摘要：西门子S7-300所采用的以太网协议被称为ISOonTCP协议，相较于传统通信协议，西门子以太网协议能够自行进行ISO传输属性的定义，具有传输优势。本文将西门子S7-300以太网协议作为研究重点，通过对工业领域的自动化控制系统进行应用方式和数据通信方式的总结，提出西门子以太网再工业控制系统当中的运用方法，为工业控制系统开发提供创新思路。
关键词：西门子；以太网；通信协议；工业控制系统
前言：与传统以太网通信协议不同，西门子S7-300以太网所参照的是RFC1006文档，因此西门子以太网同时具备了ISO协议以及TCP协议两个协议的优点，使其再数据信息通信当中更具应用优势。现代工业领域所进行的自动化控制系统开发，其主要依赖的技术资源为数据通信的速率和精准度，而通信协议是否具有优势则成为控制系统开发中重点研究对象。
一、工业控制系统开发技术瓶颈
现代工业生产当中，监控系统主要借助自动化和可视化的方式，完成对于生产环节的监控和管理，随着技术发展，工业生产监控系统也逐渐发展为现场监控以及远程监控两种模式，不过从技术角度进行分析可以看到，无论是现场监控还是远程监控，监控系统自身可视化的数据信息来源都需要借助生产现场信息采集和上下位机的信息传输两个环节共同完成，在这一过程中，通信协议是否能够承担起工业生产现场环节的数据传输功能，将成为工业生产和工业监控中开发人员应当重点面对的难题。以现代常见的工业生产监控系统建设方式为例，国内外大部分工业生产单位在进行产品加工和生产时，所采用的监控系统主要由现场总线和PLC控制共同组成，其中PLC控制中心能够通过现场总线构成生产现场局域网，系统管理人员再通过进行网络配置，使管理员账号在系统登录后，可以对工业生产现场网络进行访问，并利用系统信息控制实现监控。但实际应用中，工业监控系统的实际监控效率和信息处理能力备受质疑，问题的主要来源几种在数据传输方式和通信连接方面，其中管理账户对于网络访问的能力不稳定，同时受到明显限制，上位机在接收数据时，需要在多种通讯方式当中进行选择，进而造成了工业控制系统中心难以形成高效、便捷的现场分析，数据传输有着明显的滞后性。笔者在结合了几种工业监控软硬件系统分析后，提出了改进通信协议的建议。
二、西门子以太网的工业控制系统开发
（一）西门子S7-300以太网的通信协议选择
传统以太网的通信协议主要以TCP协议为主，这种协议在数据传输当中主要以高速、巨量、良好的兼容性和系统适配性，得到广泛的认可和青睐。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其中巨量的数据传输和极短的传输时延使其成为目前主流的以太网传输协议，在每一次数据传输当中，其所处的数据流都可以通过无结构的字节排列，进行若干报文段的传输，数据接收再根据TCP规则，对各个报文段进行重组，获取完整的数据信息。不过TCP协议在通信传输当中的缺点也十分明显，即传输数据长度受到限制，传输方式只能依靠数据流来实现。相比之下，后来研发的ISO通信协议，可以在一定程度上转变原有TCP协议的劣势，在实际传输当中，不必进行数据流分段，而是通过打包数据的方式，进行数据包的传输。但是ISO协议不支持路由功能，因此应用范围十分有限。为了实现通信协议的广泛性和易用性的彼此结合，西门子S7-300以太网将二者的优点进行了整合，实现了新型的ISOonTCP协议，通过默认端口102实现数据传输[1]。现代应用中，西门子以太网既可以避免数据流传输方式下的数据长度限制，同时还能够满足广泛路由功能需求，从而实现了更高效的数据通信和信息传输，成为现代工业领域系统开发主要选择。
（二）基于西门子以太网协议的工业控制系统软件设计
工业生产现场的控系统控制要求将现场生产环境特点和生产要求进行数据统计，并以具象化的方式呈现在管理人员面前，管理人员再通过分析得出生产结论。因此可视化将作为笔者应用西门子以太网设计控制软件的基本方向。
系统可视化的实现需要将西门子以太网的通信协议纳入到VPN设置以及PLC控制当中。其中VPN设置需要与西门子以太网协议相吻合，使其能够与现场总线进行连接，使控制系统网络与现场PLC处于同一局域网当中；PLC控制主要由开发人员在系统界面当中完成，控制内容主要分为PLC连接和PLC断开两个部分。首先，开发人员应当结合现场总线和PLC信息，设定IP地址、插槽编号等信息，使现场硬件能够在系统当中完成映射[2]。系统连接控制主要有opensocket函数来实现，西门子以太网传输端口为102，因此在函数当中应当设定port为102，并将以太网地址设定在peer当中；系统断开控制当中，需要通过Davefree进行变量的调用，并对系统内容进行释放。此时在closesocket函数当中，返回变量ph将被调用，并在系统引导下使数据端口102得到关闭，完成系统断开。
结论：综上所述，西门子以太网下的工业控制系统开发，将具备两个方面的优势。首先是系统可视化程度提高，工业生产现场的数据信息能够以动态、曲线变化以及直观的方式进行展现，设置人员也可以通过窗口控制完成对于PLC的设定；其次是数据传输灵活。西门子以太网继承了传统传输协议优势，提高了数据传输的灵活性，方便对系统进行编写。
参考文献：
[1]李桂丹，刘麒.一种基于西门子S7-200CPU226CN系列PLC的智能并行控制系统模型[J].电子器件，2018，41（05）：1300-1303.
[2]杜晓妮.基于西门子S7-200PLC的货物传送与入库生产线中步进电机的使用方法的探究[J].经贸实践，2018（16）：305-308.
论文作者:田永旭
论文发表刊物:《电力设备》2018年第34期
论文发表时间:2019/5/20
标签：以太网论文; 控制系统论文; 协议论文; 工业论文; 系统论文; 工业生产论文; 数据传输论文; 《电力设备》2018年第34期论文;