基于OPC技術的iFIX與S7-200PLC的通訊實現(xiàn)
時間:2014-10-08 來源:中國自動化網(wǎng) 編輯:編輯部 點擊:次 字體設置: 大 中 小
本文介紹了通過OPC技術實現(xiàn)上位機IFIX組態(tài)軟件和下位機西門子S7-200系列PLC的通信原理及過程。

1 引言
隨著工業(yè)生產的不斷發(fā)展,工業(yè)控制軟件取得了長足的進步。然而,由于生產規(guī)模的擴大和過程復雜程度的提高,工業(yè)控制軟件設計面臨著巨大的挑戰(zhàn),那就是要集成數(shù)量和種類不斷增多的現(xiàn)場信息。傳統(tǒng)的方式是通過開發(fā)設備專有驅動程序來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的訪問。這就帶來諸多問題,如耗費大量重復性的勞動,不同設備供應商的驅動程序之間的不一致,硬件性能不能得到廣泛支持,驅動程序不能適應升級后的硬件以及發(fā)生存取沖突等。解決上述問題的關鍵在于一個統(tǒng)一的接口標準。正是基于這種需要產生了OPC標準。
iFIX是基于WindowsNT/ 2000平臺和多種工業(yè)標準之上的功能強大的組態(tài)軟件,有極大的易用性和可擴展性,方便系統(tǒng)集成,廣泛應用于工業(yè)現(xiàn)場。iFIX集成了COM/DCOM、OPC等先進的現(xiàn)代軟件技術。
S7-200系列小型可編程序控制器PLC適用于各行各業(yè)中小機器設備的控制,適合各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化,具有極高的性能價格比,用途廣泛。PC ACCESS是西門子推出的專用于S7-200 PLC的OPC Server(服務器)軟件,它向OPC客戶端提供數(shù)據(jù)信息,可以與任何標準的OPC Client(客戶端)通訊。

2 OPC技術概述
2.1 OPC定義
OPC(OLE for Process Control)是一套以微軟COM, DOOM (Distributed COM)技術為基礎,基于Windows操作平臺,為工業(yè)應用程序之間提供**的信息集成和交互功能的組件對象模型接口標準。OPC實際上是提供了一種規(guī)范,通過這種規(guī)范,系統(tǒng)能夠以服務器/客戶端標準方式從服務器獲取數(shù)據(jù)并將其傳遞給任何客戶應用程序。這樣,只要生產商開發(fā)一套遵循OPC規(guī)范的服務器與數(shù)據(jù)進行通信,其他任何客戶應用程序便能通過服務器訪問設備。

2.2 OPC基本結構
OPC技術的實現(xiàn)由兩部分組成,OPC服務器部分 及OPC客戶應用部分。其應用模式如圖1所示。OPC服務器是一個典型的現(xiàn)場數(shù)據(jù)源程序,它收集現(xiàn)場設備數(shù)據(jù)信息,通過標準的OPC接口傳送給OPC客戶端應用。OPC客戶應用是一個典型的數(shù)據(jù)接收程序,如人機界面軟件(HMI)、數(shù)據(jù)采集與處理軟件(SCADA)等。OPC客戶應用通過OPC標準接口與OPC服務器通信,獲取OPC服務器的各種信息。符合OPC標準的客戶應用可以訪問來自任何生產廠商的OPC服務器程序。

圖1 OPC技術的應用模式
2.3 OPC對象
OPC數(shù)據(jù)存取規(guī)范規(guī)定的基本對象有三類:服務器(server)、組(group)和數(shù)據(jù)項(item) 。服務器對象包含服務器的所有信息,也是組對象的容器,一個服務器對應于一個OPC server,即一種設備的驅動程序。組對象除了包含它自身信息外,還負責管理數(shù)據(jù)項。每一個數(shù)據(jù)項代表到數(shù)據(jù)源的一個連接,但它沒有提供外部接口,客戶端程序無法對數(shù)據(jù)項直接進行操作,應用程序必須依靠數(shù)據(jù)項的容器組對象來對它進行操作。
3 IFIX與S7-200PLC的通信原理
實現(xiàn)IFIX與PLC的通信的過程即OPC服務器收集現(xiàn)場設備PLC的數(shù)據(jù)信息,并通過標準的OPC接口傳送給OPC客戶端IFIX應用。IFIX作為OPC客戶應用是一個典型的數(shù)據(jù)接收程序,OPC客戶應用通過OPC標準接口(OPC I/O驅動)與OPC服務器通信,獲取OPC服務器的各種信息。
軟件需求為S7-200 PC ACCESS V1.0 SP2、組態(tài)軟件IFIX、OPC I/O驅動、編程軟件STEP 7 MicroWIN V4.0 SP4(或者軟件的更高版本)。IFIX的OPC客戶端工具OPC PowerTool需要在IFIX安裝完成后另行安裝。
具體過程為PC ACCESS作為OPC服務器根據(jù)設計要求采集S7-200PLC內的數(shù)據(jù)信息;IFIX的OPC客戶端工具OPC PowerTool根據(jù)設計要求采集PC ACCESS內的數(shù)據(jù),IFIX數(shù)據(jù)庫PDB讀取OPC OPC PowerTool采集上來的數(shù)據(jù),IFIX完成了與S7-200PLC的通訊。系統(tǒng)結構見圖2。

圖2　系統(tǒng)結構
4 IFIX與S7-200PLC的通信實現(xiàn)

具體通訊實現(xiàn)分兩步:

圖3 PC ACCESS設置
4.1 OPC服務器PC ACCESS和S7-200通信的實現(xiàn)
在PC ACCESS中引入所需要的PLC地址并進行命名。可以通過文件->輸入符號導入整個STEP 7 MicroWIN V4.0中設計的符號表,也可以通過添加新PLC、添加新項目逐條添加。在單獨添加新項目時符號名可以單獨定義,但為方便使用盡量與PLC中定義符號
一致。可以設置數(shù)據(jù)的可讀寫性。設置地址及相匹配的數(shù)據(jù)類型。圖3。所需要的數(shù)據(jù)添加完畢后可以通過在客戶機中增加項目來檢測數(shù)據(jù)通訊是否正常,若正常測試客戶機中數(shù)據(jù)會根據(jù)PLC中程序運行進行自動刷新。

4.2 IFIX與OPC服務器的數(shù)據(jù)交換實現(xiàn)
4.2.1 OPC PowerTool
啟動客戶端OPC PowerTool,添加服務器(server)、組(group)和數(shù)據(jù)項(item)。為方便使用,服務器、組和數(shù)據(jù)項名稱盡量簡單。添加服務器時選擇S7200.OPCServer類型服務器。添加數(shù)據(jù)項時,選擇Browse Server按鈕,即出現(xiàn)在PC ACCESS中所設計的各符號,選擇需要的逐條添加為各數(shù)據(jù)項,實現(xiàn)IFIX的OPC客戶端工具OPC PowerTool對PC ACCESS的數(shù)據(jù)通訊。如圖4。
服務器、組、項目的Enable必須選擇,否則不起作用,數(shù)據(jù)不采集。

圖4 IFIX客戶端設置
4.2.2 IFIX數(shù)據(jù)庫PDB
通過OPC PowerTool完成數(shù)據(jù)采集后,IFIX即可應用所采集的數(shù)據(jù)。在IFIX數(shù)據(jù)庫管理器中設置各數(shù)據(jù),選擇合適的數(shù)據(jù)類型,O/I配置使用OPC Client v7.30。I/O地址配置格式為:服務器名(PowerTool命名):組名:項目符號,以圖5為例:Ser:Gp:MicroWin.RedGrenlamp.USER1.ew_green


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