冯工聊数采NodeSCADA · 工控老兵手记 · MES下发PLC S7-200Smart 三菱Q系列MC协议

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24年的时候，山东一家食品厂找到我。他们生产不同品类的产品，工艺参数各不相同。比如做肉糜类的时候，设备温度要设到50度，搅拌210秒；换成面食类，温度就降到40度，搅拌120秒。以前换产品，得工艺到现场一台台改设备参数。客户希望把这些工艺参数统一放到MES里管理，让设备根据当前生产的产品，自动用上对应的那一套工艺参数，不用再靠人工。

现场有两个需要解决的麻烦点。

一个是MES。这套MES是客户好几年前上的成品系统，早就交付完了，二次开发费用非常高。可以理解为动不了，没法做二次开发。能用的只有它对外开的一个HTTP查询接口——给它一个产品号，和设备编号，它能返回这个产品的工艺参数。也就是说，MES可以查询数据，但是指望它主动干别的事不现实。

另一个是设备。现场4台PLC，1台西门子S7-200 Smart，3台三菱Q系列，两个品牌、两种协议。而且PLC所在的设备网络，跟MES所在的内网是不通的，两边碰不上面。

这篇就分享一下，在MES动不了的前提下，这件事是如何完成的。

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先把网络铺好

PLC不能直接接进工厂内网，这是安全底线。设备网络一旦暴露在内网里，谁都可能连接到PLC，生产设备的安全没法保证。

办法是加一台工控机做中间层。挑了台带双网卡的，常通电不断电。一块网卡接设备网络，连那几台PLC；另一块网卡接工厂内网，能够连接到MES。PLC始终待在自己的设备网络里，从工厂办公网络这头是访问不到的，两边在物理上就是隔开的。

中间所有的工作，都在这台工控机上完成。

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思路：把逻辑放在中间层

MES动不了，那就别指望MES。

换个思路：既然MES能查工艺参数，PLC能被读写，那就在中间放一个角色，让它一头去问MES要参数，一头把参数写给PLC。这个角色，就是装在工控机上的NodeSCADA。

整个逻辑，我全放在NodeSCADA里，靠它的自定义函数来实现。MES不知道有NodeSCADA，PLC也不知道有MES，两边都只管做自己最简单的那部分。

具体怎么转，得先说说现场工人是怎么操作的。

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生产时现场是怎么换产品的

换产品是个低频操作。通常是一个批次从头做到尾，做完了，才换下一个产品接着做。不是频繁切换。

工人换产品，是在设备的触摸屏上选产品号。每台设备支持的产品种类不一样，有的能选4种，有的能选10种，但操作是一样的——选中哪个，PLC里那个"当前产品号"的地址就更新成对应的值。

NodeSCADA要做的，就是盯住这个产品号。

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NodeSCADA的自定义函数：盯着产品号，变了就执行更新参数逻辑

NodeSCADA里写了一个自定义函数，核心就一件事：监测每台设备的产品号有没有变。

平时没人换产品，产品号不动，函数也不会被调用。一旦工人在触摸屏上选了新产品，产品号变了，NodeSCADA马上就能发现，接着跑这么个逻辑：

第一步，通过V函数拿到新的产品号。

第二步，带着产品号和设备标识，去调MES那个查询接口，问它：这个产品在这台设备上，温度和搅拌时间该是多少?MES返回参数，比如温度50、搅拌210。

第三步，把这两个值写进这台PLC的温度、搅拌时间地址。

第四步，写完，把"参数就绪"标志位置成true。

这一串下来，等于NodeSCADA替MES把"下发"这个动作做了，而MES自始至终只回答了一个查询。

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握手：别让设备使用旧参数生产

这里有个细节得处理好。

工人选完新产品，到NodeSCADA查完参数、写进PLC，中间是有时间差的。要查MES、要走网络、要写PLC，虽然通常两秒内就能办完，但这两秒里，设备里的参数还是上一个产品的旧值。要是设备这时候就按旧参数开干，做出来的东西就不对了。

所以PLC里有一个"参数就绪"标志位来把关，逻辑是这样：

工人一改产品号，PLC自己先把"参数就绪“重置成false——意思是新产品选了，但配套的新参数还没到。

NodeSCADA这边，查到参数、写进PLC之后，再把"参数就绪"写成true——意思是这个新产品的参数，已经给你更新好了，可以用了。

设备只认这个标志位：为true，才当作参数是跟当前产品对得上的，正常生产；为false，就知道参数还在路上，等着。

一个置false（PLC），一个置true（NodeSCADA），中间那点延迟就被这个标志位保护住了，不会出现参数没到位、设备先动手的情况。

因为西门子设备已经交付好几年，实际上是使用的报警点位实现的是否可以继续生产的限制

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两种协议，一套配置

设备侧1台西门子、3台三菱，协议不同，但在NodeSCADA里的配置是一样的。

西门子S7-200 Smart走S7协议，填个IP就能连，这个型号不像1200那样还要进软件开通信权限，102端口直接是开着的。三菱Q系列走MC协议，确认PLC的以太网模块开了MC协议端口，把IP和端口填上就行。

各设备各建一个连接器，各自配好产品号、温度、搅拌时间、参数就绪这几个点位。温度带小数，配成浮点；搅拌时间是整秒，配成整型；产品号和标志位按实际类型配。。

NodeSCADA同时管着两种协议，西门子的和三菱的摆在一个界面里，读写的API都一样。

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做完之后

上线之后，现场换产品的流程基本没变，工人还是在触摸屏上选产品号，该怎么操作怎么操作。不一样的是，选完之后，温度和搅拌时间自己就对上了，不用人再去改。

以前换一次产品，工艺得拿着参数表跑遍5台设备，一台台改。西门子和三菱的操作还是两套界面，又慢又容易出错，偶尔漏改一台，那台出来的货就跟别的对不上。现在选个产品号，两秒钟参数就位，5台设备全同步，工艺一致性比以前稳。

更省心的是MES那头，一行代码没动。客户原本以为这种老系统要打通，怎么也得找原厂改造一番，结果只用了它本来就有的一个查询接口。所有的逻辑都在NodeSCADA这一层。

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这个项目的关键，是想明白"主动方"放在哪儿。MES是个动不了的老系统，那就别让它当主动方，把它当成一个查参数的数据源就行。真正干活的逻辑，放在中间那台工控机里，用NodeSCADA的自定义函数，一边问MES、一边写PLC，自己形成了闭环。

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