西门子模块6ES331-7NF10-0AB0

西门子PLC WinCC 与S7-200 SMART CPU 的 OPC 通信

WinCC 中没有与S7-200 SMART CPU 通信的驱动，所以 WinCC 与 S7-200 SMART CPU 之间通过以太网的通信，只能通过 OPC 的方式实现。S7-200 SMART CPU 作为 OPC 的 Sever 端，只需设置 IP 地址即可。
上位机作为 OPC 的 Client 端，通过 SIMATIC NET 软件建立 PC Station 来与 S7-200 SMART 通信。
建立好 PC Station 后，WinCC中的实现步骤如下：

1. 建立所有WinCC中要用到的变量

首先在 OPC Scout中建立好所有 WinCC 中要用到的变量，步骤见OPC Scout 测试。

2. 添加新的驱动

打开 WinCC 软件新建一个项目，用鼠标右键点击“变量管理"，快捷菜单中选择“打开"。
在打开的“WinCC Configuration Studio "窗口中，鼠标右键“变量管理"，在快捷菜单中选择“添加新的驱动程序"，添加“OPC"驱动。如图1．所示。


图1． 添加一个新的驱动"OPC"

3. 在 WinCC 中搜索及添加 OPC Scout 中定义的变量

首先用鼠标右键“OPC Groups" ，在快捷菜单中点击“系统参数"。在弹出“OPC 条目管理器"窗口中，选择“OPC.SimaticNET.1"，然后点击“浏览服务器"按钮。
在弹出的“过滤标准"窗口中选择“下一步" 进行搜索。如图2．所示。


图2．选择服务器浏览

4. 建立新连接并添加所需变量

在变量列表中选择所需要的变量，点“添加条目"按钮添加所需变量，此时会自动要求你建立一个新连接，并将变量添加到这个连接中，如图3．所示。
如果需要添加多个变量，按上述步骤重复添加即可。

图3．添加变量并建立连接

成功添加完变量后，WinCC 中变量管理中将显示已经添加的 OPC 连接和变量，如图4．所示。



图4．从OPC Scout中成功添加变量

5. WINCC 创建画面并监控变量

WINCC 中新建画面，并添加“输入/输出 域"，并为其选择 OPC 变量，如图5．所示。



图5．创建 WINCC 画面

激活 WINCC ，即可测试 WINCC 与 S7-200 SMART OPC 通讯

西门子卡件6ES7314-1AG14-0AB0

2.3 配置Excel文件

　　(A) 如果办公室PC上未安装诸如TIA Portal、SIMATIC Net、WinCC flexible之类的SIMATIC软件，则需要从已安装上述软件的PC上拷贝OPCProxy.dll和opccomn_ps.dll到办公室PC的%SystemRoot%\Windows\System32目录下；还需要从已安装上述软件的PC上拷贝SOPCDAAuto.dll到办公室PC的%SystemRoot%\Program Files\Common File\Siemens\OPC目录下；并在DOS命令行中以Regsvr32.exe注册上述三个文件。

　　注意：如果办公室PC为64位操作系统，需要使用系统目录(%SystemRoot%\Windows\Syswow64)下的Regsvr32.exe注册上述三个文件。

　　(B) 使用Excel 2010打开附件中的OPC_Client_V1_2.xls，在“开发工具"下选择Visual Basic，打开VBA的编程界面，选择“工具"-“引用"，检查OPC DA组件已被引用，如图5所示。　　图5

　　(C) 根据需要在工作簿和VBA中修改相应的变量名称和代码。

　　注意：工作簿中Tags(Items)列中的变量KP700_COMF:WinCC Panel RT<@>Tag_xx中KP700_COMF为章节2.2步骤B中定义的Prefix，而Tag_xx为步骤D中创建的变量。

　　2.4 调试项目

　　(A) 将WinCC项目下载到KP700后，在安装了SIMATIC Net的PC上可以使用OPC Scout测试OPC通信，测试试图中ID列下显示的即为OPC变量的Item，如图6所示。　　图6

　　(B) 在Excel工作簿中启用宏的安全选项，单击Start Client，可以读取OPC Server的状态和变量的实时数值，如图7所示。　　图7

　　3 通过SOAP访问Comfort Panel的实时数据

　　3.1 项目结构

　　Comfort Panel作为WEB Server，Excel通过SOAP 访问实时数据，项目结构如图8所示。

1.   PLC的硬件结构

可编程控制器主要由中央处理单元(CPU)、存储器(RAM、ROM)、输入输出单元(I/O)、电源和编程器等几组成。PLC硬件结构如图1所示：

图1 PLC硬件结构

2.   中央控制处理单元(CPU)

可编程控制器中常用的CPU主要采用通用微处理器、单片机和双极型位片式微处理器三种类型。

通用微处理器有8080、8086、80286、80386等；单片机有8031、8096等；位片式微处理器的AM2900、AM2903等。FX2可编程控制器使用的微处理器是16位的8096单片机。

3.   存储器

可编程控制器配有两种存储器：系统存储器和用户存储器。

系统存储器：存放系统管理程序。

用户存储器：存放用户编制的控制程序。

4.   输入接口电路

PLC通过输入单元可实现将不同输入电路的电平进行转换，转换成PLC所需的标准电平供PLC进行处理。

接到PLC输入接口的输入器件是：各种开关、按钮、传感器等。各种PLC的输入电路大都相同，PLC输入电路中有光耦合器隔离，并设有RC滤波器，用以消除输入触点的抖动和外部噪声干扰。PLC输入电路通常有三种类型：直流(12∽24)V输入、交流(100∽120)V输入与交流(200∽240)V输入和交直流(12∽24)V输入

图2  直流输入模块

图3  交、直流输入模块

图4  交流输入模块

5.   输出接口电路

PLC的输出有三种形式，即继电器输出、晶体管输出、晶闸管输出。如图所示：

图5  场效应晶体管输出方式（直流输出）

图6  可控硅输出方式（交流输出）

图7  继电器输出方式（交直流输出）

输出端子有两种接法：

一种是输出各自独立，无公共点：各输出端子各自形成独立回路。

一种为每4∽8个输出点构成一组，共有一个公共点：在输出共用一个公共端子时，必须用同一电压类型和同一电压等级，但不同的公共点组可使用不同电压类型和等级的负载，且各输出公共点之间是相互隔离的。

输入输出端子处理的过程如下：

6.   电源

PLC的供电电源一般是市电，也有用直流24V电源供电的。

7.   编程器

利用编程器可将用户程序输入PLC的存储器，还可以用编程器检查程序、修改程序；利用编程器还可以监视PLC的工作状态。编程器一般分简易型 和智能型。

8.   PLC的软件结构

在可编程控制器中，PLC的软件分为两大部分：

1.      系统监控程序：用于控制可编程控制器本身的运行。主要由管理程序、用户指令解释程序和标准程序模块，系统调用。

2.      用户程序：它是由可编程控制器的使用者编制的，用于控制被控装置的运行

　1．步进指令（STL/RET）
　　步进指令是专为顺序控制而设计的指令。在工业控制领域许多的控制过程都可用顺序控制的方式来实现，使用步进指令实现顺序控制既方便实现又便于阅读修改。
　　FX2N中有两条步进指令：STL（步进触点指令）和RET（步进返回指令）。
　　STL和RET指令只有与状态器S配合才能具有步进功能。如STLS200表示状态常开触点，称为STL触点，它在梯形图中的符号为，它没有常闭触点。我们用每个状态器S记录一个工步，例STLS200有效（为ON），则进入S200表示的一步（类似于本步的总开关），开始执行本阶段该做的工作，并判断进入下一步的条件是否满足。一旦结束本步信号为ON，则关断S200进入下一步，如S201步。RET指令是用来复位STL指令的。执行RET后将重回母线，退出步进状态。
　　2．状态转移图
　　一个顺序控制过程可分为若干个阶段，也称为步或状态，每个状态都有不同的动作。当相邻两状态之间的转换条件得到满足时，就将实现转换，即由上一个状态转换到下一个状态执行。我们常用状态转移图（功能表图）描述这种顺序控制过程。如图1所示，用状态器S记录每个状态，X为转换条件。如当X1为ON时，则系统由S20状态转为S21状态。

　　图1状态转移图与步进指令
　　状态转移图中的每一步包含三个内容：本步驱动的内容，转移条件及指令的转换目标。如图1中S20步驱动Y0，当X1有效为ON时，则系统由S20状态转为S21状态，X1即为转换条件，转换的目标为S21步。
　　3．步进指令的使用说明
　　1）STL触点是与左侧母线相连的常开触点，某STL触点接通，则对应的状态为活动步；
　　2）与STL触点相连的触点应用LD或LDI指令，只有执行完RET后才返回左侧母线；
　　3）STL触点可直接驱动或通过别的触点驱动Y、M、S、T等元件的线圈；
　　4）由于plc只执行活动步对应的电路块，所以使用STL指令时允许双线圈输出（顺控程序在不同的步可多次驱动同一线圈）；
　　5)STL触点驱动的电路块中不能使用MC和MCR指令，但可以用CJ指令；
　　6)在中断程序和子程序内，不能使用STL指令。