在现代工业自动化领域,PLC(可编程逻辑控制器)和 SCADA(监控与数据采集系统)就像是一对黄金搭档,一个负责冲锋陷阵(控制现场设备),一个负责运筹帷幄(监控全局、下达指令)。
为什么 PLC 要和 SCADA聊天
PLC 在车间一手抓信号、一手抓执行,却“不擅长说话”;SCADA 则驻守中控室,负责监视、报警、报表。两者靠通信把“现场语言”翻成“管理语言”。如果这条沟通链断了,现场跑得再快,上层也只能瞎猜。
主流通信协议一览
Modbus TCP/RTU年纪大但身体好,帧结构简单;只要会收发寄存器地址就能用。
OPC UA类似“工业版 REST API”,自带模型、自带安全,爱好加密。
EtherNet/IP、PROFINET实时性要求高的离散制造常客;把控制和信息流放在同一网线里。
底层是怎样一次次对话的

图1 底层对话示意图
1.建立会话Modbus 在 TCP 502 端口等客户;OPC UA 先 TLS 握手再交换节点 ID。
2.寻址PLC 把模拟量、电机状态塞进寄存器或 Tag;SCADA 定时读。
3.轮询 & 订阅轮询像老师点名,订阅像微博推送。OPC UA 支持事件驱动,网络压力小。
4.异常处理帧校验 CRC 错了?PLC 回 Exception Code;SCADA 立刻报警并自动重试。
为什么延迟不是越低越好
过度刷新=无意义流量。经验值:离散制造 50–200 ms,过程工业 500 ms–1 s,既不卡 UI,又省带宽。要是追毫秒级,就得用支持 IRT 的实时以太网并加专用交换机。
让通信更稳的三个小技巧
双网口冗余:PLC 两个口连不同交换机,主用断线 < 50 ms 切备。
分段读写:一次读 100 字节比一次读 1000 字节更稳,丢包重传代价小。
统一数据模型:在 OPC UA Server 里先把 Tag 归类命名,SCADA 加点像拉菜品清单,省心。
PLC 与 SCADA 的通信其实就是“谁来问、问什么、多久问一次、问错怎么办”的四件事。选对协议、规划好网络,再加一点小技巧,就能让车间数据顺畅上云,中控室再也不用甩锅“网络不好”。
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