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西门子 S7 系列 PLC 是客户使用比较广泛且市场占有率非常高的工业现场智能自动化控制的设备，常见的型号有：S7-200 Smart, S7-300, S7-400, S7-1200, S7-1500 等。在这个系列的 PLC 中，使用比较多的数采协议有 S7 ISO-on-TCP 和 Modbus TCP，本文主要针对这两个协议进行讲解。

使用者

S7 ISO-on-TCP

S7 ISO-on-TCP 以下简称 S7 协议，具体参考请到西门子官方网站查询，协议详解，并不是本文的重点内容。

S7 协议配置

  • 首先，需要在 SIMATIC Portal 软件中将 S7 协议激活，当然，还需要配置一下具体可以支持的最大连接数，可以参考其他网站的配置手册。
  • 其次，需要配置 PLC 设备本身的 IP 地址和端口号，默认端口号是 TCP:102；
  • 使用相关的网关设备采集数据，需要默认配置4个参数，分别是：
    • IP 地址：192.168.1.1
    • 端口号：102
    • RACK：0
    • SLOT：1
  • 以上配置完成后，如果顺利的话，应该可以直接根据 Portal 里面的点位表获取你所需要的点位数据值。

采集策略配置

  • 首先，你需要了解 PLC 的工作原理，知道点位的缩写形式：
    • DB1.DBX0.0：其代表的含义是 DB1 槽位，DBX0.0 是布尔型 0 寄存器的 0 位；
    • DB3.DBD12：其代表了 DB3 槽位，DBD12 是 DWORD 12 寄存器；
    • 其他不再举例，如果你看不懂的话，可能需要请教专业人士；
  • 其次，需要将 PLC 获取来的数据与网关所在的系统进行数据类型的转化：
    • bool 对应 布尔型；
    • real 对应 Float32；
    • 以此类推，不再举例；
  • 然后，就是对应的采集策略和频率，具体要看业务的需要，设置合适的参数来。

注意事项

  • 本采集 PLC 有连接数限制，一般不超过 8 个 TCP 连接；
  • 每个连接所能承载的每个数据包的大小，有可能会出现 PDU 错误，这个需要询问采集设备厂家的工程师；
  • 了解每个点位的采集反馈时间，据我们测算，1-3ms 是比较正常的，如果连续读取多个，要看是不是在你业务所要求的延迟范围内；
  • 要观察 Portal 里面 PLC 设备的 CPU 和内存使用率，不要因为数据采集导致其本身业务发生问题；
  • 其他问题，大部分是网络、配置点位 错误导致。

我司产品

亿琪软件公司针对大数据量、高性能采集方面，做了软件优化，我们的一体化网关可以最多 1秒内采集超过20000个数据点位。
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Modbus TCP

配置 PLC 支持 Modbus TCP 协议

网上有很多配置手册可以参考，主要是将需要的 DB 段映射到 Modbus 服务上即可。

配置网关

大部分数据采集网关都能很好的支持 Modbus 协议，也不是非常复杂，建议自己多尝试。

注意事项

  • 首先，Modbus TCP 的效率不如 S7 本身协议；
  • Modbus 协议比较通用，业务不复杂的情况下，首选推荐；
  • Modbus 协议对 PLC 的 CPU 和内存消耗较大，高性能的情况下慎选；
  • PLC 支持的 Modbus 只有一个客户端可以连接，切记。

开发者

如果你在针对 S7 协议进行一些高性能开发的话，遇到问题可以通过这个文章进行排查和自我实践：PLC | 西门子 Siemens S7 ISO-on-TCP 通讯协议探究——提高数据采集效率故障分析（使用边缘计算网关）

关于 亿琪软件

上海亿琪软件有限公司成立于2016年，专注于 5G 通信、AI 人工智能、边缘计算和大数据网络安全多项技术领域，致力于物联网领域前沿技术的创新，为用户提供全方位、智能化和安全的物联网解决方案。

2023年，公司发布“YiFUSION｜工业边缘智能融合一体机”产品，为工业客户提供一整套的边缘计算+AI能力：高性能数据采集、多类型数据融合、AI算法集成、云端业务对接。在边缘网关的基础上，集成了 IoT 平台的边缘协同能力、本地Web SCADA 和 HMI 功能、本地数据存储、边缘 AI 视频分析、行业应用集成等。

2022年公司推出 “YiCLOUD｜亿琪云”一站式物联网应用解决方案。公司的业务涵盖了智慧城市、智慧农业、智能工厂和智慧园区等多个领域，公司软硬件产品和解决方案获得华为技术认证，得到中国移动OCP认证，公司还是边缘计算产业联盟ECC成员。

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