【摘要】 本文介紹了S7-200PLC的配置，為通過(guò)PROFIBUS -DP協(xié)議方式和組態(tài)王通訊用于實(shí)現(xiàn)高壓交流電動(dòng)機(jī)液態(tài)軟起動(dòng)裝置遠(yuǎn)程監(jiān)控的基本原理及其系統(tǒng)的構(gòu)成。 【關(guān)鍵詞】 組態(tài)軟件 PLC OPC PROFIBUS 液態(tài)軟起動(dòng) 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控 一、概述 近幾年來(lái)，可編程序控制器（PLC）（以下簡(jiǎn)稱(chēng)PLC） 因其可靠性高、編程簡(jiǎn)單、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。但PLC 在人機(jī)交互性能方面較弱，而工控組態(tài)軟件具有良好的人機(jī)界面及控制決策能力。因此，將二者結(jié)合起來(lái)可有效實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的綜合控制。具體到追日電氣公司最成功的范例，就是將上述兩種技術(shù)進(jìn)行技術(shù)融合而創(chuàng)新推出了智能化液態(tài)軟起動(dòng)裝置GZYQ3B。該系統(tǒng)采用上下位機(jī)主從式結(jié)構(gòu)，PLC 作為下位機(jī)通過(guò)PROFIBUS－DP通信方式，完成工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和分站控制功能；上位機(jī)采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)七臺(tái)大功率電機(jī)在起動(dòng)過(guò)程中的模擬顯示、故障報(bào)警、實(shí)時(shí)控制等各項(xiàng)功能。 二、系統(tǒng)硬件配置 交流高壓電動(dòng)機(jī)液態(tài)智能軟起動(dòng)裝置系統(tǒng)的硬件配置，主要包括七臺(tái)液態(tài)軟起動(dòng)柜、ROFIBUS－DP通訊卡、網(wǎng)絡(luò)適配器及實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理的計(jì)算機(jī)監(jiān)控操作站。如圖一所示： 1.液態(tài)軟起動(dòng)柜 每臺(tái)液態(tài)軟起動(dòng)柜內(nèi)所用的PLC，選用西門(mén)子S7-200系列CPU224；通訊單元為西門(mén)子EM-277。其構(gòu)成及原理如圖二所示。將液態(tài)軟起動(dòng)柜內(nèi)的三相液態(tài)電阻串入電動(dòng)機(jī)的定子回路中。其中：QF1為高壓運(yùn)行柜中的斷路器，QF2為液態(tài)軟起動(dòng)柜短接斷路器，RS為為液態(tài)軟起動(dòng)柜中電液變阻起動(dòng)器。電液變阻器由三個(gè)相互絕緣的電液箱構(gòu)成，內(nèi)部分別盛有電液及一組相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)電極板。由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成為可變電阻器。S7-200采集現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)量及相應(yīng)的電流或電壓等的模擬量，通過(guò)運(yùn)算及邏輯判斷，按實(shí)時(shí)跟蹤模擬量的大小做數(shù)字化自動(dòng)調(diào)節(jié)以控制運(yùn)動(dòng)極板的運(yùn)動(dòng)。通過(guò)改變動(dòng)、定極板的間距，用于線(xiàn)性改變串接電液電阻阻值的大小，從而達(dá)到控制電機(jī)的起動(dòng)電流及電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。 2.ROFIBUS－DP通訊卡、網(wǎng)絡(luò)適配器 PROIBUS網(wǎng)絡(luò)物理實(shí)體主要為： 通訊卡 CP5611；網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)連接器6ES7 972-0BB40-0XA0和通訊電纜6XV1 830-0EH10。 3.計(jì)算機(jī)監(jiān)控操作站 選用研華原裝工控機(jī)IPC-610H兩套，主要配置：CPU2.0G/256M（內(nèi)存）；80G硬盤(pán)；集成顯卡；網(wǎng)卡/； 50倍光驅(qū)；1.44M（軟驅(qū)）和KB104+MOUSE。 三、系統(tǒng)軟件基本原理及組態(tài) 系統(tǒng)軟件包括： 1）工控軟件： 組態(tài)王KINGVIEW6.5； 2）用于S7-200編程軟件的STEP7——MICROWIN3.2 ； 3）用于實(shí)現(xiàn) PROFIBUS ——dp協(xié)議網(wǎng)絡(luò)配置的SIMATIC NET6.0軟件。 1、組態(tài)王KINGVIEW6.5 組態(tài)王是運(yùn)行于Microsoft Windows 98/2000/NT中文平臺(tái)界面的人機(jī)界面軟件。采用了多線(xiàn)程、COM組件等新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)多任務(wù)，軟件運(yùn)行穩(wěn)定可靠。軟件包從工業(yè)控制對(duì)象中采集數(shù)據(jù)，并記錄在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中。它還負(fù)責(zé)把數(shù)據(jù)的變化以用動(dòng)畫(huà)的方式形象地表示出來(lái)。同時(shí)還可以完成變量報(bào)警、操作記錄、趨勢(shì)曲線(xiàn)等監(jiān)視功能，并按實(shí)際需要生成歷史數(shù)據(jù)文件。 為實(shí)現(xiàn)組態(tài)王和外部設(shè)備的通訊，組態(tài)王內(nèi)置大量設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序作為組態(tài)王和外部設(shè)備的通訊接口。在開(kāi)發(fā)時(shí)，我們定義組態(tài)王做為OPC客戶(hù)端與OPC服務(wù)器軟件SIMATIC NET6.0相互通訊。為什么選擇OPC呢？全稱(chēng)是OPC是過(guò)程控制業(yè)中的新興標(biāo)準(zhǔn)，它的出現(xiàn)為基于Windows的應(yīng)用程序和現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程控制應(yīng)用建立了橋梁。在過(guò)去，為了存取現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)信息，每一個(gè)應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)商都需要編寫(xiě)專(zhuān)用的接口函數(shù)。由于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的種類(lèi)繁多，且產(chǎn)品的不斷升級(jí)，往往給用戶(hù)和軟件開(kāi)發(fā)商帶來(lái)了巨大的工作負(fù)擔(dān)，系統(tǒng)集成商和開(kāi)發(fā)商需要一種具有高效性、可靠性、開(kāi)放性、可互操作性的即插即用的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。OPC 以O(shè)LE/COM/DCOM機(jī)制作為應(yīng)用程序級(jí)的通信標(biāo)準(zhǔn)。采用客戶(hù)/服務(wù)器模式，把開(kāi)發(fā)訪(fǎng)問(wèn)接口的任務(wù)放在硬件生產(chǎn)廠家或第三方廠家，以O(shè)PC服務(wù)器的形式提供給用戶(hù)，解決了軟、硬件廠商的矛盾，完成了系統(tǒng)的集成，提高了系統(tǒng)的開(kāi)放性和可互操作性,為以后系統(tǒng)升級(jí)奠定基礎(chǔ)。 2、用于S7-200編程軟件的STEP7——MICROWIN3.2 S7-200中PLC程序設(shè)計(jì)用STEP7——MICROWIN3.2進(jìn)行編寫(xiě)，程序流程圖如圖三所示： 3、用于實(shí)現(xiàn) PROFIBUS ——DP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)配置的SIMATIC NET6.0軟件 PROFIBUS-DP協(xié)議是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)控制設(shè)備數(shù)字化通信的一種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)層網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，是一次工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)設(shè)備通信的數(shù)字化革命。PROFIBUS-DP協(xié)議可使用一條通信電纜將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（智能化、帶有通信接口）連接，用數(shù)字化通信代替4-20mA/24VDC模擬量信號(hào)，完成現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制、監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程參數(shù)化等功能。而且不同廠家的產(chǎn)品只要使用同一總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)，底層設(shè)備就具有互操作性、互換性，因此具有很好的可集成性。正是由于PROFIBUS—DP網(wǎng)絡(luò)優(yōu)異的性能，較低的硬件成本得得到了廣泛應(yīng)用。智能化液態(tài)軟起動(dòng)裝置GZYQ3B的系統(tǒng)集成功能，就是采用PROFIBUS —DP協(xié)議，用SIMATIC NET6.0軟件組態(tài)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。 具體配置過(guò)程為： （1） 將兩個(gè)CP5611通訊卡分別安裝在研華工控機(jī)的PCI插槽上，并根據(jù)硬件安裝向?qū)О惭b卡的驅(qū)動(dòng)程序，用Profibus-DP通訊電纜將CP5611卡與EM277通訊口相連，將EM277通訊模塊地址撥碼設(shè)置對(duì)應(yīng)于Simatic net 6.0中DP從站地址； （2） 在工控機(jī)上安裝Simatic net 6.0軟件，它用于組態(tài)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，定義一臺(tái)工控機(jī)中CP5611作為DP主站，將此工控機(jī)作為工程師站，另一工控機(jī)中CP5611作為DP第二主站，工控機(jī)作為操作員站；（3）硬件配置完后，配置Simatic net 6.0軟件中OPC server 通過(guò)CP5611于EM277通訊模塊通訊，然后運(yùn)行。這樣組態(tài)王可以通過(guò)內(nèi)嵌OPC客戶(hù)端與Simatic net 6.0軟件中OPC server交換數(shù)據(jù),從而就可以透明的監(jiān)控處于低層的S7-200。 四、 應(yīng)用情況 GZYQ3B液態(tài)智能軟起動(dòng)裝置自2004年9月酒鋼制氧部投運(yùn)以來(lái)，起動(dòng)、運(yùn)行及智能監(jiān)控性能優(yōu)良。操作員從網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視畫(huà)面可看到七個(gè)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)參數(shù)和整個(gè)過(guò)程，降低其勞動(dòng)強(qiáng)度。液態(tài)智能軟起動(dòng)裝置微機(jī)化、數(shù)字化更是提高了系統(tǒng)的安全可靠性，有效地避免了電動(dòng)機(jī)、拖動(dòng)設(shè)備以及電網(wǎng)所承受的沖擊，延緩了電動(dòng)機(jī)及拖動(dòng)設(shè)備的使用壽命，深受用戶(hù)好評(píng)。 五、 結(jié) 語(yǔ) GZYQ3B液態(tài)智能軟起動(dòng)裝置是集高壓電動(dòng)機(jī)恒流軟起動(dòng)、運(yùn)行監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)于一體的智能化控制系統(tǒng)。實(shí)踐證明液態(tài)智能軟起動(dòng)裝置將越來(lái)越引起工程界的關(guān)注，市場(chǎng)前景廣闊；將越來(lái)越多地應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，為市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的各行各業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。