淺談基于OPC技術(shù)的上位機(jī)與S7-300的通信研究論文
淺談基于OPC技術(shù)的上位機(jī)與S7-300的通信研究論文
OPC是一種被廣為接受的開(kāi)放式的工業(yè)通信標(biāo)準(zhǔn),在工業(yè)控制領(lǐng)域越來(lái)越得到廣泛應(yīng)用。OPC技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,并備受廣大用戶(hù)的青睞。以下是學(xué)習(xí)啦小編為大家精心準(zhǔn)備的：淺談基于OPC技術(shù)的上位機(jī)與S7-300的通信研究相關(guān)論文。內(nèi)容僅供參考，歡迎閱讀!
淺談基于OPC技術(shù)的上位機(jī)與S7-300的通信研究全文如下：
1概述
在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域，采用PC作為上位機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，以PLC控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備是較常見(jiàn)的系統(tǒng)構(gòu)建方式。因此，如何解決上位機(jī)與PLC之間的實(shí)時(shí)通信是自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)之一。開(kāi)放式過(guò)程控制(OPC)技術(shù)是一種過(guò)程控制領(lǐng)域非常流行的數(shù)據(jù)交換技術(shù)，它的出現(xiàn)解決了各儀器接口不統(tǒng)一而無(wú)法互聯(lián)的問(wèn)題。OPC是一種連接硬件裝置或軟件數(shù)據(jù)庫(kù)等數(shù)據(jù)源與過(guò)程控制客戶(hù)應(yīng)用程序之間的標(biāo)準(zhǔn)化的接口協(xié)議，它可以顯著地增強(qiáng)過(guò)程控制領(lǐng)域中的控制系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、管理應(yīng)用程序之間的互操作性，為實(shí)時(shí)綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)提供一條高效、可靠的新途徑。
2上位機(jī)與S7-300通信的實(shí)現(xiàn)
2.1軟件和硬件的配置
軟件配置：SIMATIC NET，用于通信組態(tài)并配置OPC服務(wù)器(OPC.SimaticNET);STEP7，用于SIEMENS PLCS7-300的編程和OPC服務(wù)器與S7-300連接通信的組態(tài)。Visual Basic 6.0，用于上位機(jī)編程，編寫(xiě)OPC服務(wù)器客戶(hù)端應(yīng)用程序。
硬件配置：普通PC機(jī)、PS307電源模塊、CPU315-2DP CPU模塊、DO 32xDC輸出模塊，DI 32xDC輸入模塊，CP343-1以太網(wǎng)通信模塊、網(wǎng)絡(luò)雙絞線(xiàn)。其中CP343-1以太網(wǎng)通信模塊用于實(shí)現(xiàn)PC與PLC以太網(wǎng)通信。此外，PC機(jī)上還需要安裝工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)卡或直接使用普通網(wǎng)卡。
2.2OPC服務(wù)器與S7-300連接通訊的組態(tài)
采用OPC技術(shù)，上位機(jī)與S7-300之間即可通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通信。通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)建立OPC服務(wù)器與PLC的連接是建立通信的前提，因此，在設(shè)計(jì)客戶(hù)端應(yīng)用程序之前需要完成OPC服務(wù)器的硬件組態(tài)。
O P C 服務(wù)器與S 7 - 3 0 0 連接通訊的硬件組態(tài)利用SIMATIC NET和STEP7軟件完成，具體步驟如下：
2.2.1配置PC站的硬件機(jī)架。添加OPC Server和IE General;進(jìn)行網(wǎng)卡參數(shù)配置，選擇本地連接屬性菜單設(shè)置網(wǎng)卡參數(shù)，并設(shè)置PC Station的名稱(chēng)。
2 . 2 . 2 配置控制臺(tái)的使用與設(shè)置。在A c c e s sP o i n t s 設(shè)定窗口中， 將S 7 O N L I N E 指向P C i n t e r n a l(local)。配置控制臺(tái)的組態(tài)可為后續(xù)下載PC站組態(tài)做準(zhǔn)備。
2.2.3在STEP 7中組態(tài)PC Station。在SIMATICManager中創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目并插入一個(gè)PC站，更改PCStation默認(rèn)名稱(chēng);硬件組態(tài);配置普通以太網(wǎng)絡(luò)參數(shù);OPC Server建立一個(gè)新連接“S7 connection”;編譯存盤(pán)。
2.2.4組態(tài)下載。
2.2.5數(shù)據(jù)通訊的測(cè)試——OPC Scout。將所定義的Item嵌入到OPC Scout中。如Quality顯示good，則表明OPC Server與PLC之間已經(jīng)建立連接。
2.3OPC應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)
OPC規(guī)范規(guī)定了兩種通訊方式：同步通訊方式和異步通訊方式。同步通訊時(shí)，OPC應(yīng)用程序的返回必須在OPC服務(wù)器對(duì)應(yīng)的全部操作完成以后，在此期間OPC應(yīng)用程序一直處于等待狀態(tài);異步通訊時(shí)，OPC應(yīng)用程序不用等待操作后立刻返回，同時(shí)還可以進(jìn)行其他操作。當(dāng)OPC服務(wù)器完成操作后再通知OPC應(yīng)用程序。因此相對(duì)于同步通訊，異步通訊的效率更高，適用于多客戶(hù)訪問(wèn)同一OPC服務(wù)器和大量數(shù)據(jù)的場(chǎng)合。因此，該設(shè)計(jì)采用異步通信方式。
VB采用可視化的圖形用戶(hù)界面(GUI)、面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)思想、事件驅(qū)動(dòng)的工作機(jī)制和結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，具有簡(jiǎn)單易學(xué)、功能強(qiáng)大、界面豐富、價(jià)格便宜等特點(diǎn)。因此本方案運(yùn)用VB設(shè)計(jì)OPC應(yīng)用程序。
2 . 3 . 1 引用O P C D A A u o t o . D L L 文件， 并選擇OPC Automation 2.0;在OPC應(yīng)用程序開(kāi)始定義全局變量，包括OPC服務(wù)器、組集合、標(biāo)簽集合、服務(wù)器句柄、事務(wù)標(biāo)識(shí)符、取消標(biāo)識(shí)符。為使被聲明的對(duì)象變量引用可以響應(yīng)事件，必須在聲明中加上“WithEvents”語(yǔ)句。
2.3.2連接OPC服務(wù)器并建立OPC組;添加OPC項(xiàng)標(biāo)識(shí)符。項(xiàng)標(biāo)識(shí)符的數(shù)量與實(shí)際所需訪問(wèn)的S7-300的變量數(shù)量相一致，并一一對(duì)應(yīng)。
2.3.3定義定時(shí)器事件調(diào)用異步寫(xiě)事件，將數(shù)據(jù)信息傳送給S7-300，從而使PLC根據(jù)上位機(jī)傳送的信息實(shí)時(shí)控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備;調(diào)用DataChange事件監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的狀態(tài)。
3應(yīng)用實(shí)例
運(yùn)用上述通信方案，本文以自動(dòng)化集裝箱碼頭的仿真模型為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)了自動(dòng)化集裝箱碼頭監(jiān)控系統(tǒng)。該模型中的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備主要有六大部分：遠(yuǎn)端場(chǎng)橋岸橋、場(chǎng)橋、地面小車(chē)、低橋旋轉(zhuǎn)吊、低橋小車(chē)，各部分又都有幾個(gè)不同的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。將傳感器安裝在執(zhí)行機(jī)構(gòu)，PLC對(duì)傳感器的信號(hào)進(jìn)行采集處理并傳送給監(jiān)控系統(tǒng)。最終執(zhí)行機(jī)構(gòu)的狀態(tài)，以指示燈、方向標(biāo)識(shí)、文字等形式直觀顯示在監(jiān)控界面。此外，報(bào)警信息的采集和保存也是監(jiān)控系統(tǒng)非常重要的功能。根據(jù)報(bào)警信息工作人員可以第一時(shí)間消除故障，同時(shí)可以對(duì)歷史報(bào)警信息進(jìn)行的詳細(xì)分析以便對(duì)系統(tǒng)加以改進(jìn)。因此，本文設(shè)計(jì)的監(jiān)控界面添加了報(bào)警記錄界面并在其中設(shè)置了打印功能，從而可以方便地打印歷史報(bào)警信息。
綜上所述，自動(dòng)化集裝箱碼頭監(jiān)控系統(tǒng)界面分別設(shè)計(jì)了任務(wù)計(jì)劃、電氣狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)、報(bào)警記錄四個(gè)分界面。
4結(jié)語(yǔ)
OPC技術(shù)為上位機(jī)與PLC的通信提供了極大的方便;VB語(yǔ)言易于編程使用，為實(shí)現(xiàn)PLC與上位機(jī)的通信提供了簡(jiǎn)化的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，同時(shí)節(jié)約了使用組態(tài)軟件所需的開(kāi)發(fā)成本。實(shí)驗(yàn)證明，以O(shè)PC技術(shù)實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與PLC S7-300的通信為基礎(chǔ)，開(kāi)發(fā)的自動(dòng)化集裝箱碼頭監(jiān)控系統(tǒng)，功能都能夠滿(mǎn)足規(guī)范要求，經(jīng)運(yùn)行，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)。按照上述方案運(yùn)用OPC技術(shù)實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與S7-300的通信，采用VB軟件所設(shè)計(jì)的人機(jī)界面監(jiān)控平臺(tái)還可應(yīng)用到其他的工業(yè)控制設(shè)備，在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域具有一定的應(yīng)用價(jià)值。
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