上位機(jī)與西門子PLC的幾種通訊方式

1、西門子 PLCPLC 與監(jiān)控計(jì)算機(jī)通訊的實(shí)現(xiàn)方法評(píng)職稱T T發(fā)論文，交給機(jī)電之家,3 3個(gè)月內(nèi)完成！收藏此信息打印該信息添加：不詳來源：未知摘要：針對(duì)控制系統(tǒng)中上位機(jī)與S7-200 系列 PLC 通訊的實(shí)際問題，總結(jié)了幾種監(jiān)控計(jì)算機(jī)與 S7-200 系列 PLC 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊的方法，這幾種方法在不同的控制環(huán)境中能較 好地解決它們之間的數(shù)據(jù)通訊問題。關(guān)鍵詞：PLC;監(jiān)控計(jì)算機(jī)；數(shù)據(jù)通訊；WINCC 組態(tài)軟件；PPI中圖分類號(hào)：TP202文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：BSeveral Implement Methods about Communication between S7-200 PLC and Super

2、 visoryComputerZHANG Yu, WANG JIAN, HUANG Xian-de(Lanzhou Petroleum Machinery Research Institute, Lanzhou 730050 , China)Abstract : In accordance with communication problem between the host computer an d S7-200PLC in control system, several communication ways between the host co mputer and S7-200PLC

3、 are proposed .The practical use shows that these method s satisfactory resolvecommunication problem between the host computer and S7-2 00 PLC in different controlsystem.Keywords: PLC; Supervisory Computer; Data Communication; WINCC Configuration Software;PPI0 前言S7-200 系列 PLC 是西門子 SIMATIC PLC 家族中的成員

4、之一，它在西門子工控應(yīng)用領(lǐng)域中占有重要地位。該系列 PLC 體積小，軟硬件功能強(qiáng)大，系統(tǒng)配置方便，由它組成的系統(tǒng)可以接入 Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)。但在實(shí)際工程應(yīng)用中經(jīng)常遇到監(jiān)控計(jì)算機(jī)S7-200 系與列 PLC 之間的數(shù)據(jù)通訊問題。由于 WinCC 中沒有集成S7-200 系列 PLC 的通信驅(qū)動(dòng)程序，而且 S7-200 系列 PLC 的通訊協(xié)議也不公開，應(yīng)用第三方軟件編制監(jiān)控程序也比擬麻煩。這些問題給它的應(yīng)用帶來了一定的限制。為此，本文就這一實(shí)際工程問題進(jìn)行了一些探討。1 S7-200 PLC 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控的幾種方法在大多數(shù)控制系統(tǒng)中， 僅僅是實(shí)現(xiàn)控制是不夠的， 在許多情況下也需要監(jiān)

5、控界面對(duì)工藝過程和參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控。由 S7-200 系列 PLC 構(gòu)成的控制系統(tǒng)的監(jiān)控功能一般由以下三種方法來實(shí)現(xiàn)：(1) 采用組態(tài)軟件來組態(tài)監(jiān)控界面；第三方軟件編制的監(jiān)控軟件監(jiān)控；使用觸摸屏監(jiān)控。用組態(tài)軟件 WinCC 實(shí)現(xiàn)監(jiān)控，功能強(qiáng)大，靈活性好，可靠性高。但軟件價(jià)格高，并需要解決WinCC 與 S7-200 系列 PLC 的通訊問題。在復(fù)雜控制系統(tǒng)中可以采用此方法。(2) 用第三方軟件(如 VB 或 Delphi 等高級(jí)語言)編制的監(jiān)控軟件實(shí)現(xiàn)監(jiān)控，靈活性好，系統(tǒng)投資低，能適用于各種系統(tǒng)。但開發(fā)工作量大，可靠性難保證，除了對(duì)技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)水平的要求較高外， 還必須購(gòu)置通信協(xié)議軟件，

6、在系統(tǒng)資金投資有限， 技術(shù)人員水平較高的情況下可以采用此方法。(3) 采用觸摸屏進(jìn)行監(jiān)控，可靠性高，監(jiān)控實(shí)現(xiàn)容易，觸摸屏與PLC 之間的通訊問題生產(chǎn)廠商已處理好，用戶不用考慮，可以大大縮短工程周期。但靈活性較差，功能有限，不能滿足復(fù)雜控制系統(tǒng)的監(jiān)控要求， 而且價(jià)格高，在系統(tǒng)可靠性要求高、工期短的情況下可以采用此方法。S7-200 系列 PLC 與監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)通訊問題，特別是對(duì)于上面所提到的前PLC2 WinCC 組態(tài)軟件與S7-200 系列 PLC 的數(shù)據(jù)通訊SIMATIC WinCC 是采用了最新的32 位技術(shù)的過程監(jiān)控軟件， 具有良好的開放性和靈活性。無論是單用戶系統(tǒng)，還是冗余多效

7、勞器 /多用戶系統(tǒng)，WinCC 均是較好的選擇。通過ActiveX， OPC ， SQL 等標(biāo)準(zhǔn)接口，WinCC 可以方便地與其它軟件進(jìn)行通訊。WinCC 與 S7-200系列 PLC 的通信，可以采用Profibus 和 PPI 兩種通信協(xié)議之一來實(shí)現(xiàn)。2.1 WinCC 與 S7-200 系列 PLC 通過 Profibus 協(xié)議通訊的實(shí)現(xiàn)(1) 軟硬件要求* PC 機(jī) ， WINOOWs 98 操作系統(tǒng)；* S7-200 系列 PLC；* CP5412 板卡或者其他同類板卡，例如：CP5611 ， CP5613 ；* EM277 Profibus DP 模塊；* Profibus 電纜及

8、接頭；*安裝CP5412 板卡的驅(qū)動(dòng)；*安裝WinCC 4.0 或以上版本；*安裝COM Profibus軟件。(2) 組態(tài)翻開 SIMATIC NETCOM Profibus ，新加一個(gè)組態(tài)，主站為SOFTNET-DP ，從站是EM277 Profibus-DP 。主站的地址選擇從1 到 126。從站的地址選擇從 3 到 99，與 EM277的地址一致。然后用該軟件對(duì)從站進(jìn)行配置：翻開從站屬性，在Configure 選項(xiàng)中，選擇 8bytes in/8bytes out (可根據(jù)實(shí)際需要選定)。在 Parameterize 中可以選擇偏移地址，地址對(duì)應(yīng)于 S7-200 系列 PLC 的數(shù)據(jù)區(qū)

9、 (即 V 區(qū)) ， 默認(rèn)為 0， 即從 VB0 開始。 組態(tài)完成后，兩種通訊方式進(jìn)行討論。導(dǎo)出 (Export)NCM 文件，生成 *.txt 和 *.ldb 文件。(3) 設(shè)置 PG/PC interface 。在 Access Point of the Application 中選擇 CP_L2_1 ， 在 Interface Parameter Assignment 選擇 CP5412A2(Profibus) 。在屬性里的激活DP 協(xié)議，并在DP-Database 參數(shù)中輸入 *.ldb 文件的完全路徑。設(shè)置完成后可以診斷硬件配置是否正確、通信是否成功。(4) WinCC 的設(shè)置。在

10、WinCC 變量管理器中添加一個(gè)新的驅(qū)動(dòng)程序，新的驅(qū)動(dòng)程序選擇PROFIBUS DP.CHN,選擇 CP5412 (A2) Board 1,在 System Parameters 設(shè)定參數(shù)。CP5412(A2)board 參數(shù)為 1 ，表示板卡的編號(hào)； Config 參數(shù)為組態(tài)時(shí)生成的*.txt文 件 的 完 全 路 徑 ；Watchdog time 參數(shù)為 0。新建一個(gè)連接，從站地址與EM277 的地址一致。(5) 建立變量。WinCC 中的變量類型有In 和 Out。 In 和 Out 是相對(duì)于主站來說的，即In 表 示W(wǎng)inCC從 S7-200 系列 PLC 讀入數(shù)據(jù)， Out 表示 W

11、inCC 向 S7-200 系列 PLC 寫出數(shù)據(jù)。In 和 Out與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū) V 區(qū)對(duì)應(yīng)。在該例中， Out 與 PLC 中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)的VB0VB7 對(duì)應(yīng)， In 與 PLC 中的存儲(chǔ)區(qū)的 VB8VB15 對(duì)應(yīng)。(6) 優(yōu)缺點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：該方法數(shù)據(jù)傳輸速度快，易擴(kuò)展，實(shí)時(shí)性好。缺點(diǎn)：傳送數(shù)據(jù)區(qū)域有限(最大64字節(jié))，在PLC 中也必須進(jìn)行相應(yīng)的處理，且硬件本錢高，需要CP5412 、 EM277 Profibus-DP 、 Profibus 總線等硬件，還需要Com Profibus 軟件。應(yīng)用場(chǎng)合：適用于在要求高速PLC 資料網(wǎng)2.2 WinCC 與 S7-200 系列 PLC 通過 PPI

12、 協(xié)議通訊的實(shí)現(xiàn)PPI 協(xié)議是西門子 S7-200 系列 PLC 常用通信協(xié)議，但WinCC 中沒有集成該協(xié)議，即WinCC 不能直接監(jiān)控S7-200 系列 PLC 組成的控制系統(tǒng)。S7-200 OPC Server 是西門子公司推出的專為解決上位機(jī)與S7-200 系列 PLC 控制系統(tǒng)通訊的接口軟件。因此，WinCC可以通過該軟件與 S7-200 系列 PLC 很方便的建立通信。1 1) 軟硬件要求：* PC 機(jī) ， WINOOWs 98 操作系統(tǒng)；* S7-200 系列 PLC。* PC/PPI 電纜。*安裝S7-200 OPC Server 軟件。*安裝WinCC 4.0 軟件。2 2)

13、 連接：在控制面板中設(shè)定 PG/PC 接口參數(shù)。在Access Point of the Application 中選擇 Computing ， Interface 參數(shù)選擇PC/PPI Cable 。在 WinCC 變量管理器中添加一個(gè)新的驅(qū)動(dòng)程序，新的驅(qū)動(dòng)程序選擇OPC.CHN ，在 OPC GROUP 中新建一個(gè)連接，翻開屬性，選擇OPC Group Setting ， OPC 效勞器名稱為OPCServer.MicroComputing 。然后在新添加的連接中新建變量，變量的Item Name 與 S7-200 系列 PLC 中用于監(jiān)控的變量名對(duì)應(yīng)。例如：Item Name 為 M0.

14、0。 (3) 優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：該方法連接簡(jiǎn)單、硬件投資少、可以讀寫S7-200 系列 PLC 中所有存儲(chǔ)區(qū)域。缺數(shù)據(jù)通信和實(shí)時(shí)性要求高的系統(tǒng)。點(diǎn)： 通信速度比擬慢、需要 OPC 軟件及相應(yīng)授權(quán)、 系統(tǒng)擴(kuò)展不方便。應(yīng)用場(chǎng)合：用于低速、實(shí)時(shí)性要求不高、系統(tǒng)投資有限的系統(tǒng)。另外， 也可以通過其他公司的OPC 軟件進(jìn)行通信，例如用開普的 KEPServerEx 作為 OPC 效勞器，用WinCC 作為 OPC 客戶端來讀寫S7-200 系列 PLC 內(nèi)部數(shù)據(jù)區(qū)。實(shí)現(xiàn)與上述第二種方法類似， 不同的是必須在 OPC 效勞器中建立標(biāo)簽與 S7-200 系列 PLC 中存儲(chǔ)地址對(duì)應(yīng)。 在復(fù)雜系統(tǒng)中， 如果系統(tǒng)中同

15、時(shí)有 S7-200 系列PLC 和 S7-300 系列 PLC 存在， S7-200 系列 PLC 一般作為S7-300 系列 PLC 的從站掛到Profibus 總線上， WinCC 通過 S7-300 系列 PLC 與 S7-200 系列 PLC 實(shí)現(xiàn)通訊。3 第三方軟件與PLC 的通訊連接有些系統(tǒng)具有特殊性，沒有現(xiàn)成的通用軟件用于進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和系統(tǒng)監(jiān)控，這就需要用戶用第三方軟件開發(fā)平臺(tái)來開發(fā)滿足系統(tǒng)要求的監(jiān)控軟件。這樣做既可以滿足系統(tǒng)要求， 又可以節(jié)約系統(tǒng)投資。 但對(duì)軟件開發(fā)人員的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)要求較高。第三方軟件開發(fā)平臺(tái)開發(fā)的監(jiān)控軟件與 S7-200 系列 PLC 通信使用PPI 協(xié)議的接

16、口軟件有： Prodave 、 MicroComputing、 OPC 。 第三方軟件開發(fā)平臺(tái)開發(fā)的監(jiān)控軟件與S7-200 系列 PLC 通過自由口進(jìn)行通信，協(xié)議自定的話，開發(fā)的監(jiān)控軟件可以調(diào)用MSComm 控件實(shí)現(xiàn)兩者的通信。PLC3.1 用 Prodave 軟件包實(shí)現(xiàn)通訊連接Prodave 是西門子公司推出的專門用于西門子PLC 產(chǎn)品 ( S7-200 、 300 、 400 系列 PLC )與 PC/PG 進(jìn)行數(shù)據(jù)交換處理的軟件包。Prodave 在 *.DLL 或 *.LIB 文件中集成了數(shù)據(jù)交換的函數(shù)。在自行開發(fā)的監(jiān)控軟件中可以方便地調(diào)用該軟件中的各種函數(shù)。主要函數(shù)有：(1) loa

17、d_tool PC 機(jī)與 PLC 系統(tǒng)初始化鏈接；(2) unload_tool 斷開 PC 機(jī)與 PLC 系統(tǒng)鏈接；(3)以及讀寫 PLC 內(nèi)部存儲(chǔ)區(qū)的函數(shù)。監(jiān)控軟件通過讀寫函數(shù)可以方便監(jiān)控PLC 控制系統(tǒng)。3.2 用 MicroComputing 軟件實(shí)現(xiàn)通訊連接安裝 MicroComputing 后， 在 VB 或 Delphi 中可以直接插入控件?？刹迦氲目丶饕校篋ata controls 、 Edit controls 、 Button controls 、 Label controls 、 Slider control 。Data controls 的主要功能是把以上剩余的四個(gè)

18、控件與 S7-200 系列 PLC 相連接、設(shè)置事件觸發(fā)條件以及設(shè)定 S7-200 系列 PLC 地址等。而 Edit controls 、Button controls 、Label controls 、Slider control 可以與 S7-200 系列 PLC 存儲(chǔ)資源直接對(duì)應(yīng)。 第三方軟件可以直接調(diào)用上列控件對(duì) PLC 進(jìn)行監(jiān)控，也可以通過函數(shù)對(duì)S7-200 系列 PLC 進(jìn)行讀寫操作。3.3 用 OPC Server 軟件實(shí)現(xiàn)通訊連接PLC 資料網(wǎng)安裝 S7-200 OPC Server 軟件后，在操作系統(tǒng)中將增加一個(gè) OPC 效勞器， 效勞器的名字是 “ OPCServer.C

19、omputing 。 VB 或 Delphi 中可編寫OPC 客戶端程序與OPC 效勞器通信。以下給出在 VB 開發(fā)環(huán)境下編寫OPC 客戶端程序的過程： 首先在 VB 開發(fā)環(huán)境中的ProjectReferences 中添加 OPC Automation 2.0，然后編寫連接OPC Server 、添加組、添加條目、讀寫數(shù)據(jù)的程序。使用到的函數(shù)如下：connect 函數(shù)：與 OPC Server 建立連接；OPCGroups.Add 函數(shù)：添加組；OPCITems.Additems 函數(shù)：添加條目；SyncRead 函數(shù)：同步讀；SyncWrite 函數(shù)：同步寫。OPC 效勞器名為“ OPCServer.Computing 條目名稱與,S7-200 系列 PLC 中用于監(jiān)控的變量名對(duì)應(yīng)。3.4 用自由口實(shí)現(xiàn)通訊連接在 VB 或 Delphi 下插入 MSComm 控件，按照自定協(xié)議通過串口來收發(fā)數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并