利用OPC服务实现S7－200 PLC以太网通讯

柳建波

(莱芜钢铁股份有限公司)

利用OPC服务实现S7－200 PLC以太网通讯

柳建波

(莱芜钢铁股份有限公司)

介绍了应用OPC服务实现多套西门子S7－200 PLC和WinCC的以太网通讯配置方法，对于S7－200 PLC与WinCC之间实现以太网通讯，具有较好的借鉴作用。

S7－200 PLC 以太网通讯 OPC服务 WinCC

0 前言

S7－200系列PLC体积小，软硬件功能强大，系统配置方便，在西门子工控领域应用中占有重要地位。由于西门子公司S7－200系列PLC比监控组态软件WinCC推出晚，因此WinCC中没有集成S7－200系列PLC的通信驱动程序;S7－200系列PLC的通信协议也不公开，这些问题给S7－200系列PLC的应用带来了一定的限制，然而利用OPC服务和客户端的驱动及配套软件，可以通过OPC实现S7－200系列PLC与WinCC的通讯。

1 概况

莱钢1500 mm热带生产线系统有多台高压电机，原来一直工频使用，为进一步节能降耗，降低成本，对其中5台进行了变频改造，每套高压变频器由1套西门子S7－200系列PLC控制，实现启动、停止、频率升高降低等功能。改造后变频器的频率、电流、故障报警由S7－200 PLC发出，原来操作台、主电室只有启动、停止等少量指示灯，不能满足改造后设备运行过程中的其他信息，需要增加新的监控画面。

2 设计要求

设备改造后，要求在电气车间主电室的值班电工能监控所有设备的运行状态，水处理主泵房的操作工能监控浊环低压3#泵的运行状态，加热炉3#台操作工能监控助燃风机1#、3#电机的运行状态，旋流井值班室的操作工能监控旋流井2#、3#高压泵的运行状态，各地的操作人员能根据设备运行状态，调整设备的运行频率。

3 设计方案及实施

由于各个值班室位置比较分散，尤其是水处理主泵房距电气车间主电室有1200 m远，最终选定通过以太网通讯方式连接各套设备，通讯距离超过100 m的通过光纤转换器转换为光线解决远距离通讯的问题。监控画面采用西门子WinCC 6.0亚洲版。通过OPC服务实现S7－200 PLC与WINCC通讯，OPC服务软件采用西门子SIMATIC NET 2005。系统网络配置如图1所示。

图1 网络布局

系统共配置OPC服务器4套，每台S7－200 PLC在以太网配置中均设置两个以太网连接，第一个用于连接主电室OPC，第二个用于连接相关的操作台OPC。主电室OPC和5套PLC均有连接，水处理循环泵房OPC只连接水处理循环泵房3#浊环低压PLC，轧线3#台 OPC连接1#、3#助燃风机两套PLC，旋流井值班室OPC连接旋流井2#、3#泵 两套PLC。

1)在西门S7－200编程软件Step7－Micro/Win32中进行以太网配置，根据以太网模块安装槽号，在软件中设置正确的模块位置，本项目采用的PLC以太网模块型号为6GK7 243－1EX01－0XE0。在Step7－Micro/Win32软件中设置各套PLC的以太网IP地址，设置以太网通讯连接数量。各套PLC的以太网通讯连接数量为2个，一个连接主电室OPC，一个连接各自的操作台OPC。具体配置见表1。设置完成后自动生成一个以太网配置子程序，在主程序调用该子程序。

表1 S7－200 PLC与OPC服务器连接号对照

2)配置OPC服务器。下面以主电室OPC配置为例，简述西门子S7－200 PLC与WinCC的连接方案，操作台OPC配置方法相同。

首先在Step7 V5.4中配置OPC Server和以太网卡，记录好OPC Server和以太网卡配置的槽号，本例OPC Server配置在1#槽，版本为V6.2，以太网卡配置在3#槽，版本为 V6.2，在后面的虚拟站中OPC Server和以太网卡采用相同配置，版本也必须相同。在Step7软件netpro设置里，建立5个S7协议连接，见表2。

表2 OPC服务器与S7－200 PLC连接号对照

连接该OPC需要连接的全部S7－200 PLC，并设置本OPC Server和S7－200 PLC的IP地址，要和在STEP7－Micro/Win32软件中设置的一致，配置完成后，编译存盘，将配置的PC站下装到PC虚拟站中，注意虚拟站的组态必须和OPC服务器一致，站名也必须一致。

3)在OPC SCOUT软件添加需要监控的变量，连接正常时显示good。OPC SCOUT软件是西门子SIMATIC NET 2005中一个子软件。

4)WinCC读取OPC服务器的数据。在Wincc中的“变量管理”下添加新的驱动“OPC.chn”，然后在“系统参数”找到“OPC.SimaticNET”的OPC server，得到在OPC SCOUT软件里建立的变量，选择“添加条目”添加到WinCC里。

5)在WinCC里添加好所有需要的变量后，制作监控画面。

4 实施效果

该项目实施后，主电室值班人员能够集中、实时、远程监控变频设备运行情况，能够根据设备的电流、频率等情况及时和操作人员进行沟通。当设备异常状态时，报警画面有比较明显的提示信息，报警画面发出颜色变化，画面闪烁等信息，能够让值班人员及时发现，比如助燃风机过负荷时及时通知操作人员调整频率或调整风门开口度。

根据故障信息及时采取措施，快速对故障做出响应。曾经根据变频器轻故障信息及时发现变频器内部冷却风机损坏，及时排除了故障。

各操作台操作人员也实现了实时、远程监控变频设备运行情况，并可以根据设备情况输入“给定频率”调整设备的运行，出现故障信息时及时停运故障设备，切换到其他备用设备上，保证生产的顺行。

［1］ 崔坚.西门子工业网络通讯指南(下册).北京:机械工业出版社，2005:52－64.

［2］ 苏昆哲.深入浅出西门子Wincc V6.北京:北京航空航天大学出版社，2005:21－75.

S7－200 PLC ETHERNET COMMUNICATION BASED ON OPC SERVICE

Liu Janbo

(Laiwu Iron and Steel Stock Co.，Ltd)

The paper introduced the ethernet communication arrangement method of multiple S7－200 PLC and WinCC based on OPC service，which had better reference for implementing ethernet communication between S7 － 200 PLC and WinCC.

S7－200 PLC Ethernet communication OPC service WinCC

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2011—5—24