柳建波

(萊蕪鋼鐵股份有限公司)

利用OPC服務(wù)實(shí)現(xiàn)S7－200 PLC以太網(wǎng)通訊

柳建波

(萊蕪鋼鐵股份有限公司)

介紹了應(yīng)用OPC服務(wù)實(shí)現(xiàn)多套西門子S7－200 PLC和WinCC的以太網(wǎng)通訊配置方法，對(duì)于S7－200 PLC與WinCC之間實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)通訊，具有較好的借鑒作用。

S7－200 PLC 以太網(wǎng)通訊 OPC服務(wù) WinCC

0 前言

S7－200系列PLC體積小，軟硬件功能強(qiáng)大，系統(tǒng)配置方便，在西門子工控領(lǐng)域應(yīng)用中占有重要地位。由于西門子公司S7－200系列PLC比監(jiān)控組態(tài)軟件WinCC推出晚，因此WinCC中沒(méi)有集成S7－200系列PLC的通信驅(qū)動(dòng)程序;S7－200系列PLC的通信協(xié)議也不公開(kāi)，這些問(wèn)題給S7－200系列PLC的應(yīng)用帶來(lái)了一定的限制，然而利用OPC服務(wù)和客戶端的驅(qū)動(dòng)及配套軟件，可以通過(guò)OPC實(shí)現(xiàn)S7－200系列PLC與WinCC的通訊。

1 概況

萊鋼1500 mm熱帶生產(chǎn)線系統(tǒng)有多臺(tái)高壓電機(jī)，原來(lái)一直工頻使用，為進(jìn)一步節(jié)能降耗，降低成本，對(duì)其中5臺(tái)進(jìn)行了變頻改造，每套高壓變頻器由1套西門子S7－200系列PLC控制，實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)、停止、頻率升高降低等功能。改造后變頻器的頻率、電流、故障報(bào)警由S7－200 PLC發(fā)出，原來(lái)操作臺(tái)、主電室只有啟動(dòng)、停止等少量指示燈，不能滿足改造后設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的其他信息，需要增加新的監(jiān)控畫面。

2 設(shè)計(jì)要求

設(shè)備改造后，要求在電氣車間主電室的值班電工能監(jiān)控所有設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，水處理主泵房的操作工能監(jiān)控濁環(huán)低壓3#泵的運(yùn)行狀態(tài)，加熱爐3#臺(tái)操作工能監(jiān)控助燃風(fēng)機(jī)1#、3#電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，旋流井值班室的操作工能監(jiān)控旋流井2#、3#高壓泵的運(yùn)行狀態(tài)，各地的操作人員能根據(jù)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行頻率。

3 設(shè)計(jì)方案及實(shí)施

由于各個(gè)值班室位置比較分散，尤其是水處理主泵房距電氣車間主電室有1200 m遠(yuǎn)，最終選定通過(guò)以太網(wǎng)通訊方式連接各套設(shè)備，通訊距離超過(guò)100 m的通過(guò)光纖轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為光線解決遠(yuǎn)距離通訊的問(wèn)題。監(jiān)控畫面采用西門子WinCC 6.0亞洲版。通過(guò)OPC服務(wù)實(shí)現(xiàn)S7－200 PLC與WINCC通訊，OPC服務(wù)軟件采用西門子SIMATIC NET 2005。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)配置如圖1所示。

圖1 網(wǎng)絡(luò)布局

系統(tǒng)共配置OPC服務(wù)器4套，每臺(tái)S7－200 PLC在以太網(wǎng)配置中均設(shè)置兩個(gè)以太網(wǎng)連接，第一個(gè)用于連接主電室OPC，第二個(gè)用于連接相關(guān)的操作臺(tái)OPC。主電室OPC和5套PLC均有連接，水處理循環(huán)泵房OPC只連接水處理循環(huán)泵房3#濁環(huán)低壓PLC，軋線3#臺(tái) OPC連接1#、3#助燃風(fēng)機(jī)兩套PLC，旋流井值班室OPC連接旋流井2#、3#泵 兩套PLC。

1)在西門S7－200編程軟件Step7－Micro/Win32中進(jìn)行以太網(wǎng)配置，根據(jù)以太網(wǎng)模塊安裝槽號(hào)，在軟件中設(shè)置正確的模塊位置，本項(xiàng)目采用的PLC以太網(wǎng)模塊型號(hào)為6GK7 243－1EX01－0XE0。在Step7－Micro/Win32軟件中設(shè)置各套PLC的以太網(wǎng)IP地址，設(shè)置以太網(wǎng)通訊連接數(shù)量。各套PLC的以太網(wǎng)通訊連接數(shù)量為2個(gè)，一個(gè)連接主電室OPC，一個(gè)連接各自的操作臺(tái)OPC。具體配置見(jiàn)表1。設(shè)置完成后自動(dòng)生成一個(gè)以太網(wǎng)配置子程序，在主程序調(diào)用該子程序。

表1 S7－200 PLC與OPC服務(wù)器連接號(hào)對(duì)照

2)配置OPC服務(wù)器。下面以主電室OPC配置為例，簡(jiǎn)述西門子S7－200 PLC與WinCC的連接方案，操作臺(tái)OPC配置方法相同。

首先在Step7 V5.4中配置OPC Server和以太網(wǎng)卡，記錄好OPC Server和以太網(wǎng)卡配置的槽號(hào)，本例OPC Server配置在1#槽，版本為V6.2，以太網(wǎng)卡配置在3#槽，版本為 V6.2，在后面的虛擬站中OPC Server和以太網(wǎng)卡采用相同配置，版本也必須相同。在Step7軟件netpro設(shè)置里，建立5個(gè)S7協(xié)議連接，見(jiàn)表2。

表2 OPC服務(wù)器與S7－200 PLC連接號(hào)對(duì)照

連接該OPC需要連接的全部S7－200 PLC，并設(shè)置本OPC Server和S7－200 PLC的IP地址，要和在STEP7－Micro/Win32軟件中設(shè)置的一致，配置完成后，編譯存盤，將配置的PC站下裝到PC虛擬站中，注意虛擬站的組態(tài)必須和OPC服務(wù)器一致，站名也必須一致。

3)在OPC SCOUT軟件添加需要監(jiān)控的變量，連接正常時(shí)顯示good。OPC SCOUT軟件是西門子SIMATIC NET 2005中一個(gè)子軟件。

4)WinCC讀取OPC服務(wù)器的數(shù)據(jù)。在Wincc中的“變量管理”下添加新的驅(qū)動(dòng)“OPC.chn”，然后在“系統(tǒng)參數(shù)”找到“OPC.SimaticNET”的OPC server，得到在OPC SCOUT軟件里建立的變量，選擇“添加條目”添加到WinCC里。

5)在WinCC里添加好所有需要的變量后，制作監(jiān)控畫面。

4 實(shí)施效果

該項(xiàng)目實(shí)施后，主電室值班人員能夠集中、實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)程監(jiān)控變頻設(shè)備運(yùn)行情況，能夠根據(jù)設(shè)備的電流、頻率等情況及時(shí)和操作人員進(jìn)行溝通。當(dāng)設(shè)備異常狀態(tài)時(shí)，報(bào)警畫面有比較明顯的提示信息，報(bào)警畫面發(fā)出顏色變化，畫面閃爍等信息，能夠讓值班人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)，比如助燃風(fēng)機(jī)過(guò)負(fù)荷時(shí)及時(shí)通知操作人員調(diào)整頻率或調(diào)整風(fēng)門開(kāi)口度。

根據(jù)故障信息及時(shí)采取措施，快速對(duì)故障做出響應(yīng)。曾經(jīng)根據(jù)變頻器輕故障信息及時(shí)發(fā)現(xiàn)變頻器內(nèi)部冷卻風(fēng)機(jī)損壞，及時(shí)排除了故障。

各操作臺(tái)操作人員也實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)程監(jiān)控變頻設(shè)備運(yùn)行情況，并可以根據(jù)設(shè)備情況輸入“給定頻率”調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行，出現(xiàn)故障信息時(shí)及時(shí)停運(yùn)故障設(shè)備，切換到其他備用設(shè)備上，保證生產(chǎn)的順行。

［1］ 崔堅(jiān).西門子工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通訊指南(下冊(cè)).北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2005:52－64.

［2］ 蘇昆哲.深入淺出西門子Wincc V6.北京:北京航空航天大學(xué)出版社，2005:21－75.

S7－200 PLC ETHERNET COMMUNICATION BASED ON OPC SERVICE

Liu Janbo

(Laiwu Iron and Steel Stock Co.，Ltd)

The paper introduced the ethernet communication arrangement method of multiple S7－200 PLC and WinCC based on OPC service，which had better reference for implementing ethernet communication between S7 － 200 PLC and WinCC.

S7－200 PLC Ethernet communication OPC service WinCC

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2011—5—24