PLCSIM-Advanced实现西门子PLC开放式TCP通信

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大家好！我是付工。大部分初学者在学习C#上位机编程时，当需要实现与西门子PLC通信时，如果手上没有PLC实物，就可以通过仿真的方式来搭建PLC环境。插播一个广告，大家帮忙给视频号点个关注，还差50个关注，感谢！西门子PLC的仿真有两种方式，第一种方式是使用PLCSIM+NetToPLCsim，第二种方式是使用PLCSIM-Advanced，这两种都有各自的优势和不足之处。第一种方式使用NetToPLCsim，不仅可以仿真S7-1500，还可以仿真S7-1200/S7-300/S7-400，但是只能仿真S7通信协议，无法仿真其他通信协议。第二种方式使用PLCSIM-Advanced，不仅可以仿真S7通信协议，还可以仿真开放式TCP/UDP、ModbusTCP、OPCUA等以太网协议，但是仅支持S7-1500和ET200SP，无法仿真其他型号PLC。这篇文章主要跟大家介绍如何基于PLCSIM-Advanced搭建一个仿真西门子PLC，实现开放式TCP通信。
仿真过程
1、首先我们要安装好博图和PLCSIM-Advanced软件，这个安装过程，前面已经有文章介绍过，具体参考：西门子博图V17及仿真器安装及注意事项2、PLCSIM-Advanced软件安装完成后，电脑中会额外多出一个虚拟网卡，名称为Siemens PLCSIMVirtual Ethernet Adapter，如图所示：

3、首先我们设置一下这个虚拟网卡的IP，这里尽量不要和电脑自带网卡一致，一般情况下，我们的电脑默认网卡是0段或1段等，为了避免重复，所以我这里使用10这个网段，这里将IP地址设置为192.168.10.200，如图所示：

4、管理员权限运行PLCSIM-Advanced软件，这里注意软件要以管理员权限运行，可以直接每次右击，以管理员权限运行，如果想一劳永逸，可以点击图标，右击【属性】，在【兼容性】选项中，将【以管理员身份运行此程序】的选项勾选：


5、打开PLCSIM-Advanced软件，按照图示步骤进行设置，这里要注意IP地址必须与虚拟网卡同一网段，但是不能相同，比如虚拟网卡设置的是192.168.10.200，这里设置为192.168.10.100，点击Start之后，等待3秒，PLC Instance显示黄色，表示仿真PLC已经就绪，如图所示：

6、仿真PLC就绪之后，使用博图TIA创建一个项目，这里的控制器必须要选择1500系列PLC，PLCSIM-Advanced只支持S7-1500PLC，但是对于我们学习通信来说，是没有影响的，博图项目创建如下所示，我们选择的PLC控制器型号CPU1511-1PN，如图所示：

7、由于是仿真环境，与真实PLC还是有一点区别的，这里我们要提前设置一下，点击项目，右击【属性】，切换到【保护】选项，将其中的【块编译时支持仿真】勾选上，如图所示：

8、修改PLC的IP地址，修改与PLCSIM-Advanced一致，即192.168.10.100，如图所示：


9、下载PLC程序，这里要把PG/PC接口选择成Siemens PLCSIM VirtualEthernet Adapter，点击【搜索】按钮，确定可以搜索到仿真PLC，选择搜索到的PLC，点击【下载】按钮，如图所示：



10、完成PLC程序下载后，选择【启动模块】，点击【完成】按钮，如图所示：

11、这时候，我们观察PLCSIM-Advanced软件，指示灯由黄色转换成绿色，表示PLC运行正常，至此，一个仿真的S7-1500PLC环境就搭建完成了，接下来可以进行通信程序编写，如图所示：


PLC程序编写

西门子PLC实现开放式TCP通信是需要编写PLC程序的，PLC作为TCP服务器，上位机作为TCP客户端，下面对PLC程序编写步骤进行阐述说明：
1、创建一个新的DB块，DB块编号定义为DB100，用于与上位机通信，在DB块中创建变量用于通信测试，读取和写入各创建5个布尔、5个整型和5个浮点数，然后右击DB块，选择【属性】，把【优化的块访问】的勾选去掉，去除优化块访问后，每个变量后面会有一个偏移量，这个对于我们后续解析数据是有用的，如图所示：


2、打开OB1，在右侧通信中，找到指令TSEND_C，然后拖拽至OB1的程序段1中，根据操作提示添加对应的背景数据块，如图所示：



3、选择TSEND_C块，右击属性> 组态 > 连接参数：
（1）伙伴：选择“未指定”（2）连接类型：选择TCP（3）连接数据：新建一个连接数据（4）连接ID：设置为1（5）设置伙伴主动建立连接（6）伙伴端口：设置为2000具体设置参数如图所示：


4、启用系统存储区和时钟存储区字节，选择CPU，右击属性，找到常规，选择系统与时钟存储器，勾选启用系统存储器字节和启用时钟存储器字节，地址MBx使用默认的MB0和MB1即可，如图所示：


5、回到OB1，填写REQ和DATA，REQ采用1秒钟的脉冲，DATA为Read部分和Write部分，一共是64个字节，如图所示：



6、从通信库中找到指令TRCV_C，拖拽至OB1的程序段2中，根据操作提示添加背景数据块，CONNECT引脚使用前面SEND的参数一致，如图所示：


7、选择功能块TRCV_C，右击属性，在连接参数中，连接数据直接选择拉下菜单中PLC_1_Send_DB，相关参数会自动填充，如图所示：

8、回到程序段2中，填写EN_R和DATA程序引脚，EN_R填写true，表示持续接收数据，DATA为Write部分，即P#DB100.DBX32.0 BYTE 32，如图所示：

9、编译PLC程序，下载PLC程序，下载完成后启动模块，如图所示：


10、打开网络调试助手NetAssist，连接上PLC，进行通信测试 ，具体步骤如下：
（1）设置协议类型为TCP Client（2）远程地址填写PLC的IP：192.168.10.100（3）端口号填写设置的2000（4）接收选择Hex显示（5）点击【连接】（6）观察返回数据及长度通信测试最终实现效果如图4-32所示：