【文章內(nèi)容簡介】 的應用程序、各種網(wǎng)絡協(xié)議和訪問這些數(shù)據(jù)的接口之間的中間設備，它提供給不同制造商的應用程序一個標準的軟件接口 ， 它有 三層接口 ， 依次呈包含關系。 OPC Server： OPC 啟動服務器，獲得其他對象和服務的起始類， 并用于返回OPC Group 類對象； OPC Group：存儲由若干 OPC Item 組成的 Group 信息，并用于返回 OPC Item類對象。 OPC Item：存儲具體 Item的定義、數(shù)據(jù)值、狀態(tài)值等信息。 圖 1為 OPC體系結構 [5]。 圖 1 OPC 的體系結構 系統(tǒng)的數(shù)學模型 利用階躍響應法實驗測得控制系統(tǒng)的數(shù)學模型為： sessG 5190 )( ??? （ 21） 由式（ 21）知系統(tǒng)為一階慣性環(huán)節(jié)和滯后環(huán)節(jié)組成 DCOM 配置 OPC 服務器和 OPC Client 服務器都要進行設置 。 一定 要配置正確，否則會出現(xiàn)“找不到服務器 ” 或“服務器拒絕訪問”的錯誤。 （ 1）開始 運行 輸入： dfg 打開組建服務窗口，如圖 2。 OPC Client Visual C++ Visual Basic 、Excel Java Applet Inter Explorer opc group opc group 驅(qū)動程序和應用軟件： PLC、DCS、 工業(yè)網(wǎng)絡系等 Item item Item ite Item Item Item 通用接口 自動化接口 OPC Server 基于 SIEMENS S7300PLC 和 OPC sever 技術的 MATLAB 在線單容水箱液位控制系統(tǒng)設計 —PLC 監(jiān)控程序設計 4 圖 2 組件服務窗口圖 進入 我的電腦屬性 的總體默認屬性頁面 ， 將 “ 在這臺計算機上啟用分布式 COM”打上勾，將默認身份級別改為 “ 無 ” ， 如圖 3所示。 圖 3 我的電腦屬性對話框 （ 2）打開屬性對話框 切換到“ COM 安全”屬性頁，分別編輯“編輯默認值（ E）” 、“編輯默認值（ D）”、“編輯限制（ L）”、“編輯限制（ I）”等 4個選項，如圖 4所示。 基于 SIEMENS S7300PLC 和 OPC sever 技術的 MATLAB 在線單容水箱液位控制系統(tǒng)設計 —PLC 監(jiān)控程序設計 5 圖 4 COM 屬性對話框 以上 4個選項分別添加 “ everyone”、“ interactive”、“ work”“ system”等 4個用戶，并勾選上所有權限選項 ，如圖 5。 （ 請注意是 4個用戶，如果少了一個有可能出現(xiàn)找不到服務器的情況 ） 圖 5 訪問權限對話框 基于 SIEMENS S7300PLC 和 OPC sever 技術的 MATLAB 在線單容水箱液位控制系統(tǒng)設計 —PLC 監(jiān)控程序設計 6 （ 3） 在 OPC 服務器上，還要回到 “ 組件服務 ” 界面，打開 DCOM 配置 ，如圖 6，找到注冊的 OPC 服務器的名稱 ： OpcEnum、 OpcServer. WinCC 選項， 分別 打開它 們 的屬性 對話框進行編輯 。 圖 6 DCOM 對話框 打開屬性 ?切換到 “ 安全 ” 屬性頁面，分別編輯下面 3個選項 ，如圖 7。 圖 7 OpcEnum/OpcServer. WinCC 屬性“安全”對話框 基于 SIEMENS S7300PLC 和 OPC sever 技術的 MATLAB 在線單容水箱液位控制系統(tǒng)設計 —PLC 監(jiān)控程序設計 7 以上 3個選項分別添加 everyone， interactive， work， system 四 個用戶，并勾選上所有權限選項 ，如圖 8。 （ 請注意是 3個用戶，如果少了一個有可能出現(xiàn)找不到服 務器的情況 ） 圖 8 啟動權限對話框 啟用交互式用戶 ，選擇“交互式用戶”，如圖 9。 圖 9 啟動交互式用戶 基于 SIEMENS S7300PLC 和 OPC sever 技術的 MATLAB 在線單容水箱液位控制系統(tǒng)設計 —PLC 監(jiān)控程序設計 8 （注：有時做好 DCOM 配置后，需要重新啟動電腦才起作用。所以為了安全起見，建議最好重新啟動一下電腦，再做下一步） 。 本地安全策略設置 （ 1） OPC 服務器和 OPC Clicent 都要進行設置：打開“控制面板” “管理工具”選擇“本地安全策略”。 （ 2）打開“安全選項” “網(wǎng)絡訪問” 本地賬戶的共享和安全模式 屬性。 （ 3）選擇“ 經(jīng)典 本地用戶以自己的身份驗證 ” 。（這一步 不能忘，否則在連接 OPC服務器時會出現(xiàn)“拒絕訪問”錯誤提示！） 3 控制系統(tǒng)結構、原理及配置 系統(tǒng)結構及原理 系統(tǒng)結構 MATLAB與 PLC的遠程實時過程控制系統(tǒng)結構如圖 10所示。 系統(tǒng)以‘悌’字號過程控制設備 中的水箱 為控制對象，西門子 S7300PLC對現(xiàn)場設備數(shù)據(jù)進行采集，以組態(tài)軟件 WinCC為數(shù)據(jù)總控平臺，作為 OPC服務器．以 MATLAB做為 OPC客戶端，進行算法設計、實時控制和控制結果分析等， WinCC與 S7300通過 MPI通訊 [6],。 系統(tǒng)原理 在此系統(tǒng) 中 要求給定值即液位設定值為 300mm，控制器為 MATLAB 及 PLC，MATLAB 主要實現(xiàn)的是 PID 參數(shù)的控制， PLC 主要是實現(xiàn) 信息采集及 模 /數(shù)、數(shù) /模的Matlab WinCC S7300PLC 悌字號過程設備 OPC數(shù)據(jù)交換 MPI AI/AO DI/DO 數(shù)據(jù)采集 過程設備 圖 10 MATLAB 和 PLC 遠程實時過程控制系統(tǒng)示意圖 基于 SIEMENS S7300PLC 和 OPC sever 技術的 MATLAB 在線單容水箱液位控制系統(tǒng)設計 —PLC 監(jiān)控程序設計 9 轉換 。在 系統(tǒng)的液位變送器將標準的電信號 （ 4～ 20mA） 輸入給模擬量輸入模塊（ SM331），經(jīng) A/D 轉換后得到與液位成比例的數(shù)字量 ，然后進行標度轉換（ FC105），通過 WinCC寫入到 Simulink 中 ， 在 MATLAB 的 Simulink 中 與液位設定值 （階躍輸入為 300） 比較，并按某種控制規(guī)律（ PID 控制算法） 對誤差值進行運算，將運算結果（數(shù)字量）送給 PLC經(jīng)過標度反變換（ FC106）后，輸入到 模擬量輸出模塊（ SM332），經(jīng) D/A 轉換后變?yōu)殡娏餍盘?送給智能調(diào)節(jié)閥 ，用來控制電動調(diào) 節(jié)閥的開度 [7]， 通過它控制流入水箱的流量，實現(xiàn)對液位的閉環(huán)控制。 系統(tǒng)的工作原理圖如 圖 11。 硬件配置 實驗使用“ 悌 ” 字號過程控制綜合自動化控制系統(tǒng)實驗平臺，該實驗臺是由實驗控制對象、實驗控制臺及上位監(jiān)控 PC 機三部分組成。 智能儀表 采用廈門宇電儀表有限公司生產(chǎn) 的 AI 系列全通用人工智能調(diào)節(jié)儀表 AI818，它 是PID 控制型 的智能儀表 ，輸出為 4～ 20mA DC 信號。 變頻器 采用 西門子 MM440 變頻器 功率為 ,頻率 0～ 650Hz。 S7300PLC 電源模塊 ： PS307（ 5A） 書出電流為 5A；輸出電壓為 24VDC；防短路和開路保護。 CPU 模塊： CPU3152DP 帶有 128KB 的集成式 RAM，最大模擬量 I/O 總數(shù)為 1024 個。 模擬量輸入模塊： SM331 AI 4xO/4～ 20mA；為一通道 4 輸入點；精度為 15 位。 模擬量 輸出模塊： SM332 AO 4x12 位； 4 通道 x4 輸出；精度為 12 位；每個輸出通道可編程為：電壓輸出 /電流輸出。 網(wǎng)卡：西門子 CP5611 專用 通訊 網(wǎng)卡 支持 MPI， PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，用于連接 PLC 與 WinCC 或者 PLC 之間互聯(lián) [8]。 給定值 控制器 執(zhí)行器 液位變送器 ＋＋ 控制對象 圖 11 控制系統(tǒng)工作原理圖 輸出值 基于 SIEMENS S7300PLC 和 OPC sever 技術的 MATLAB 在線單容水箱液位控制系統(tǒng)設計 —PLC 監(jiān)控程序設計 10 檢測裝置 壓力傳感器： KY–B380 傳感器 量程為 0～ 150Kpa； 精度為 ％ ；采用二線制傳輸方式，工作時需要提供 24V 直流電源，輸出 4～ 20mA DC。 液位變送器： KY–B3803 變送器 量程為 0～ 6KPa，精度為 ％；采用二線 制傳輸方式，工作時需要提供 24V 直流電源，輸出 4～ 20mA DC。 執(zhí)行機構 電動調(diào)節(jié)閥：采用智能直行程電動調(diào)節(jié)閥，用來對控制回路的流量進行調(diào)節(jié)。電動調(diào)節(jié)閥型號為： QS 智能型電動調(diào)節(jié)閥 公稱直徑為 20mm,行程為 16mm；具有精度高，技術先進，體積小、重量輕，推動力大、控制單元與電動執(zhí)行一體化、可用性高、操作方便等優(yōu)點；電源單相 220V，控制信號為 4～ 20mA DC 或 1～ 5V，輸出為 4～ 20mA DC的閥位信號，使用和校正非常方便。 水泵 水泵：本裝置采用磁力驅(qū)動泵，型號為 20CQ–12P 功率為 ，流量 3m3/h,揚程為 12 米。 軟件配置 系統(tǒng)所用到的軟件主要有： MATLAB ， Step7 編程軟件， WinCC 監(jiān)控軟件等。 4 控制系統(tǒng) PLC 程序設計及 WinCC 實時監(jiān)控 PLC 程序設計 軟件設計 液位的控制程序中需要采集過程值并需要把整型轉換成以工程單位表示的介于下限和上限之間的實型值，因此需要功能 塊 FC105 轉換； PID 的運算輸出需要進行把工程單位表 示且標定于下限和上限的實型值轉換成整型值，因此需要功能 塊 FC106 轉換。在組織塊 OB1 中進行啟動和停止的控制而液位的采集、輸出、 數(shù)據(jù)轉換 存放在 中斷服務程序 OB35 中。 OB35 每 100ms 掃描 一次，即