并详细介绍了通信过程.以泵房监控系统为实例,实现了控制水泵的运行并在PC机上进行监控.
【总页数】3页(P81-83)
【作者】龙伟;聂官鸿
【作者单位】南昌大学电气与自动化工程学院,江西南昌,330029;南昌大学电气与自动化工程学院,江西南昌,330029
【正文语种】中文
【中图分类】TP273.1
【相关文献】
1.S7-200系列PLC与监控计算机通信实现方法 [J], 李冬清
2.基于VB6.0的S7-200系列PLC与PC机通信实现 [J], 李涛;姜波
3.基于Win98的S7-200系列PLC和PC机实时通信的实现 [J], 龙滔
4.基于自由口模式实现S7-200系列PLC与PC机串行通信 [J], 马启青;刘志强;韩建武;耿宇涛;孙克俭
5.基于自由口模式实现S7-200系列PLC与PC机无线串行通信 [J], 黄红
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plc与pc网口通讯PLC（可编程逻辑控制器）和PC（个人电脑）之间的网口通讯是现代工业自动化领域中常见的一种通讯方式。

通过这种通讯方式，PLC和PC可以实现数据交互、监控和控制等功能。

本文将探讨PLC与PC网口通讯的原理、应用以及相关技术。

一、PLC与PC网口通讯的原理在现代工业控制系统中，PLC通常负责实时的工控任务，而PC则能提供更强大的计算能力和灵活的软件应用。

通过将PLC与PC进行网口通讯，可以实现两者之间的数据传输和操作命令的交互。

PLC与PC之间网口通讯的原理基于通讯协议。

常用的通讯协议有Modbus、OPC、Ethernet/IP等。

这些通讯协议定义了数据传输的格式、规则和交互方式，确保PLC和PC之间的通讯能够顺利进行。

二、PLC与PC网口通讯的应用1. 数据交互PLC与PC网口通讯可以实现大量数据的交互。

通过读取PLC 中的数据，PC可以实时监测设备的状态、参数以及生产工艺等信息。

同时，PC也可以向PLC发送指令，控制设备的运行状态和工艺流程。

2. 监控和控制通过PLC与PC网口通讯，PC可以担任监控中心的角色。

PC 上的监控软件可以实时显示PLC传输过来的数据，并进行数据分析和处理。

当出现异常情况时，PC可以向PLC发送报警指令或控制指令，及时采取相应的措施。

3. 数据存储与分析通过PLC与PC网口通讯，PC可以将PLC传输的数据存储起来，以便进行后续的数据分析和处理。

PC上的数据采集软件可以自动获取PLC传输的数据，并将其保存在数据库中。

这样，工程师可以通过数据分析软件进行数据挖掘和处理，发现潜在问题，并优化生产工艺。

三、PLC与PC网口通讯的技术1. 硬件设置要进行PLC与PC网口通讯，首先需要连接PLC和PC之间的网口。

通常采用的是以太网或串口通讯方式。

接下来，需要通过软件配置PLC和PC的网络参数，确保两者在同一个网络中，并分配各自的IP地址。

2. 通讯协议PLC与PC之间的网口通讯需要选择合适的通讯协议。

PLC与智能仪表之间的通信使用案例在现在的自动化控制系统中，plc与智能仪表之间的通信越来越多，也越来越重要了。

我们往往要对智能仪表的数据进行采集，然后再用PLC去做逻辑处理，从而使我们的自动化设备产生相应的动作。

智能仪表一般都拥有标准的Modbus 通信协议和其自己的自由协议，那么我们利用智能仪表的自由协议与其通讯呢？小伙伴们有用过么？松下PLC支持多种通讯协议，一种是计算机连接，一种是PLC-link，一种是Modbus RTU，最后一种就是通用通信了。

当我们打算使用通用通信和智能仪表之间进行通信时，我们应该如何对PLC 进行设置呢？跟着小编看一下小编整理的图片吧。

PLC设置参数示意图其中需要注意的地方小编都已经在图中表示出来了。

注意如果选择了结束符，那么只有在接收到相应的结束符时，系统中的响应标志位会置ON，并且不再接收通讯设备的其他数据。

小伙伴们可以保存图片哦，以备自己的不时之需。

设置好了之后，我们又怎样进行程序的编写呢？小编已经准备好图片供小伙伴们参考了。

就在下图。

通用程序编写示意图程序表示的意思为：当对方设备开始发送数据时，只要PLC接收到响应的结束符，数据接收完成标志就会置ON，然后把接收缓存区中的数据批量传送给我们的数据区。

同时执行159指令，使发送的字节数为0，是为了将存储器的指针重新回到数据接收区的起始地址，等待下一次的数据接收。

总结一下：其实对于通用通信来说，难点并不在与数据的接收，而是在于数据的分析处理，我们需要将接收到的数据进行拆分处理后，再从这些数据中提取我们需要的数据。

大学新生寄语1、大学最重要的是拥有独立思考的能力，特别是在中国。

你如何对这个世界有自己的见解;在众说纷纭的说法中有自己的看法;甚至在问别人的问题时，你起码自己有过一定程度的思考。

起码你的人是独立的，特别是精神上。

在中国这种物质化、从众化和世俗化的社会里，你才有比较清晰的定位。

2、进入大学，就是一个新的环境，接触新的人，你的所有过去对于他们来说是一张白纸，这是你最好的重新塑造自己形象的时候，改掉以前的缺点，每进入一个新的环境，都应该以全新的形象出现。

PLC优势为：高可靠性和稳定性。

缺陷：PLC的体系结构是封闭的，各PLC厂家的硬件体系互不兼容，编程语言及指令系统也各异，当用户选择了一种PLC产品后，必须选择与其相应的控制规程，并且学习特定的编程语言。

PC机。

能实现原来PLC的控制功能。

并且具有更强的数据处理能力、强大的网络通讯功能以及能够执行比较复杂的控制算法和其近乎无限制的存储容量等优势。

缺陷：基于PC的自动化控制也有其不足之处，其设备的可靠性、实时性和稳定性都较差PLC与PC之比较-----------------------------------------------------------工业控制谁主沉浮 --PLC与PC之比较发表时间 :2005-12-25 应用行业：工控孰优孰劣？虽然争论了好几年了，但很难有一个明确的论断。

也许答案就在技术的不断创新与结合中。

PLC 之渊源IEEE 将 PLC 定义为：具有编程能力的固态控制系统，类似于继电器逻辑系统。

继电器逻辑或梯形图，名称的来由是因为使用继电器控制工业设备。

不同于硬联线系统（ hard-wired ），它具有更强的简易性。

继电器逻辑多被用于设计电机线路和继电器整体控制盘。

继电器逻辑被称为梯形图逻辑是因为编写出来的程序像是梯子，这与其他高级编程语言如 C++ 或 BASIC 等大不相同，高级语言采用的是文字数字式的字符。

PLC 技术之所以盛行了 30 多年，特点包括：•过程执行的实时性；•读、写输入输出（ I/O ）值的实时性；•能保证执行和继续操作的鲁棒性和可靠性；•保护控制代码和执行不受外来影响；功能独立，保证控制响应的专一性。

PLC 处理能力的成本在下降，通信能力在增强，开放式的系统正在被广泛接受。

总共具有 32 点 I/O 的 Nano PLC ，网络通信能力不断增强；而具有 129 点 I/O 的 micro PLC ，在功能上则更加完善。

根据一项 ARC Advisory Group 的研究，小型 PLC 通过网络配置性能替代大型 PLC 已成发展趋势，其原因包括可靠性、简易联线以及可测量性。

1 TCP协议基本含义分析(1)TCP协议为客户提供较为全面和系统的服务器连接与客户端。

某一既定TCP协议用户可以实现与服务器的实质性连接，并利用这一连接和服务器进行规模性的数据交互。

(2)TCP协议为用户提供较强的可靠性。

在TCP协议向其他计算机发送信息数据的过程中，需要对方进行人工审核确认。

若不能收到确认信息，那么TCP协议将自行重新传输数据，直至五次数据传输均失败的情况下，自行选择传输放弃。

(3)TCP协议内不含有用于实时性计算用户到服务器往返时间的计算系统，所以TCP协议能够有效掌握确认等待时间。

(4)TCP协议以向每一个字节发送数据的形式，使这些字节产生关联并获得相应序列号。

(5)TCP协议具有流量控制功能，使对端TCP协议掌握自身能够接受字节的范畴，这也就是我们常说的通告窗口。

TCP客户端和服务端构建连接的过程被我们称为三次握手：（1）客户端向服务器端发送SYN报告文件，正式进入SYN 模式。

（2）当服务器接到报文以后，迅速作出回应向对方发送ACK报文，进入RECV运行模式。

（3）当客户端收到回应以后，再次回应ACK报文，最终完成三次握手。

2 西门子PLC通信设置普遍来说，PLC和PC的地址需要在相同网络内，也就是各自的网络需要在物理层面相通，反之则无法进行有效通信。

现阶段，在国际上较为主流的西门子系列PLC系统当中，部分系列的中央处理器模块不具备以太网连接接口，必须通过西门子公司自行生产的以太网通信模块。

然而，目前最新的西门子S7-1200PLC系列和1500PLC系列再设计的过程中，为避免过去系列中的缺点与不足，在中央处理器本体设置profinets接口，能够良好支持TCP协议与以太网通信标准。

利用以太网便能轻松实现中央处理器和变成构件之间的通信，以及与其他中央处理器、PC之间的通信。

以西门子公司生产的S7-1200PLC系列为实际案例，实施软件编程与网络设置，其具体操作流程和其他PLC系列差距较小基本相同。

plc、仪表、电脑用什么方式联机？
有台设备本来是触摸屏+plc系统，现在另加2个测试仪表，仪表
支持rs232通讯，要求另外配一台电脑，将2个仪表测试返回的数据存
入电脑的数据库中，仪表测量的触发需要plc给出命令，问题是,plc、
仪表、电脑三者用什么方式联机比较好？是plc→电脑←→仪表？还是plc
←→仪表→电脑？各有什么优缺点？
最佳答案
第一个方案：上位机用组态软件和plc构成一个系统，上位机和仪表构成一个系统：这样plc对仪表不用写轮询通讯程序，前提是plc不需采仪表信号进行运算。

第二个方案：上位机读写plc数据，plc采集仪表数据，plc中得写仪表通讯轮询程序。

后者可能比前者稍麻烦些。

另232接口通讯距离比较短，有条件要选485口它的通讯距离长的多。

另通讯协议选modbus的话可能参考的资料多些，也好调些。

PLC在仪器仪表中的应用案例PLC（可编程逻辑控制器）是一种用于自动化控制的电子设备，广泛应用于工业生产过程中。

随着技术的不断进步，PLC的应用范围也不断扩大，从传统的生产线控制到各个领域的自动化控制，包括仪器仪表领域。

本文将介绍一些PLC在仪器仪表中的应用案例，展示其在提高生产效率、优化操作流程和确保工作安全方面的重要作用。

1. 自动化检测系统在仪器仪表领域，自动化检测系统是一项关键的应用。

传统上，人工检测需要大量的时间和人力资源，且存在人为误差的风险。

然而，通过使用PLC控制自动化检测系统，可以实现快速、准确的检测过程。

例如，在电子设备生产过程中，PLC可以控制仪器仪表进行各项功能的测试，同时记录并报告测试结果。

这种自动化检测系统大大提高了产品质量，缩短了生产周期，降低了成本。

2. 流程控制系统在复杂的生产流程中，使用PLC实现流程控制系统可以帮助提高操作流程的效率和一致性。

例如，在化工领域的实验室中，研究人员需要根据特定的实验流程控制各种仪器仪表的操作。

通过PLC控制系统，可以事先编写程序来指导各个仪器仪表的操作顺序和参数设置，确保流程的准确性和一致性。

这不仅提高了生产效率，还减少了操作错误的风险。

3. 温度控制系统在一些需要精确温度控制的实验或生产过程中，PLC也发挥着重要的作用。

通过PLC控制温度控制系统，可以实时监测和调整温度，确保温度处于预设的范围内。

例如，在制药工业中，PLC可以控制反应釜中的加热和冷却过程，以确保反应温度的稳定性和精确性。

这种温度控制系统不仅提高了产品质量，还确保了生产过程的安全性。

4. 数据采集与分析系统PLC还可以与仪器仪表配合使用，实现数据采集和分析系统。

通过PLC控制仪器仪表进行数据采集，并将数据传输到中央控制室或数据库中进行进一步处理和分析。

这种数据采集与分析系统可以提供实时数据，帮助操作人员监控生产过程，分析问题和制定改进措施。

以化工工业为例，PLC可以采集反应釜中的温度、压力和流量数据，通过分析这些数据来判断反应过程是否正常，并及时采取相应的措施。