OPC怎样与西门子PLC通信

来源:专题 时间:2016-08-25 10:09:08 阅读:

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OPC怎样与西门子PLC通信(一)
上位机与西门子PLC的几种通讯方式

西门子PLC与监控计算机通讯的实现方法

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摘 要:针对控制系统中上位机与S7-200系列PLC通讯的实际问题,总结了几种监控计算机与S7-200系列PLC实现数据通讯的方法,这几种方法在不同的控制环境中能较好地解决它们之间的数据通讯问题。

关键词:PLC;监控计算机;数据通讯;WINCC组态软件;PPI

中图分类号:TP202 文献标识码:B

Several Implement Methods about Communication between S7-200 PLC and Supervisory Computer

ZHANG Yu,WANG JIAN, HUANG Xian-de

(Lanzhou Petroleum Machinery Research Institute, Lanzhou 730050,China) Abstract:In accordance with communication problem between the host computer and S7-200 PLC in control system, several communication ways between the host computer and S7-200 PLC are proposed .The practical use shows that these methods satisfactory resolve communication problem between the host computer and S7-200 PLC in different control system.

Keywords: PLC; Supervisory Computer; Data Communication; WINCC Configuration Software; PPI

0 前言

S7-200系列PLC是西门子SIMATIC PLC家族中的成员之一,它在西门子工控应用领域中占有重要地位。该系列PLC

体积小,软硬件功能强大,系统配置方便,由它组成的系

统可以接入Profibus现场总线网络。但在实际工程应用中经常遇到监控计算机与S7-200系列PLC之间的数据通讯问题。由于WinCC中没有集成S7-200系列PLC的通信驱动程序,而且S7-200系列PLC的通讯协议也不公开,应用第三方软件编制监控程序也比较麻烦。这些问题给它的应用带来了一定的限制。为此,本文就这一实际工程问题进行了一些探讨。

1 S7-200 PLC系统实现监控的几种方法

在大多数控制系统中,仅仅是实现控制是不够的,在许多情况下也需要监控界面对工艺过程和参数进行监控。

由S7-200系列PLC构成的控制系统的监控功能一般由以下三种方法来实现:

(1) 采用组态软件来组态监控界面;第三方软件编制的监控软件监控;使用触摸屏监控。用组态软件WinCC实现监控,功能强大,灵活性好,可靠性高。但软件价格高,并需要解决WinCC与S7-200系列PLC的通讯问题。在复杂控制系统中可以采用此方法。

(2) 用第三方软件(如VB或Delphi等高级语言)编制的监控软件实现监控,灵活性好,系统投资低,能适用于各种系统。但开发工作量大,可靠性难保证,除了对技术人员的经验和技术水平的要求较高外,还必须购买通信协议软件,在系统资金投资有限,技术人员水平较高的情况下可以采用此方法。

(3) 采用触摸屏进行监控,可靠性高,监控实现容易,触摸屏与PLC之间的通讯问题生产厂商已处理好,用户不用考虑,可以大大缩短工程周期。但灵活性较差,功能有限,不能满足复杂控制系统的监控要求,而且价格高,在系统可靠性要求高、工期短的情况下可以采用此方法。

以下就S7-200系列PLC与监控计算机之间的数据通讯问题,特别是对于上面所提到的前

两种通讯方式进行讨论。

2 WinCC组态软件与S7-200系列PLC的数据通讯

SIMATIC WinCC是采用了最新的32位技术的过程监控软件,具有良好的开放性和灵活性。无论是单用户系统,还是冗余多服务器/多用户系统,WinCC均是较好的选择。通过ActiveX,OPC,SQL等标准接口,WinCC可以方便地与其它软件进行通讯。WinCC与S7-200系列PLC的通信,可以采用Profibus和PPI两种通信协议之一来实现。

2.1 WinCC与S7-200系列PLC通过Profibus协议通讯的实现

(1) 软硬件要求

* PC机 ,WINOOWs 98操作系统;【OPC怎样与西门子PLC通信】

* S7-200系列PLC;

* CP5412板卡或者其他同类板卡,例如:CP5611,CP5613;

* EM277 Profibus DP模块;

* Profibus 电缆及接头;

* 安装CP5412板卡的驱动;

* 安装WinCC 4.0或以上版本;

* 安装COM Profibus软件。

(2) 组态

打开SIMATIC NETCOM Profibus,新加一个组态,主站为SOFTNET-DP,从站是EM277 Profibus-DP。主站的地址选择从1到126。从站的地址选择从3到99,与EM277的地址一致。然后用该软件对从站进行配置:打开从站属性,在Configure选项中,选择8bytes in/8bytes out(可根据实际需要选定)。在Parameterize中可以选择偏移地址,地

址对应于S7-200系列PLC的数据区(即V区),默认为0,即从VB0开始。组态完成后,导出(Export)NCM文件,生成*.txt和*.ldb文件。

(3) 设置PG/PC interface。

在Access Point of the Application中选择CP_L2_1,在Interface Parameter Assignment 选择CP5412A2(Profibus)。在属性里的激活DP协议,并在DP-Database参数中输入*.ldb文件的完全路径。设置完成后可以诊断硬件配置是否正确、通信是否成功。

(4) WinCC的设置。

在WinCC变量管理器中添加一个新的驱动程序,新的驱动程序选择PROFIBUS DP.CHN,选择CP5412(A2)Board 1,在System Parameters设定参数。CP5412(A2)board 参数为1,表示板卡的编号;Config参数为组态时生成的*.txt文件的完全路径;Watchdog time 参数为0。新建一个连接,从站地址与EM277的地址一致。

(5) 建立变量。

WinCC中的变量类型有In和Out。In和Out是相对于主站来说的, 即In表示WinCC从S7-200系列PLC读入数据,Out表示WinCC向S7-200系列PLC写出数据。In和Out与数据存储区V区对应。在该例中,Out与PLC中数据存储区的VB0~VB7对应,In与PLC中的存储区的VB8~VB15对应。

(6) 优缺点。

优点:该方法数据传输速度快,易扩展,实时性好。缺点:传送数据区域有限(最大64字节),在PLC中也必须进行相应的处理,且硬件成本高,需要CP5412、EM277 Profibus-DP、Profibus总线等硬件,还需要Com Profibus软件。应用场合:适用于在要求高速数据通信和实时性要求高的系统。

2.2 WinCC与S7-200系列PLC通过PPI协议通讯的实现

PPI协议是西门子S7-200系列PLC常用通信协议,但WinCC中没有集成该协议,即WinCC不能直接监控S7-200系列PLC组成的控制系统。S7-200 OPC Server是西门子公司推出的专为解决上位机与S7-200系列PLC控制系统通讯的接口软件。因此,WinCC可以通过该软件与S7-200系列PLC很方便的建立通信。

(1) 软硬件要求:

* PC机 ,WINOOWs 98操作系统;

* S7-200系列PLC。

* PC/PPI电缆。

* 安装S7-200 OPC Server 软件。

* 安装WinCC 4.0软件。

(2) 连接:

在控制面板中设定PG/PC接口参数。在Access Point of the Application中选择Computing,Interface参数选择PC/PPI Cable。在WinCC变量管理器中添加一个新的驱动程序,新的驱动程序选择OPC.CHN,在OPC GROUP中新建一个连接,打开属性,选择 OPC Group Setting,OPC服务器名称为OPCServer.MicroComputing。然后在新添加的连接中新建变量,变量的Item Name与S7-200系列PLC中用于监控的变量名对应。例如:Item Name为M0.0。(3) 优缺点

优点:该方法连接简单、硬件投资少、可以读写S7-200系列PLC中所有存储区域。缺点:通信速度比较慢、需要OPC软件及相应授权、系统扩展不方便。应用场合:用于低速、实时性要求不高、系统投资有限的系统。另外,也可以通过其他公司的OPC软件进行通信,例如用开普的KEPServerEx作为OPC服务器,用WinCC作为OPC客户端来读写S7-20

OPC怎样与西门子PLC通信(二)
OPC通讯在西门子PLC与LabVIEW通讯中的应用

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OPC通讯在西门子PLC与LabVIEW通讯中的应用

作者:张德忠

来源:《科技创新与应用》2015年第15期

摘 要:文章主要介绍了使用LabVIEW作为上位机软件与西门子PLC通讯的实际应用。该应用中使用西门子300系列PLC,LabVIEW作为上位机组态软件,使用OPC通讯方式进行通讯。这种通讯方式简单易用,配置灵活,无需添加任何配置协议,而且具有很好的扩展、管理和可维护特性。

关键词:西门子PLC;OPC通讯;LabVIEW

前言

近年来,随着科技的发展和进步,越来越多的上位机编程组态软件涌现出来,例如:wincc、ifix、组态王等等。它们多数为功能强大的组态软件,但是它们却有着点数与价格的限制,而且往往价格不菲。然而,LabVIEW做为一个完全开放的编程软件,它完全没有点数与价格的限制,并且它几乎能够与任何的工业接口进行通讯。

随着LabVIEW的推广和使用,越来越多的工业控制领域开始使用LabVIEW这一开放式的编程软件作为上位机控制软件。

文章将详细介绍一种极为简单的通讯方式。使用OPC通讯建立西门子300PLC与LabVIEW的通讯。

1 硬件配置

如图1所示:本应用中硬件包括西门子300PLC、S120变频器、西门子电机、上位机、网线等。

该系统中PLC与上位机,PLC与变频器之间的通讯均采用Ethernet网线通讯。 2 通讯配置

本系统中西门子300PLC与S120变频器之间的通讯以及300PLC程序的编写不再介绍,仅对PLC与上位机LabVIEW程序的通讯进行说明。

2.1 软件配置

OPC怎样与西门子PLC通信(三)
西门子PLC与组态软件的通讯方式

西门子PLC与组态软件的通讯方式

一、西门子PLC硬件介绍 德国西门子公司生产的可编程序控制器在我国的应用相当广泛,在冶金、化工、印刷生产线等领域都有应用。西门子公司的PLC产品包括LOGO,S7-200,S7-300,S7-400,工业网络,HMI人机界面,工业软件等。

西门子S7系列PLC体积小、速度快、标准化,具有网络通信能力,功能更强,可靠性更高。S7系列PLC产品可分为微型PLC:S7-200,S7-1200,小规模性能要求的PLC:S7-300和中、高性能要求的PLC:S7-400。

1、西门子S7-200

S7-200 PLC

是超小型化的PLC,它适用于各行各业,各种场合中的自动检测、监测及控制等。S7-200 PLC的强大功能使其无论单机运行,或连成网络都能实现复杂的控制功能。

2、西门子S7-1200

S7-1200是西门子公司新推出的一款PLC,主要面向简单而又高精度的自动化任务。他集成了

PROFINET接口,采用模块化设计并集成了强大的工艺功能,适用于多种场合,满足不同的自动化需求。集成的 PROFINET 接口用于编程、HMI 通讯和 PLC 间的通讯。此外它还通过开放的以太网协议支持与第三方设备的通讯。该接口带一个具有自动交叉网线(auto-cross-over)功能的 RJ45 连接器,提供10/100 Mbit/s 的数据传输速率,它支持最多 16 个以太网连接以及下列协议:TCP/IPnative、ISO-on-TCP 和 S7 通讯。

S7-300是模块化小型PLC系统,能满足中等性能要求的应用。各种单独的模块之间可进行广泛组合构成不同要求的系统。与S7-200 PLC比较,S7-300 PLC采用模块化结构,具备高速(0.6~0.1μs)的指令运算速度;用浮点数运算比较有效地实现了更为复杂的算术运算;一个带标准用户接口的软件工具方便用户给所有模块进行参数赋值;方便的人机界面服务已经集成在S7-300操作系统内,人机对话的编程要求大大减少。SIMATIC人机界面(HMI)从S7-300中取得数据,S7-300按用户指定的刷新速度传送这些数据。S7-300操作系统自动地处理数据的传送;CPU的智能化的诊断系统连续监控系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件(例如:超时,模块更换,等等);多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密,防止未经允许的复制和修改;S7-300 PLC设有操作方式选择开关,操作方式选择开关像钥匙一样可以拔出,当钥匙拔出时,就不能改变操作方式,这样就可防止非法删除或改写用户程序。具备强大的通信功能,S7-300 PLC可通过编程软件Step 7的用户界面提供通信组态功能,这使得组态非常容易、简单。S7-300 PLC具有多种不同的通信接口,并通过多种通信处理器来连接AS-I总线接口和工业以太网总线系统;串行通信处理器用来连接点到点的通信系统;多点接口(MPI)集成在CPU中,用于同时连接编程器、PC机、人机界面系统及其他SIMATIC S7/M7/C7等自动化控制系统。

【OPC怎样与西门子PLC通信】

S7-400 PLC是用于中、高档性能范围的可编程控制器。【OPC怎样与西门子PLC通信】

S7-400 PLC采用模块化无风扇的设计,可靠耐用,同时可以选用多种级别(功能逐步升级)的CPU,并配有多种通用功能的模板,这使用户能根据需要组合成不同的专用系统。当控制系统规模扩大或升级时,只要适当地增加一些模板,便能使系统升级和充分满足需要。

二、西门子PLC与组态软件的通讯方式

1、 MPI/PPI:

设备要求:pc机中需要安装MPI卡(MPI卡安装在计算机的ISA插槽中,用MPI电缆将MPI卡与S7-300的MPI口相连)或使用PC-Adapter(将PC-Adapter的一端与计算机的串口相连,另一端与S7-300的MPI口相连)

第三方软件开发平台开发的监控软件与S7系列PLC通信使用MPI协议的接口软件有:Prodave、Computing、OPC server。

1.1 用Prodave软件包实现通信连接

Prodave是西门子公司推出的专门用于西门子PLC产品(S7-200、300、400系列PLC) Prodave提供动态连接库给Win 95/98/NT/ME/2000中的高级语言编程器,使得PG/PC对plc中包括M, T, C, I/O各存储区中的数据进行读写。

Prodave有两种,Prodave MPI 和Prodave MPI MINI(或称为Prodave S7和Prodave S7 MINI).最新版本Prodave MPI V5.6及Prodave MPI MINI V5.6。最新版本5.6支持Win95/98/Me/2000和XP操作系统,其它的函数功能不变

主要函数有:

(1)load_tool PC机与PLC系统初始化链接;

(2)unload_tool 断开PC机与PLC系统链接;

(3)以及读写PLC内部存储区的函数。

【OPC怎样与西门子PLC通信】

监控软件通过读写函数可以方便监控PLC控制系统。

1.2 Computing

安装Computing后,在VB或Delphi中可以直接插入控件。可插入的控件主要有:Data control、Edit controls、Button controls、Label controls、Slider control。

Data controls的主要功能是把以上剩余的控件与S7系列PLC相连接、设置事件触发条件以及设定S7系列PLC地址等。而Edit controls、Button controls、Label controls、 Slider control可以与S7-200系列PLC存储资源直接对应。第三方软件可以直接调用上列控件对PLC进行监控,也可以通过函数对S7系列PLC进行读写操作。【OPC怎样与西门子PLC通信】

WinAC支持SIMATIC Computing的原有应用,但以后不会开发新的SIMATIC Computing 版本, SIMATIC Computing 的最终版本为V3.1 SP2

对过程数据的存取采用以下几种方式:

1 用户可以通过标准ActiveX 控件OCX 存取过程数据

2 用户可以使用DCOM Microsoft 分布式组件模式集成网络上分布式的应用程序分布式的应用由多个程序和不同的计算机协作完成一个统一的任务

3 允许任何符合OPC 用于过程控制的OLE 客户机标准的应用软件通过WinAC 内置的OPC 服务器访问控制设备中的数据

1.3 OPC server

OPC 服务器随SIMATIC NET 软件光盘提供, SIMATIC NET 是西门子在工业控制层面上提供给您的一个开放的,多元的通讯系统。它意味着您能将工业现场的PLC、主机、工作站和个人电脑联网通讯.

VB或Delphi中可编写OPC客户端程序与OPC服务器通信。

【OPC怎样与西门子PLC通信】

1.4 用自由口实现通信连接

S7-200系列PLC,在VB或Delphi下插入MSComm控件,按照自定协议通过串口来收发数据,并对数据进行处理并实现监控.(s7200有用串口通讯的初始化语句,但我还没有找到相关的资料)

2、 Profibus

PROFIBUS是一种国际化.开放式.不依赖于设备生产商的现场总线标准。广泛适用于制造业自动化.流程工业自动化和楼宇.交通电力等其他领域自动化。

PROFIBUS由三个兼容部分组成,即PROFIBUS-DP( Decentralized Periphery).PROFIBUS-PA(Process Automation ).PROFIBUS-FMS (Fieldbus Message Specification )。其中,Profibus-DP特别适合于可编程控制器与远程I/O设备之间的快速数据交换通讯。

通过PROFIBUS 建立SIMATIC NET OPC 服务器与PLC 的S7 连接PC 机的软件和硬件需求

软件: SIMATIC NET PC SOFTWARE V6.0 SP5 或以上版本

NCM PC V5.1+SP2 或以上版本

STEP 7 V5.1+SP2 或以上版本

SOFTNET-S7(CP5611)授权或S7-5613(CP5613)授权

硬件: CP5611 或CP5613(A2)

PC 机操作系统: 根据不同版本SIMATIC NET 软件来选择, 如

WINDOWS2000; WINDOWSXP…

3、Ethernet

通过以太网方式进行通讯时,pc机可以使用普通的以太网卡或者使用西门子公司提供的专用网卡

通过ETHERNET 建立SIMATIC NET OPC 服务器与PLC 的S7 连接PC 机的软件和硬件需求

软件: SIMATIC NET PC SOFTWARE V6.0 SP5 或以上版本

NCM PC V5.1+SP2 或以上版本

STEP 7 V5.1+SP2 或以上版本

SOFTNET-IE S7 授权(CP1612 或普通网卡)

S7-1613 授权(CP1613)

硬件: CP1613 或普通10/100 自适应以太网卡

PC机操作系统:根据不同版本SIMATIC NET 软件来选择,如WINDOWS2000;

WINDOWSXP…

通讯处理器(CP)的作用是将SIMATIC PLC连接到工业以太网网络中,设计用于严酷的工业环境,可用于较宽的温度范围内,并通过船级认证(ABS),可用于船只或海上设备。通讯处理器配置有RJ45 接口,10/100Mbit/s 的数据传输速率,能快速传输大量数据。 SIMATIC PLC 工业以太网通讯处理器的优点:

 通过UDP 连接或群

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