下面这篇按“从 0 到能跑通”的思路，把西门子（Siemens）PLC和永宏（FATEK/永宏电机）PLC在用 Java 对接硬件时的差异讲清楚：差异到底来自哪里、配置要点是什么、代码通常怎么写、踩坑点有哪些。读完你应该能选出更适合的对接方式，并能在后续项目里直接参考。
1. 先说结论：差异的根源是什么？
Java 对接 PLC 的区别，本质上不在 Java，而在“PLC 暴露出来的通信协议/通信口/访问模型”不同。
西门子 PLC最常见的是走S7 协议（S7comm / ISO-on-TCP，TCP 102 端口），这是西门子工程师站/上位机（PG/HMI）常用的访问方式。它的连接通常有分层握手流程（TCP → ISO/COTP → S7comm）。([wiki.wireshark.org][1])
永宏 PLC（FBs 系列等）常见的是：
- 永宏自家的FATEK 标准通讯协议（典型是ASCII 帧：STX…ETX + LRC这种格式），([esea.cz][2])
- 或者更通用的Modbus（RTU/ASCII/TCP）。永宏手册也明确：端口访问要符合“FATEK-PLC Protocol 或 Modbus”。([ResearchGate][3])
所以你会看到：
西门子更像“专有协议 + 专有内存模型（DB/I/Q/M）”；
永宏更像“厂商协议（可自己拼帧）+ 也常用 Modbus（更通用）”。
2. “怎么连上”的区别：端口、握手、链路层级
2.1 西门子：S7 协议通常走 TCP 102（ISO-on-TCP）
默认端口：102（ISO-on-TCP / RFC1006 场景里常见）。([industry-mobile-support.siemens-info.com][4])
典型连接步骤（你不一定要手写，但要理解它为什么“不是普通 TCP 一连就完事”）：
- TCP 连接到 102
- ISO 层（COTP Connect）
- S7comm Setup communication
Wireshark 的 S7comm 说明里就把这个流程写得很清楚。([wiki.wireshark.org][1])
体现在哪里？
- 你用 Java 裸 Socket 直连 102 端口，通常并不能直接读写变量；你要么使用实现了 S7 协议栈的库（例如 Moka7/Snap7 系），要么改走 OPC UA / Modbus TCP / OUC 等方式。
另外，S7-1200/1500 这类机型，还经常涉及工程侧的访问权限（比如 PUT/GET 之类的访问控制），配置不对会“能 ping 通但读不到”。相关讨论在 Snap7/Moka7 社区里非常常见。([SourceForge][5])
2.2 永宏：常见是串口/扩展口 +（FATEK 协议或 Modbus）
永宏的 FATEK 标准协议（手册附录）明确了帧结构：
- STX（02H）开头 → 站号 → 命令 → 数据 → 校验（LRC）→ ETX等字段。([esea.cz][2])
永宏通信章节也提到：端口由 CPU 管控，访问必须符合FATEK 协议或Modbus 驱动格式。([ResearchGate][3])
并且在一些资料里会提到：某些端口/默认口对协议有固定要求（例如 Port0 固定为永宏标准协议等），这就会影响你选 Modbus 还是选 FATEK 协议。([calip.com.tw][6])
体现在哪里？
- 永宏这边，你更容易用Java 串口库 + 自己拼帧直接搞定；或者用成熟的Modbus 库（RTU/TCP）走通用方案。
- 你要更关注：站号、串口参数（波特率/校验/停止位）、端口被配置成什么协议、寄存器/地址映射规则。
3. “读写什么”的区别：地址模型与数据类型差异（最容易让小白崩溃）
3.1 西门子：DB / I / Q / M +（字节偏移、位偏移）
西门子变量常见存储区域：
- I：输入区（Input）
- Q：输出区（Output）
- M：中间存储区（Merker）
- DB：数据块（Data Block）
你在 Java 侧读写时，经常要提供类似这些信息：
- DB 号（DB number）
- 起始字节（byte offset）
- 长度（多少字节）
- rack/slot（尤其是 S7-300/400、或某些通信库需要）
体现在哪里？
- 你很少是“读一个变量名”。更多是“读某个内存区域的一段字节”，然后自己在 Java 里把它解析成 int/float/bool/string。
- 字节序、对齐、字符串格式（S7 string 有长度头）也会带来额外解析工作。
实战建议：
- 项目早期就统一“PLC 侧变量布局规范”：哪些 DB 专门给上位机读写、每个字段偏移多少、类型是什么、是否留扩展位。
- 不然到后面维护就是灾难。
3.2 永宏：更多是寄存器/线圈/内部继电器概念（或厂商地址）
永宏如果用Modbus：你面对的是 0x/1x/3x/4x 那套（线圈/离散输入/输入寄存器/保持寄存器）。
如果用FATEK 标准协议：你面对的是永宏定义的命令与地址编码方式（帧里带站号、命令、数据、LRC）。([esea.cz][2])
体现在哪里？
- 对小白来说，Modbus 更“资料多、例子多、库多”；
- FATEK 协议更“直接、可控”，但你要理解并实现报文格式与校验。
4. Java 对接时，最常见的技术路线对比（怎么选）
下面用一张“工程选型表”总结：
| 方案 | 西门子 PLC | 永宏 PLC | 优点 | 缺点 | 适用场景 |
|---|---|---|---|---|---|
| 专有协议直连 | S7 协议（TCP 102，ISO-on-TCP）([wiki.wireshark.org][1]) | FATEK 标准协议（STX…ETX + LRC）([esea.cz][2]) | 性能高、直达内存、延迟低 | 配置/权限/协议细节多，跨品牌不可复用 | 单品牌深度集成、实时性高 |
| Modbus（RTU/TCP） | 需要 PLC/模块支持并做映射 | 常见，文档也提及可选 Modbus([ResearchGate][3]) | 通用、库多、好招人 | 映射表维护成本、功能相对有限 | 多品牌兼容、项目交付快 |
| OPC UA | 很多西门子机型/方案支持（具体看型号/授权） | 视型号/网关而定 | 面向对象、安全性好、生态成熟 | 可能涉及授权/部署成本 | 大型 SCADA/MES、跨系统集成 |
如果你要写一套“以后能复用到各种 PLC”的 Java 接口：优先 Modbus 或 OPC UA。
如果你只做西门子并且追求性能：**S7 协议直连（Snap7/Moka7 系）**很常见。Moka7 就是 Java 侧对 S7 的实现之一。([Snap7][7])
5. 具体“差异体现”清单（面试/评审/落地最有用）
5.1 配置与权限差异
- 西门子：经常要在 TIA/硬件侧打开相应访问能力，否则库连得上但读写失败（社区里大量类似问题）。([SourceForge][5])
- 永宏：更多是“端口协议模式”与“串口参数/站号”一致性，协议选错或站号不对就完全不通。([ResearchGate][3])
5.2 报文与握手复杂度
- 西门子：S7/ISO-on-TCP 分层握手，你不想手搓就用库。([wiki.wireshark.org][1])
- 永宏：FATEK 协议报文更“规则化”，你可以自己拼帧（STX/ETX/LRC）。([esea.cz][2])
5.3 地址与数据解析成本
- 西门子：DB/偏移/类型解析是主要工作量。
- 永宏：如果走 Modbus，主要工作量在“寄存器映射表”；如果走 FATEK，主要在“地址编码 + 报文解析”。
5.4 Java 生态与库成熟度
- 西门子侧常见：Snap7/Moka7这类库路线（Moka7 是 Java 形式的 S7 通讯实现）。([Snap7][7])
- 永宏侧：要么直接 Modbus（Java 库非常多），要么自己实现 FATEK 协议（协议文档可对照附录）。([esea.cz][2])
6. 给小白的“落地步骤模板”：不管西门子还是永宏，都按这个排查
Step A：确认物理与网络层
- 网线/交换机/串口线
- IP、网段、网关（以太网）
- 波特率、校验位、站号（串口）
Step B：确认 PLC 端协议开关/端口模式
- 西门子：是否允许 HMI/OP 访问、相关访问控制是否打开（不同机型叫法不同）。([SourceForge][5])
- 永宏：端口被设置成 FATEK 协议还是 Modbus，是否允许当从站/主站等。([ResearchGate][3])
Step C：确认“地址表/变量布局”
- 西门子：DB 号、偏移、数据类型、字符串规则
- 永宏：寄存器映射表（Modbus）或 FATEK 地址规则（厂商协议）
Step D：再写 Java（不要反过来）
先用抓包/调试工具（如 Wireshark、Modbus Poll、串口调试助手）验证“协议层能通”，再写 Java，效率会高很多。
7. 两套“推荐架构”（你后面项目能直接抄）
架构 1：统一接口层（强烈建议）
做一个统一 Java 接口：
PlcClient.connect()readBool/readInt/readFloat/readBytes(...)writeBool/writeInt/writeFloat(...)healthCheck()
底下实现两套驱动：
SiemensS7Client（Moka7/Snap7 思路）([Snap7][7])FatekClient（Modbus 或 FATEK 协议）([ResearchGate][3])
这样上层业务完全不关心 PLC 品牌，换设备只换驱动。
架构 2：数据点配置化（越到后期越省命）
把点位做成配置（JSON/YAML/DB）：
name: "line1.speed"type: "float"plc: "siemens"address: "DB10.DBW4"（示意）- 或
modbus: {unitId: 1, holdingRegister: 40010, length: 2}
好处：工厂现场改点位不用改代码，减少返工。
8. 常见坑位速查（最实用）
西门子常见坑
- 只会
ping不代表 S7 协议能读写（权限/访问控制/机型差异很常见）。([SourceForge][5]) - rack/slot 配错（尤其 300/400 或库需要时）
- DB/偏移理解错：Byte/Word/DWord 边界、布尔位偏移
- 字符串解析（S7 String 不是普通 C 字符串）
永宏常见坑
- 串口参数不一致（波特率、校验位、停止位）
- 端口协议模式选错：以为是 Modbus 实际端口跑的是 FATEK（或反过来）。([ResearchGate][3])
- 自己实现 FATEK 协议时 LRC/帧边界处理错误（STX/ETX + 校验）。([esea.cz][2])
9. 选型建议（直接给结论）
- 你追求快速交付、还可能换 PLC 品牌：优先Modbus TCP/RTU（通用、资料多）。([ResearchGate][3])
- 你明确只做西门子，并且需要更深度/更高性能的内存访问：走S7 协议（Moka7/Snap7 系）。([Snap7][7])
- 你做中大型系统（MES/SCADA）且重视安全与标准化：优先OPC UA（看机型/授权/网关）。
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