基於(yu) 西門子S7-200與(yu) WinCC的加熱器測試係統設計

1 引言

　　為(wei) 了達到自動化控製係統的靈活性和高效率性，許多plc廠商都開發出了opc通訊方式。西門子公司為(wei) s7-200係列plc開發了專(zhuan) 用的opc服務器pc access，本項目選用opc方式實現wincc和plc之間的通信，實驗證明該方式使用方便、實時性高。借助可視化編程軟件visual basic方便快捷的數據處理功能，實現了實驗室加熱器各項參數的記錄歸檔和曲線繪製。目前，該係統已成功投入運行使用。項目的開發背景是為(wei) 能源動力實驗室解決(jue) 人工抄表和數據歸檔的繁瑣性、低效率性問題。

2 係統組成和原理

　　加熱器測試係統以西門子s7-200係列cpu224cn為(wei) 主控製器，配合3個(ge) 模擬量采集模塊，采集實驗室加熱設備各個(ge) 傳(chuan) 感器和儀(yi) 表數據，plc以自由口通訊方式和油耗儀(yi) 進行通信，實現采集和控製功能。wincc以opc通訊方式和plc建立通信，為(wei) 了實現更方便的數據歸檔、多個(ge) 數據庫操作，上位監控計算機采用visual basic進行編程，實現了計算機與(yu) 可編程控製器的控製。係統結構圖如圖1所示。

　　轉速表輸出經簡易運算放大電路板後接至cpu224的高速計數輸入端i0.0，經程序處理後可采集到轉速表的實時轉速值。pc/ppi電纜連接plc和監控計算機，監控計算機上安裝有s7-200編程軟件、pc access通訊軟件、上位監控軟件wincc和數據處理編程軟件visual basic。最終的數據采集和處理都集中在visual basic中進行，在其開發環境下加入dmc控件，調用dmc控件的屬性和方法即可讀寫(xie) wincc中的數據，最終實現visual basic和s7-200的通信。借助visual basic方便且強大的數據庫處理功能，實現能源動力實驗室加熱器的自動化控製。

3 軟件設計

　　3.1 plc程序設計

　　（1）plc與(yu) 油耗儀(yi) 的自由口通訊：采用自由口通信方式時，s7-200上的自由口完全由用戶控製，可以與(yu) 任意協議已知的設備進行通信。s7-200用於(yu) 自由口通訊模式定義(yi) 的特殊標誌字節有smb30和smb130，對應的接受信息狀態有smb86和smb186，接受信息的控製字節有smb87和smb187。plc自由口通訊初始化子程序如圖2所示。

　　（2）熱電偶溫度采集子程序（見圖3）

　　（3）采集風扇轉速子程序：對高速計數器編程的步驟有定義(yi) 計數器和模式、設置控製字節、設置初始值、設置預置值、指定並使能中斷服務程序和激活高速計數器。本程序配置高數計數器0，模式0，控製字節16#f8存於(yu) smb37中，初始值0存於(yu) smd38中，預置值10000000存於(yu) smd42中。循環自動計時周期性觸發中斷0，在中斷事件號10中讀取hc0的值，則轉速=hc0*240。如圖4所示。

3.2 通過pc access建立plc和wincc通信

　　pc access是西門子s7-200專(zhuan) 用的opc服務器軟件，可以於(yu) 任何標準的opc客戶端通信並提供數據信息。pc access軟件自帶opc客戶機測試端，用戶可以方便的檢測其項目的通信質量及配置的正確性。在pc access中創建變量，注意地址一定要與(yu) plc中的變量一一對應。將創建好的變量拖拽到pc access集成客戶測試端，當質量為(wei) “好”時，表示通信成功，再將變量導入到wincc中即可建立opc連接。

　　3.3 visual basic數據處理程序

　　安裝完wincc之後，會(hui) 在visual basic部件庫中添加wincc dmc control控件，調用此控件即可建立visual basic和wincc通信。首先建立wincc對象，調用dmc控件的connect事件屬性建立和wincc的通信，然後調用read事件周期性讀取wincc中變量的值（如圖5所示）。進入加熱器實時測試中心（見圖5），成功建立與(yu) 采集中心連接，待油耗儀(yi) 充滿油之後，便可開始采集。係統將按照設定的采樣周期采集各個(ge) 檢測量，並能自動啟動油耗儀(yi) 的測量程序。實時值可以顯示在文本框中，也可繪製在監督圖（見圖6）上，同時數據將保存到後台數據庫中，從(cong) 而避免了手工抄表所帶的一係列麻煩。

4 結束語

　　加熱器測試係統經反複調試之後投入到能源與(yu) 動力實驗室運行使用，大大減低了實驗室數據監控的勞動量，方便了實驗室設備管理，同時為(wei) 學院自動化實驗室建設起了個(ge) 帶頭作用。