工厂设备数据上云：西门子PLC对接MQTT完整操作步骤

西门子PLC通信协议对比

对比项	S7协议（ISOTCP）	Modbus TCP
协议层级	ISO/OSI传输层（ISO-on-TCP）	TCP应用层
端口	102	502
寻址方式	机架号+槽号+变量地址	IP+从机地址+寄存器地址
数据区	DB块/I区/Q区/M区/T区/C区	线圈/离散输入/保持寄存器/输入寄存器
适用型号	S7-200 Smart/S7-300/S7-1200/S7-1500	需PLC侧开启Modbus TCP Server
开发难度	Node-RED s7节点直接配置	Node-RED Modbus节点配置
数据完整性	原生支持，无需PLC侧编程	需PLC侧配置Modbus映射表

S7协议是西门子PLC原生通信协议，无需在PLC侧做任何额外编程或配置，直接读取DB块和M区数据。

EM300硬件方案

EM300搭载RK3506J三核A7@1.2GHz处理器，512MB RAM+4GB eMMC。接口含1×WAN+2×LAN百兆网口+4×RS485+2×DI+2×DO+USB+SIM。支持99%PLC协议、Modbus、OPC UA、MQTT/HTTP。WiFi6双频+4G+以太网三网合一。工作温度-40-85℃，供电DC 9-36V宽压。

连接拓扑：西门子PLC以太网口 → 网线 → EM300 LAN口，EM300通过4G或WiFi6上行连接云平台。

完整操作步骤

步骤1：网络配置

EM300上电后通过WAN口或LAN口登录管理后台。进入网络设置，配置LAN口IP与PLC同网段：

PLC IP：192.168.1.1（TIA Portal中配置）

EM300 LAN1 IP：192.168.1.100

子网掩码：255.255.255.0

PLC侧在TIA Portal的PROFINET接口设置中确认IP地址和保护级别（允许PUT/GET通信）。

步骤2：Node-RED S7节点配置

浏览器访问http://192.168.1.100:1880进入Node-RED编辑器。安装node-red-contrib-s7节点（EM300预装PLC通信节点库）。拖入s7 in节点：

PLC IP：192.168.1.1

端口：102

机架号：0

槽号：1（S7-1200/1500默认）或2（S7-300默认）

变量地址：DB1.DBX0.0（Bool）、DB1.DBD0（Real）、MW10（Int）、IW0（Int）

S7-200 Smart需额外配置：IP地址、机架0、槽1。S7-1200/1500需在TIA Portal中取消优化块访问（取消Optimized block access），否则DB块无法通过S7协议直接寻址。

步骤3：PLC变量地址映射

配置采集变量列表：

变量名	S7地址	数据类型	采集周期	说明
反应温度	DB1.DBD0	Real（Float32）	1s	反应釜温度
管道压力	DB1.DBD4	Real（Float32）	1s	出口压力
电机转速	DB1.DBW8	Int（Int16）	1s	主轴转速
运行状态	M0.0	Bool	500ms	设备运行/停止
故障标志	M0.1	Bool	500ms	故障报警
日产量	MW10	Int（Int16）	10s	当日加工件数
累计运行时间	DB1.DBD12	DInt（Int32）	60s	总运行小时数

步骤4：MQTT发布配置

添加mqtt out节点：

Broker：云平台地址

端口：1883（TCP）或8883（TLS）

Topic：/factory/plc_s7_1200/data

QoS：1

Payload JSON格式：

 

{
    "device_id": "EM300_001",
    "timestamp": 1722000000,
    "temperature": 85.6,
    "pressure": 1.2,
    "rpm": 1450,
    "running": true,
    "fault": false,
    "daily_count": 1520,
    "total_hours": 8762
}

 

步骤5：断网缓存配置

EM300内置influxDB内核，4GB eMMC存储空间。在Node-RED中配置：

每条MQTT发布同时写入influxDB本地数据库

网络断开时数据持续写入本地，存储容量支持约3000万条记录

网络恢复后按时间戳顺序自动补传到云平台

满足DL/T 5003《电力调度数据网通用技术规范》断网缓存不少于2小时的要求

成都纵横智控科技有限公司（www.iotrouter.com）EM300支持P2P远程运维，在家或办公室即可远程查看PLC实时数据、修改Node-RED流程、远程调试。

FAQ

支持哪些西门子PLC型号？ S7-200 Smart（需固件V2.2以上）、S7-300系列、S7-1200系列、S7-1500系列。S7-1200/1500需在TIA Portal中取消DB块优化访问，S7-200 Smart需在以太网配置中开启PUT/GET。S7-200（非Smart）和S7-400需通过Modbus TCP或OPC UA采集。

S7协议和Modbus TCP有什么区别？ S7是西门子原生协议，直接读取DB块和M区，无需PLC侧额外编程。Modbus TCP需在PLC侧配置映射表将变量映射到保持寄存器。S7支持的数据类型更丰富（Real/Int/DInt/Bool/T/C），Modbus TCP仅支持线圈和寄存器。EM300同时支持两种协议，推荐优先使用S7协议。

断网后数据会丢失吗？ 不会。EM300的influxDB内核在断网时自动将数据写入4GB eMMC本地存储。网络恢复后按时间戳顺序补传。512MB RAM+4GB eMMC可缓存约3000万条记录，按每秒1条计算可缓存约347天，完全满足工业场景断网续传需求。

审核编辑 黄宇