基于 Python 的 S7-200 Smart PLC 监控系统开发

一、系统概述

本监控系统基于 Python 语言开发，采用 Tkinter 实现 GUI 界面，结合 snap7 库实现与西门子 S7-200 Smart PLC 的通信。系统实现了对工业现场水泵机组、压力参数、液位高度及进水阀门的实时监控与控制功能，具备以下核心功能：

多设备监控：同时监控 3 台水泵的运行状态；

实时数据显示：电流、频率、压力、液位等参数可视化；

远程控制：水泵启停、压力设定、阀门操作等控制功能；

状态指示：设备运行/故障/自动模式等状态通过颜色直观显示；

二、PLC地址

水泵1启停地址Q0.0，运行地址I0.0，故障地址I0.1，手自动地址I0.2，电流地址VW500，频率地址VW502；

水泵2启停地址Q0.1，运行地址I0.3，故障地址I0.4，手自动地址I0.5，电流地址VW504，频率地址VW506；

水泵3启停地址Q0.2，运行地址I0.6，故障地址I0.7，手自动地址I1.0，电流地址VW508，频率地址VW510；

供水压力设定地址VW520、供水压力反馈地址VW522；

水箱液位设定地址VW524、水箱液位反馈地址VW526；

进水阀开启地址Q0.3，关闭地址Q0.4，停止/复位地址Q0.5，全开状态地址I1.1、全关状态地址I1.2、故障地址I1.3；

PLC的IP地址是192.168.1.15，机架号0，槽号1；

三、功能模块解析

1. 水泵监控模块

控制功能：启停按钮直接控制 PLC 输出点；

状态监测：实时显示运行（绿色）、故障（红色）、自动模式（蓝色）状态；

参数显示：通过 V 存储区读取电流（0.1A 精度）和频率（0.1Hz 精度）值；

地址映射：每个水泵独立配置 I/O 点和数据存储地址；

2. 压力控制模块

设定压力值写入 VW520 寄存器；

实际压力值从 VW522 读取（0.01MPa 精度）；

3. 液位控制模块

设定液位值写入 VW524 寄存器；

实际液位从 VW526 读取（0.01m 精度）；

4. 进水阀控制模块

提供开阀/关阀/停止/复位按钮控制；

监测全开/全关到位信号及故障状态；

四、核心代码解析

1. PLC 通信配置

使用 snap7 的 Client 类建立连接

IP 地址需与 PLC 实际地址一致（默认 192.168.1.15）

2. 数据读写方法

位操作：

字操作：

3. 界面动态更新

def update_data(self):

# 读取数据更新界面

self.master.after(self.update_interval, self.update_data) # 定时循环

使用 Tkinter 的 after 方法实现 1 秒间隔定时刷新

状态指示灯通过 Label 背景色变化实现

五、系统部署与使用

1. 环境要求

Python 3.6+

安装依赖库：

pip install python-snap7 tkinter

西门子 S7-200 Smart PLC（固件版本 V2.3+）

2. 配置说明

修改 PLC IP 地址：

self.plc_ip = '192.168.1.15' # 改为实际 PLC IP

调整数据地址映射：

addr = {

1: {

'start_stop': 0, # Q0.0

'run': (0, 0), # I0.0

# ...其他地址

}

}

3. 运行系统

python plc_monitor.py

六、应用场景与扩展

典型应用场景

水处理厂泵站监控

工业冷却水循环系统

楼宇供水控制系统

系统扩展方向

可增加历史数据记录功能

可实现报警日志系统

可添加用户权限管理

支持多 PLC 级联监控

七、结束

通过本系统，开发者可以快速构建基于 PC 的 PLC 监控解决方案，替代传统的组态软件。系统采用模块化设计，可根据实际需求灵活调整监控点位和界面布局，为工业自动化监控提供了高效的开发范例。