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PC如何读取PLC中的数据库

创作时间:

作者:

@小白创作中心

PC如何读取PLC中的数据库

引用

来源

https://docs.pingcode.com/baike/1917849

在工业自动化领域，PC与PLC（可编程逻辑控制器）之间的数据通信是实现智能制造和远程监控的基础。本文将详细介绍三种主要的PC读取PLC数据库的方法：通信协议、数据采集软件和编程接口。通过本文，读者可以全面了解各种方法的实现步骤和应用场景，为实际项目开发提供参考。

一、通信协议

PLC（可编程逻辑控制器）和PC（个人计算机）之间的通信通常依赖于标准通信协议，如Modbus、Profibus、Ethernet/IP等。这些协议定义了数据传输的格式和过程，使得不同设备之间可以进行数据交换。

Modbus是一种广泛使用的协议，尤其在工业自动化领域。通过Modbus协议，PC可以作为主站（Master）发送请求，PLC作为从站（Slave）响应请求，从而实现数据读取。

1. Modbus协议

Modbus协议是一种应用层协议，具有简单、开放、可靠等优点。Modbus协议有两种主要的传输模式：Modbus RTU和Modbus TCP。

Modbus RTU：基于串行通信（如RS-232或RS-485），数据以二进制格式传输。其优点是传输效率高、适合长距离通信。
Modbus TCP：基于以太网，数据以TCP/IP格式传输。其优点是速度快、网络布线方便。

为了使用Modbus协议读取PLC中的数据库，需要在PC上安装Modbus主站软件或编写相应的程序。常见的软件有Modscan、Modbus Poll等，而编程语言可以选择Python、C++、Java等。

2. 详细描述Modbus TCP的实现

步骤一：准备工作

确保PLC支持Modbus TCP协议，并进行相应的设置。
在PC上安装Modbus主站软件或准备编程环境。
确保PC和PLC在同一个网络中，可以通过以太网连接。

步骤二：配置PLC

打开PLC的编程软件（如Siemens的Step 7、Rockwell Automation的RSLogix等）。
配置PLC的以太网模块，设置IP地址、子网掩码和网关。
配置Modbus TCP从站参数，包括从站地址、数据寄存器等。

步骤三：编写PC端程序

使用Python和pymodbus库编写一个简单的Modbus TCP主站程序：

from pymodbus.client.sync import ModbusTcpClient

## **连接到PLC**
client = ModbusTcpClient('192.168.0.10')
## **读取保持寄存器中的数据**
result = client.read_holding_registers(0, 10)  # 从地址0开始读取10个寄存器
if result.isError():
    print("读取失败")
else:
    print("读取成功:", result.registers)
## **断开连接**
client.close()

通过上述步骤，可以实现在PC上读取PLC中的数据。接下来，我们将深入探讨其他方法和细节。

二、数据采集软件

除了使用通信协议，数据采集软件也是读取PLC数据的常用方法。这些软件通常具有图形化界面，易于配置和使用。常见的数据采集软件有：

OPC（OLE for Process Control）
SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）系统

1. OPC

OPC是一种标准接口，允许Windows程序与工业硬件设备进行通信。OPC服务器可以从PLC中读取数据，并将数据传输给OPC客户端。

步骤一：选择OPC服务器

选择一个适合的OPC服务器，如Kepware的KepServerEX、Matrikon OPC Server等。

步骤二：安装和配置OPC服务器

安装OPC服务器软件。
配置PLC连接参数，包括IP地址、通信协议、数据寄存器等。
创建OPC标签（Tags）来映射PLC中的数据寄存器。

步骤三：读取OPC数据

使用OPC客户端软件（如Matrikon OPC Explorer）或编写OPC客户端程序读取数据。

以Python和OpenOPC库为例：

import OpenOPC

## **连接到OPC服务器**
opc = OpenOPC.client()
opc.connect('Kepware.KEPServerEX.V6')
## **读取OPC标签数据**
data = opc.read('PLC1.Tag1')
print("读取成功:", data)
## **断开连接**
opc.close()

2. SCADA系统

SCADA系统是一种集成解决方案，可以监控和控制工业过程。常见的SCADA系统有Wonderware、Ignition、Citect等。

步骤一：安装和配置SCADA软件

安装SCADA软件。
配置PLC连接参数和数据采集点。
创建监控界面和报警设置。

步骤二：读取和显示数据

SCADA系统会自动读取PLC中的数据，并在监控界面上显示。

三、编程接口

编程接口是另一种读取PLC数据的方法，特别适用于复杂的应用场景。通过编程接口，开发者可以根据实际需求编写定制化的程序。

1. PLC厂商提供的编程接口

许多PLC厂商提供了编程接口，如西门子的S7通信库、三菱的MX Component等。

以西门子的S7通信库为例：

西门子提供了一个名为Snap7的开源库，可以用于与S7系列PLC通信。

步骤一：安装Snap7库

pip install python-snap7

步骤二：编写Python程序

import snap7
from snap7.util import *

## **连接到PLC**
client = snap7.client.Client()
client.connect('192.168.0.10', 0, 1)
## **读取数据块中的数据**
data = client.db_read(1, 0, 10)  # 读取DB1中的前10个字节
print("读取成功:", data)
## **断开连接**
client.disconnect()

通过上述步骤，可以使用编程接口读取PLC中的数据。

2. 自定义编程接口

在某些情况下，开发者可能需要编写自定义编程接口，以实现特定功能。这通常涉及底层通信协议的实现和数据解析。

例如，通过Socket编程实现自定义TCP通信：

步骤一：编写PLC程序

在PLC中编写一个简单的TCP服务器程序，监听特定端口，并响应客户端请求。

步骤二：编写PC端程序

使用Python的Socket库编写TCP客户端程序：

import socket

## **创建TCP客户端**
client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
client.connect(('192.168.0.10', 502))
## **发送读取请求**
client.send(b'x01x03x00x00x00x0A')  # Modbus TCP请求帧
## **接收响应数据**
data = client.recv(1024)
print("读取成功:", data)
## **断开连接**
client.close()

通过上述步骤，可以实现自定义编程接口读取PLC中的数据。