2021-4-9 | 通信技术
将PLC作为控制系统的核心,以工业以太网为通讯基础,利用VisualBasic开发软件,结合各自的特点,实现自动化生产线相关数据的反馈。方法一不利用OPC技术,自定义通讯协议;方法二利用OPC技术实现通讯,无需自定义通讯协议,根据现有资源笔者选择了后者。
1工业以太网及OPC技术简介
OPC是为了解决应用软件和各种设备驱动程序的通讯而制定的一项工业技术规范和标准。它采用客户／服务器体系,基于Microsoft的OLE／COM和DCOM(DistributedComponentObjectMode1)技术,为硬件厂商和软件开发者提供了一套标准接口。OPC规范了接口函数,不管现场设备以何种形式存在,客户都以统一的方式去访问。当OPC服务器向上层应用程序提供标准接口时,使上层的应用程序能够获取到OPC服务器中的数据,从而向上实现互联。
2基于工业以太网的OPC应用实例
安徽江淮汽车乘用车二厂冲焊分厂,车间自动化程度较高,目前拥有的五条自动化焊接线均采用西门子CPU317—2DP型号的CPU来进行运行控制,通过专用通讯模块CP343—1以工业以太网的方式进行连接组网,该模块也支持通用TCP/IP协议,因此能够将其接入公司内部网络系统,以现有的硬件网络为基础,组网是基于公司内网,自动化生产线自身又配置成一个局域网,从而实现远程的访问,通过高级语言VISUALBASIC采集访问数据,以目视化的形式展现出来,这就是整个系统的网络结构。需要指出的是控制系统数据是不能被VISUALBASIC直接访问的,因此要实现控制系统的数据通过工业以太网为介质被生产管理者访问,就必须通过第三方应用程序来实现通讯。OPC作为访问工业控制站数据的一种通用方式,应用于这种场合非常适当,通过配置就可以实现西门子程控器和上位机应用程序VISUALBASIC之间的通讯。
系统的软件配置如下。软件配置:(1)SIMATICStep7V5．4。(2)SIMATICNETPCSOFTWAREV6．2SP1。(3)VisualBasic6.0。其中SIMATICStep7和SIMATICNETPCSOFTWAREV6．2SPI用于对西门子PLC进行编程并组态OPCServer;VisualBasic6.0用于PC机监控系统程序的编写。系统的硬件配置如下。硬件配置:(1)PC机。(2)SiemensPLC．300;(CPU．3172DP)。(3)以太网通讯模块(CP343-1);(4)数字输入／输出模块。(5)存储卡。(6)普通自适应以太网卡。(7)网线。(8)多口交换机。
PC机与PLC通讯硬件配置方法[3]主要包括:西门子S7通讯及网络的配置方法、OPC服务器配置方法、VisualBasic软件设置及程序编写,具体如下所述。
(1)西门子S7通讯及网络的具体配置方法。步骤1:将现场五个CPU程序项目F501,F601,F602,F801,F802集成到一起形成一个程序项目OPC_SERVER,统一分配参数和地址。步骤2:在集成项目插入SIMATICPCSTATION命名为OPC_server,对PCSTA-TION进行组态配置,1#槽插入OPC服务器,3#槽插入IE通讯模块。编译完成后进行网络组态配置。步骤3:先配置IE通讯模块属性,IP地址设置同一网段,然后加入工业以太网络(深绿色线)。步骤4:右击OPC服务器,选择”InsertNewConnection”项分别插入五条连接,设置时与五个CPU的通讯模块IP地址相对应,最后需要对整个网络进行再编译。
(2)3OPC服务器配置方法。打开图标“StationConfigurator”进入配置窗口。在第一槽加入“OPCserver”服务器。在第三槽加入“IEGeneral”,并进行网络地址的配置。配置S7与OPC服务器通讯接口,打开“CONFIGURATIONCONSOLE”窗口,在“ACCESSPOINTS”窗口中选择“PCinternel”。打开之前在项目“OPC_server”中配置网络组态,编译后下载,即完成OPC基本配置。用网络指令“PING“测试各个网络是否连通。
3VisualBasic软件的设置及程序编写
利用VisualBasic开发OPC应用程序时,应加载OPC自动化接口的OPC包装DLL。在VisualBasic6.0中编程过程[2]如下:启动Vi-sualBasic,新建一个[标准EXE]的工程。菜单选择[工程(P)]-[引用(N)],选择控件[OPCAutomation2.0]。在编辑程序中使用以下语句来进行OPC服务器的连接。连接成功后就可以进行数据的读写操作,接下来再进行一定的逻辑编写、画面制作及变量的连接等。最后就可以实现PC上位机通过OPC服务及VB可视化软件对西门子程控系统的数据进行采集,达到生产线状态信息的反馈,各线故障提示,停线日志记录等功能,图3表示的为主画面及其中一条自动化生产线的生产状态目视化界面。
4结语
安徽江淮汽车乘用车焊装就是充分利用OPC的功能,通过CP343-1通讯模块,以工业以太网的方式实现Siemenss7—300系列的多个PLC与VisualBasic之间的通讯。该系统采用OPC通讯方式与原有控制系统实现异构系统的数据共享和交换;通过OPC读取控制柜中PLC采集的数据,在VB编写的软件中进行目视化输出,供现场管理人员浏览,以了解生产现场的设备运行信息;同时由以上组态形成的局域网络可以实现各个PLC的远程在线监控,也从很大程度上方便现场各生产线故障的及时分析和排查。