1 引言

    西門子工控產(chǎn)品在工控領(lǐng)域應(yīng)用市場中有較高的占有率，S7—200系列PLC是西門子SIMATIC PLC家族中的成員之一，在西門子工控領(lǐng)域應(yīng)用中占有重要地位。S7—200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)可以與強(qiáng)大的Profibus現(xiàn)場總線相連接。它一推向市場就在各行各業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。但是在實(shí)際工程應(yīng)用中遇到了監(jiān)控計(jì)算機(jī)與S7—200系列PLC通信問題。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．應(yīng)用第三方軟件編制監(jiān)控程序也有問題。這些問題給S7—200系列PLC的應(yīng)用帶來了一定的限制，為了解決這個(gè)實(shí)際工程問題，作者做了一些研究，本文就S7—200系列PLC與監(jiān)控計(jì)算機(jī)通信問題研究結(jié)果展開討論。

2 S7—200系列PLC監(jiān)控的主要方法

    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組態(tài)監(jiān)控界面對系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。通過監(jiān)控可以增加人機(jī)交互的能力，使操作人員實(shí)時(shí)地監(jiān)控系統(tǒng)工作情況并使系統(tǒng)操作變得方便。

    對S7—200系列PLC組成的控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控一般有三種方法：組態(tài)軟件監(jiān)控、第三方軟件編制的監(jiān)控軟件監(jiān)控、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的通信問題。在復(fù)雜控制系統(tǒng)中可以采用此方法。

    用第三方軟件編制的監(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)系統(tǒng)工作量大、可靠性難保證，對技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)水平的要求高，還必須購買通信協(xié)議軟件。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。

    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之間的通信問題生產(chǎn)廠商已處理好．用戶不用考慮通信問題，可以大大縮短工程周期。但靈活性一般，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。

3 WinCC組態(tài)軟件與S7—200系列PLC的通信

    SIMATIC WinCC采用了的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)，還是冗余多服務(wù)器，多用戶系統(tǒng)。WinCC均是較好選擇。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)行通信。WinCC與S7—200系列PLC的通信．可以采用PPI和Profibus兩種通信協(xié)議之一進(jìn)行。

    1、WinCC與S7—200系列PLC通過Proilbus 協(xié)議進(jìn)行通信的實(shí)現(xiàn)

    （1）軟硬件要求：

    *PC機(jī),Windows 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。

    硬件連接如圖1。

    監(jiān)控計(jì)算機(jī)：DP主站，地址為1

圖1 WinCC與S7—200系列PLC通信實(shí)現(xiàn)硬件連接

    （2）組態(tài)

    打開SIMATIC NET\COM Pmfibus，新加一個(gè)組態(tài)，主站為SOFTNET—DP,從站是EM277 Profihus—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。然后用該軟件對從站進(jìn)行配置：打開從站屬性，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．地址對應(yīng)于S7—200系列PLC的數(shù)據(jù)區(qū)（即V區(qū)），默認(rèn)為0，即從VBO開始。組態(tài)完成后，導(dǎo)出（Export）NCM文件，生成*.txt和*.ldb文件。

    （3）設(shè)置PG／PC interface。

    在AccessPoint 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*jdb文件的*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 DPCHN。選擇CP5412（A2）Board 1．在Syatem Parameters設(shè)定參數(shù)。CP5412（A2）board參數(shù)為1．表示板卡的編號；Config參數(shù)為組態(tài)時(shí)生成的*．1xt文件的*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(wǎng)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)劃應(yīng)。在該例中，Out與PLC中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)的VB0～VB7對應(yīng),1n與PLC中的存儲(chǔ)區(qū)的VB8～VBl5對應(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（zui大“字節(jié)），在PLC中也必須進(jìn)行相應(yīng)的處理．且硬件成本高．需要的CP5412、EM277 Profibus—DP、Profibu9總線等硬件．還需要Com Pmfibus軟件。應(yīng)用場合：適用于在要求高速數(shù)據(jù)通信和實(shí)時(shí)性要求高的系統(tǒng)。

    2、WinCC與S7-200系列PLC通過PPI協(xié)泌進(jìn)行通信實(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)監(jiān)控S7—200系列PLC控制系統(tǒng)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）軟硬件要求：

    *PC機(jī)，Windows 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）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，打開屬性，選擇OPC Group Setting，OPC服務(wù)器名稱為OPCServerMicroComputing。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)控的變量名對應(yīng)：例如：Item Name為M00。

    （3）優(yōu)缺點(diǎn)

    優(yōu)點(diǎn)：該方法連接簡單、硬件投資少、可以讀寫S7—200系列PLC中所有存儲(chǔ)區(qū)域。缺點(diǎn)：通信速度比較慢、需要OPC軟件及相應(yīng)*、系統(tǒng)擴(kuò)展不方便。應(yīng)用場合：用于低速、實(shí)時(shí)性要求不高、系統(tǒng)投資資金有限的系統(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服務(wù)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)與上述第二種系列PLC中存儲(chǔ)地址對應(yīng)。

    在復(fù)雜系統(tǒng)中，如果系統(tǒng)中同時(shí)有S7—200系列PLC和B7-300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對S7-200系列PLC進(jìn)行監(jiān)控。