將PLC作為控制系統(tǒng)的核心,以工業(yè)以太網(wǎng)為通訊基礎(chǔ),利用VisualBasic開發(fā)軟件,結(jié)合各自的特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)線相關(guān)數(shù)據(jù)的反饋。方法一不利用OPC技術(shù),自定義通訊協(xié)議;方法二利用OPC技術(shù)實(shí)現(xiàn)通訊,無需自定義通訊協(xié)議,根據(jù)現(xiàn)有資源筆者選擇了后者。

1工業(yè)以太網(wǎng)及OPC技術(shù)簡介

OPC是為了解決應(yīng)用軟件和各種設(shè)備驅(qū)動程序的通訊而制定的一項(xiàng)工業(yè)技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。它采用客戶／服務(wù)器體系,基于Microsoft的OLE／COM和DCOM(DistributedComponentObjectMode1)技術(shù),為硬件廠商和軟件開發(fā)者提供了一套標(biāo)準(zhǔn)接口。OPC規(guī)范了接口函數(shù),不管現(xiàn)場設(shè)備以何種形式存在,客戶都以統(tǒng)一的方式去訪問。當(dāng)OPC服務(wù)器向上層應(yīng)用程序提供標(biāo)準(zhǔn)接口時(shí),使上層的應(yīng)用程序能夠獲取到OPC服務(wù)器中的數(shù)據(jù),從而向上實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。

2基于工業(yè)以太網(wǎng)的OPC應(yīng)用實(shí)例

安徽江淮汽車乘用車二廠沖焊分廠,車間自動化程度較高,目前擁有的五條自動化焊接線均采用西門子CPU317—2DP型號的CPU來進(jìn)行運(yùn)行控制,通過專用通訊模塊CP343—1以工業(yè)以太網(wǎng)的方式進(jìn)行連接組網(wǎng),該模塊也支持通用TCP/IP協(xié)議,因此能夠?qū)⑵浣尤牍緝?nèi)部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),以現(xiàn)有的硬件網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),組網(wǎng)是基于公司內(nèi)網(wǎng),自動化生產(chǎn)線自身又配置成一個(gè)局域網(wǎng),從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的訪問,通過高級語言VISUALBASIC采集訪問數(shù)據(jù),以目視化的形式展現(xiàn)出來,這就是整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。需要指出的是控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)是不能被VISUALBASIC直接訪問的,因此要實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通過工業(yè)以太網(wǎng)為介質(zhì)被生產(chǎn)管理者訪問,就必須通過第三方應(yīng)用程序來實(shí)現(xiàn)通訊。OPC作為訪問工業(yè)控制站數(shù)據(jù)的一種通用方式,應(yīng)用于這種場合非常適當(dāng),通過配置就可以實(shí)現(xiàn)西門子程控器和上位機(jī)應(yīng)用程序VISUALBASIC之間的通訊。

系統(tǒng)的軟件配置如下。軟件配置:(1)SIMATICStep7V5．4。(2)SIMATICNETPCSOFTWAREV6．2SP1。(3)VisualBasic6.0。其中SIMATICStep7和SIMATICNETPCSOFTWAREV6．2SPI用于對西門子PLC進(jìn)行編程并組態(tài)OPCServer;VisualBasic6.0用于PC機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)程序的編寫。系統(tǒng)的硬件配置如下。硬件配置:(1)PC機(jī)。(2)SiemensPLC．300;(CPU．3172DP)。(3)以太網(wǎng)通訊模塊(CP343-1);(4)數(shù)字輸入／輸出模塊。(5)存儲卡。(6)普通自適應(yīng)以太網(wǎng)卡。(7)網(wǎng)線。(8)多口交換機(jī)。

PC機(jī)與PLC通訊硬件配置方法[3]主要包括:西門子S7通訊及網(wǎng)絡(luò)的配置方法、OPC服務(wù)器配置方法、VisualBasic軟件設(shè)置及程序編寫,具體如下所述。

(1)西門子S7通訊及網(wǎng)絡(luò)的具體配置方法。步驟1:將現(xiàn)場五個(gè)CPU程序項(xiàng)目F501,F601,F602,F801,F802集成到一起形成一個(gè)程序項(xiàng)目OPC_SERVER,統(tǒng)一分配參數(shù)和地址。步驟2:在集成項(xiàng)目插入SIMATICPCSTATION命名為OPC_server,對PCSTA-TION進(jìn)行組態(tài)配置,1#槽插入OPC服務(wù)器,3#槽插入IE通訊模塊。編譯完成后進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)組態(tài)配置。步驟3:先配置IE通訊模塊屬性,IP地址設(shè)置同一網(wǎng)段,然后加入工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)(深綠色線)。步驟4:右擊OPC服務(wù)器,選擇”InsertNewConnection”項(xiàng)分別插入五條連接,設(shè)置時(shí)與五個(gè)CPU的通訊模塊IP地址相對應(yīng),最后需要對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行再編譯。

(2)3OPC服務(wù)器配置方法。打開圖標(biāo)“StationConfigurator”進(jìn)入配置窗口。在第一槽加入“OPCserver”服務(wù)器。在第三槽加入“IEGeneral”,并進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)地址的配置。配置S7與OPC服務(wù)器通訊接口,打開“CONFIGURATIONCONSOLE”窗口,在“ACCESSPOINTS”窗口中選擇“PCinternel”。打開之前在項(xiàng)目“OPC_server”中配置網(wǎng)絡(luò)組態(tài),編譯后下載,即完成OPC基本配置。用網(wǎng)絡(luò)指令“PING“測試各個(gè)網(wǎng)絡(luò)是否連通。

3VisualBasic軟件的設(shè)置及程序編寫

利用VisualBasic開發(fā)OPC應(yīng)用程序時(shí),應(yīng)加載OPC自動化接口的OPC包裝DLL。在VisualBasic6.0中編程過程[2]如下:啟動Vi-sualBasic,新建一個(gè)[標(biāo)準(zhǔn)EXE]的工程。菜單選擇[工程(P)]-[引用(N)],選擇控件[OPCAutomation2.0]。在編輯程序中使用以下語句來進(jìn)行OPC服務(wù)器的連接。連接成功后就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫操作,接下來再進(jìn)行一定的邏輯編寫、畫面制作及變量的連接等。最后就可以實(shí)現(xiàn)PC上位機(jī)通過OPC服務(wù)及VB可視化軟件對西門子程控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,達(dá)到生產(chǎn)線狀態(tài)信息的反饋,各線故障提示,停線日志記錄等功能,圖3表示的為主畫面及其中一條自動化生產(chǎn)線的生產(chǎn)狀態(tài)目視化界面。

4結(jié)語

安徽江淮汽車乘用車焊裝就是充分利用OPC的功能,通過CP343-1通訊模塊,以工業(yè)以太網(wǎng)的方式實(shí)現(xiàn)Siemenss7—300系列的多個(gè)PLC與VisualBasic之間的通訊。該系統(tǒng)采用OPC通訊方式與原有控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)異構(gòu)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享和交換;通過OPC讀取控制柜中PLC采集的數(shù)據(jù),在VB編寫的軟件中進(jìn)行目視化輸出,供現(xiàn)場管理人員瀏覽,以了解生產(chǎn)現(xiàn)場的設(shè)備運(yùn)行信息;同時(shí)由以上組態(tài)形成的局域網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)PLC的遠(yuǎn)程在線監(jiān)控,也從很大程度上方便現(xiàn)場各生產(chǎn)線故障的及時(shí)分析和排查。