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通过PROFIBUS建立SIMATIC NET OPC 服务器与PLC 的S7连接


通过 PROFIBUS 建立 SIMATIC NET OPC 服务器与 PLC 的 S7 连接 一.基本相关信息 1. SIMATIC NET PC 软件简介

2. 用于 PROFIBUS 的先进 PC 组态
先进 PC 组态是随 SIMATIC NET V6.0 以上提供的。Advanced PC Configuration 代表 一个 PC 站的全新、简单、一致和经济的调试和诊断解决方案。它可以取代以前的 PC 组态工具 COM L S7 和 COM PROFIBUS PC EDITION。通过使用 NCM PC V5.1+SP2 或以上和 STEP 7 V5.1+SP2 或更高版本,一台 PC 可以和在 SIMATIC S7 中一样进行 组态,并通过网络装入。 这里提到两种组态工具 NCM PC,STEP 7,区别如下: NCM PC: NCM PC 是随 SIMATIC NET 软件光盘提供,它可以创建 PC 项目和打开 STEP 7 项目。但 NCM PC 组态软件不能编辑 STEP 7 中的 S7 程序块 STEP 7: 完整版本 STEP 7 软件的安装是包含 NCM PC 的,在 STEP 7 硬件组态环境中即 可配置 PC 站

3. 用于 PROFIBUS 的 OPC 服务器
OPC 服务器随 SIMATIC NET 软件光盘提供 OPC(OLE For Process Control,用于过程控制的 OLE)的基本原理是,OPC 客户应用 程序可以通过一个标准、开放的多供应商接口,与 OPC 服务器进行通讯。 OPC 服务器提供: 数据访问接口 2.05 报警和事件接口 1.02(单一事件) 在不同制造商自动化产品之间的标准化。 用于不同部件的相同的、用户友好的用户接口。 从工业网/广域网中每个计算机的可访问性。 经过客户机接口(C++)的高性能数据存取。 经过自动化接口(VB)或包含 OCX 数据控制,使用容易。 因特网通讯可通过 XML DA 接口实现。 变量(项目)的成组化;这样可以在很短的时间内进行大容量的数据存取。 以下通讯访问组件可以通过 OPC 用于 PROFIBUS: 用于 PROFIBUS-DP 的 DP 通讯 DP V0 主站 Class 1 和主站 Class 2;DP V1 主站 Class 1 和主站 Class 2; PROFIDRIVE V3 接口,用于服务器 用于 PROFIBUS-FMS 的 FMS 通讯 S7 通讯 S5 兼容通讯(发送/接收)基于 FDL 通讯界面

4. PC 机的软件和硬件需求
软件: SIMATIC NET PC SOFTWARE V6.0 SP5 或以上版本 NCM PC V5.1+SP2 或以上版本 STEP 7 V5.1+SP2 或以上版本 SOFTNET-S7(CP5611)或 S7-5613(CP5613) 硬件: CP5611 或 CP5613(A2) PC 机操作系统: 根据不通版本 SIMATIC NET 软件来选择,如 WINDOWS2000; WINDOWSXP… 相关信息请查阅 SIMATIC NET 软件兼容性列表。

二.通过 PROFIBUS 建立 OPC 服务器与 S7 PLC 的 S7 连接(基于先进的 PC 组态)
1. 例子中所用的软件与硬件 SIMATIC NET PC SOFTWARE V6.2 SP1 STEP 7 V5.3 SP1 CP5613 S7 300 CPU315-2DP; SM374 注:CP5611、Simatic net V6.0 或 V6.1 与本例组态过程相同。 2. OPC 服务器与 PLC S7 连接通讯的组态 步骤一: 配置 PC 站的硬件机架 当 SIMATIC NET 软件成功安装后,在 PC 机桌面上可看到 Station Configurator 的快捷 图标,同时在任务栏(Taskbar)中也会有 Station Configuration Editor 的图标。

图 1: Station Configurator 桌面快捷图标

图 2:任务栏中的图标

1)

通过点击图标打开 Station Configuration Editor 配置窗口

图 3:Station Configuration Editor 配置窗口

2)

选择一号插槽,点击 Add 按钮或鼠标右键选择添加,在添加组件窗口中选择 OPC Server 点击 OK 即完成。

图 4:添加 OPC Server

3)

选择三号插槽添加 CP5613,并分配 CP5613 PROFIBUS 参数,如地址、波特率等。这

里我们将 CP5613 PROFIBUS 地址设为 2,波特率为 1.5M,实际参数设定以用户应 用为准。点击“OK”确认每一步设定后,完成 CP5613 的添加。

图 5: 添加 CP5613

图 6: 分配 CP5613 参数

4)

点击 “Station Name” 按钮, 指定 PC 站的名称, 这里命名为 profibusOPC。 “OK” 点击 确认即完成了 PC 站的硬件组态。

图 7:命名 PC 站名称 注:Station Name 并不是特指 PC 机本机的名称

步骤二:配置控制台(Configuration Console)的使用与设置 1) 2) 配置控制台(Configuration Console)是组态设置和诊断的核心工具,用于 PC 硬件 组件和 PC 应用程序的组态和诊断。 正 确 完 成 PC 站 的 硬 件 组 态 后 , 打 开 配 置 控 制 台 ( start simatic simatic net Configuration console) ,可以看到 CP5613 的模式已从 PG mode 切换到 Configuration mode,插槽号(Index)也自动指向 3。如图 8。

图 8 配置控制台(Configuration Console) 注: 对于 Simatic Net V6.1 或 V6.0 版本的软件, 你需要在上面窗口中, 手动将模块模式 (Mode of the module)从 PG 模式切换到组态模式(Configured mode) ,并设置 Index 号。

3)

在 Access Points 设定窗口中,将 S7ONLINE 指向 PC internal(local)。此设定是为 PC 站组态的下载做准备。

图 9:PC Station 配置控制台 Access Point

步骤三: 在 STEP 7 中组态 PC Station 1) 打开 SIMATIC Manager, 通过 File New 创建一个新项目,“profibusOPCDEMO” 如 。 通过 Insert Station Simatic Pc Station 插入一个 PC 站。特别注意的是,要将 PC Station 默认名称 “SIMATIC PC Station(1)” 改为与 Station Configuration Editor 中 所 命 名 的 Station Name 名 称 相 同, 所 以 这 里改 名 为 “ profibusOPC” 双击 。 Configuration 即可进入 PC Station 组态界面。

图 10: STEP 7 中创建新项目与建立 Simatic PC Station

2)

在硬件组态中, 从硬件目录窗口选择与已安装的 Simatic net 软件版本相符的硬件插 入到与在 Station Configuration Editor 配置的 PC 硬件机架相对应的插槽中。

图 11: PC Station 硬件组态

3)

分配 CP5613 网络参数

双击 CP5613 打开其属性对话框,将 CP5613 接口设为 profibus,并用 New 按钮建立 一个 Profibus 网络,Profibus 地址与波特率的设置要与 Station Configurator 中对 CP5613 参数设置相同,过程如图 12。

图 12:CP5613 参数设置

4)

完成 PC 站组件设置后,按下编译存盘按钮确定且存储当前组态配置

图 13:组态的编译存盘

5)

编译无误后,点击“Configure Network”按钮,进入 NetPro 配置窗口。

图 14:选择“Configure Network”按钮

6)

在 NetPro 网络配置中,用鼠标选择 OPC Server 后在连接表第一行鼠标右键插入

一个新的连接或通过“Insert>New Connection”也可建立一个新连接。

图 15

7)

如果在同一 STEP 7 项目中,所要连接的 PLC 站已经组态完成(OPC Server 所

要连接的 DP 端口在同一 Profibus 总线上已使能) ,在选择“Insert New Connectio”后,连接会自动创建,不需以下步骤的设置,仅需确认连接属性即 可。如果在项目中没有所要连接的对象(如本例) ,你必须在 Insert New Connection 对话框中,选择“Unspecified”作为连接对象,并在连接属性中选 择 S7 connection。点击 OK 确认。

图 16:在网络配置(NetPro)中添加新连接

8)

在 S7 连接属性对话框中, 将所要连接对象的 Profibus 地址填入到图 17 标注的 Partner、Address 对应空白框中。然后选择“Address Details”按钮,对地址进行 进一步设置。所要设置的参数是机架和插槽号(Rock/Slot) 。如果连接对象是 S7 300 PLC,则机架和插槽号分别为 0,2。如是 S7 400 CPU,要根据实际机 架和插槽号来设置。设置完成后点击 OK 确认。

注:Slot 是指 CPU 所在插槽号。

图 17:S7 连接属性与连接地址

9)

确认所有配置后,已建好的 S7 连接就会显示在连接列表中。点击编译存盘按 钮或选择 Network>Save and Compile,如得到 No error 的编译结果,则正确组 态完成。这里编译结果信息非常重要,如果有警告信息(Warning)显示在编 译结果对话框中,这仅仅是一条信息。但如果有错误信息(error Message) ,说 明组态不正确,是不能下载到 PC Station 中的。

图 18: 组态编译存盘

1)

步骤四:组态下载 完成 PC 站组态后,即可在 NetPro 窗口点击功能按钮栏中下载按钮将组态下载到 PC 站中。需注意的是,下载过程中会删除已有相关组件的数据,新的组态数据将被下载 到 PC 机。点击 OK 执行下载。

图 19:组态下载

2)

下载完成后,可以打开 Station Configuration Editor 窗口检查组件状态。下图为正确 状态显示画面。 OPC Server 插槽 Conn 一栏一定要有连接图标, 此项说明连接激活。 (Simatic Net 软件版本 V6.1 或 V6.0 版本无此状态栏)

图 20: PC Station 运行状态

步骤五:数据通讯的测试-OPC Scout OPC Scout 工具随 Simatic Net 软件一起提供, 当完成 PC Station 组态下载后, 可用此 工具进行 OPC Server 和 PLC 的数据通讯测试。 1) 打开 OPC Scout, Start>SIMATIC>SIMATICNet>OPC Scout) 如图 21 双击 ( , “OPC SimaticNet”在随之弹出的“ADD Group”对话框中输入组名,本例命名为 “OPC_PROFIBUS” 。点击 OK 确认。

图 21: 在 OPC Scout 中添加一个组“OPC_PROFIBUS”

2)

双击已添加的连接组(OPC_PROFIBUS) ,即弹出“OPC Navigator”对话框,此 窗口中显示所有的连接协议。双击“S7” ,在 PC Station 组态 NetPro 中所建的连 接名会被显示(S7 connection_1) 。双击此连接,即可出现有可能被访问的对象 树(objects tree) ,在 PLC CPU 中已存在的 DB 块也会出现。

图 22:Objects in the OPC Navigator

3)

双击任意所需访问的 PLC 数据区都可建立标签变量。这里以 DB 区为例。 双击 DB,如果所显示的 DB 块有红叉标记,这并无问题。只要再次双击“New Definition”“Define New Item”对话框即被打开。可在此定义标签变量与数据类 , 型。注:Datatype、Address、No.Value 参数必须定义,No.Value 是指数据长度。 定义完成后,点击 OK 确认。

图 23: 定义条目及标签变量

4)

在“Define New Item”中点击确认后,新定义的条目即显示在 OPC Navigator 的 中间窗口。点击“ ”就可将此条目移到 OPC-Navigator 的右侧窗口,再点击 OK 按钮就可将此条目连接到 OPC Server.

图 24: 建立定义条目与 OPC Server 连接

5) 上一步确认后,所定义的条目(Item)即嵌入到 OPC Scout 中。如果“Quality” 显示“good” ,则 OPC Server 与 PLC 的 S7 连接已经建立,也就意味着可以对标签变 量进行读写操作。

图 25:OPC Scout 与 OPC Server 的连接 双击条目的“Value”栏,即可在“Write Value(s) to the Item(s)”窗口中对有关条目进行写操作

图 26:写操作

三. PC 站组态与 OPC Server 通讯过程中常见问题的解释
1. 在执行 PC Station 组态下载过程中,可能会出现“Cannot reach station manager”的错 误信息提示,可能的原因如下: 1) Set PG/PC Interface 或 Configuration Console 中,S7 Online Access Points 应指向 PC Internal(Local) 。 2) 虚拟 PC 站的名称与 STEP 7 或 NCM PC 项目中建立 PC 站的名称不符。 3) 虚拟 PC 站组件(CP 卡、OPC 或 Application)插槽号与 STEP 7 或 NCM PC 项 目组态中的插槽号不同。 详细说明可以访问 support.automation.siemens.com/product support 。 12033912 ID:

3. OPC Scout 的 OPC-Navigator 窗口中,红色的叉的含义时什么? Simatic Net 软件的 OPC 客户端(OPC Scout)提供了使用 OPC Navigator 来浏览 OPC 服务器的地址区域的选项。这里可以看到 OPC 服务器中已有地址的已知变量。如果 变量还没有定义, 相对应的地址图标就以红色的叉标注。 只要双击 “New Definition” , “Define New Item”对话框即被打开。可在此定义标签变量,当 OPC Server 再次连 接时,这些变量即被 OPC 接收,红叉即消失。所以红叉并不是错误信息,仅是没有 定义 OPC 变量的提示。 详细说明可以访问 support.automation.siemens.com/product support 。ID:8763769


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