【正文】 入OUT。(7)FB41：最經(jīng)典的PID控制模塊，可以用在加熱的溫度控制回路。組態(tài)完成后，就可以在模塊中進(jìn)行編程了。 進(jìn)入編程如前面所說(shuō)，具體的程序分為數(shù)個(gè)獨(dú)立模塊，最后集中調(diào)用。首先新建一個(gè)FC模塊，用于啟動(dòng)系統(tǒng)時(shí)的過(guò)程表述。 新建FC2，啟動(dòng)模塊雙擊打開(kāi)FC2，編寫(xiě)啟動(dòng)過(guò)程表述程序。程序中。第六章 控制系統(tǒng)上位系統(tǒng)設(shè)計(jì) 監(jiān)控畫(huà)面設(shè)計(jì) WinCC組態(tài)軟件介紹工控組態(tài)軟件WinCC(Windows Control Center)是一個(gè)集成的人機(jī)界面(HMI)系統(tǒng)和監(jiān)控管理(SCADA)系統(tǒng)，它由德國(guó)西門(mén)子公司和微軟公司共同開(kāi)發(fā)，結(jié)合了西門(mén)子公司在過(guò)程自動(dòng)化領(lǐng)域中的先進(jìn)技術(shù)和微軟公司強(qiáng)大軟件功能，它具備強(qiáng)大的二次開(kāi)發(fā)功能，各個(gè)系統(tǒng)集成商幾乎都可。WinCC作為其系統(tǒng)擴(kuò)展的基礎(chǔ)，通過(guò)開(kāi)放接日開(kāi)發(fā)自己的應(yīng)用軟件,WinCC提供了市場(chǎng)上廣泛使用的各種PLC(如AB,GE,OMRON等)的驅(qū)動(dòng)，從而PLC與上位計(jì)算機(jī)的連接變得非常容易，如果將其與STEP7一起使用，那么STEP7中配置的變量表可以在與WniCC的連接時(shí)直接使用，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)縫共享。WinCC包括控制中心、系統(tǒng)控制器和數(shù)據(jù)管理器等三部分?？刂浦行目刂茊斡脩艋蚨嘤脩粝到y(tǒng)項(xiàng)目中的全部數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)按等級(jí)順序存儲(chǔ)，用戶在使用WniCC使可以瀏覽項(xiàng)目中的全部數(shù)據(jù)，并且通過(guò)控制總線對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。從形式和操作上看，控制中心與Windows98或NT的資源管理器相似，有利于用戶盡快熟悉WinCC的使用。系統(tǒng)控制器管理著各站之間的系統(tǒng)通訊，在多用戶系統(tǒng)中，系統(tǒng)控制器還提供了網(wǎng)絡(luò)范圍的項(xiàng)目瀏覽，以及客戶機(jī)與服務(wù)器之間的通訊。數(shù)據(jù)管理器在WinCC項(xiàng)目中用于處理中央任務(wù)的啟動(dòng)，數(shù)據(jù)管理器在每個(gè)站中與系統(tǒng)控制器一起緊密地工作，它的主要功能是處理變量管理器，其通訊通道用于訪問(wèn)過(guò)程數(shù)據(jù)。 WinCC與S7300之間通訊的實(shí)現(xiàn)為了完成控制系統(tǒng)的組態(tài)，必須建立起監(jiān)控計(jì)算機(jī)與PLC之間的通訊連接，這部分也是下面工作的基礎(chǔ)。該部分的主要任務(wù)是建立外部變量標(biāo)簽，使監(jiān)控程序與PLC以變量標(biāo)簽為橋梁建立起對(duì)應(yīng)關(guān)系。本文是通過(guò)PROFIBUSDP現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)現(xiàn)監(jiān)控計(jì)算機(jī)與PLC之間的通訊的。該系統(tǒng)采用單主站的組態(tài)結(jié)構(gòu)，該組態(tài)結(jié)構(gòu)是CPU3152DP做DP一類(lèi)主站，PC機(jī)加CP5611卡做DP二類(lèi)主站，這是DP網(wǎng)的一種典型配置方式。在這種情況下，DP網(wǎng)的組態(tài)在STEP7中完成，并將組態(tài)配置下載到CPU3152DP中，監(jiān)控計(jì)算機(jī)與CPU3152DP的連接采用PROFIBUSDP總線，選用S7function協(xié)議。S7function提供在S7/M7CPU SIMATIC OP和PCI的互相通信，其已集成在每一個(gè)SIMATIC S7/M7系統(tǒng)中，使其在SIMATIC系統(tǒng)之間應(yīng)用十分方便。WinCC中與CPU3152DP的通信連接十分簡(jiǎn)單，只需在WinCC載SIMATIC S7 PROTOCOL SUITE驅(qū)動(dòng)，在PROFIBUS中建立一個(gè)新的驅(qū)動(dòng)連接，設(shè)定好CPU3152DP的S7連接特性。具體步驟為：當(dāng)Wincc項(xiàng)目打開(kāi)后，(1)選擇PROFIBUS通道單元并通過(guò)彈出式菜單打開(kāi)“通道單元屬性”對(duì)話框；(2)在“連接”標(biāo)簽上，單擊“屬性”按鈕，打開(kāi)“連接屬性”對(duì)話框；(3)在“常規(guī)信息”標(biāo)簽，單擊“屬性”按鈕，打開(kāi)“連接參數(shù)”對(duì)話框；(4)在“站地址”域，輸入總線上的SIMATIC S7的站地址；(5)由于目前不支持“段ID”域，設(shè)置數(shù)值必須保留在“Q”；(6)在“機(jī)架號(hào)”域中輸入機(jī)架號(hào)，在此機(jī)架己插入要尋址的CPU；(7)在“插槽號(hào)”域中輸入CPU的插槽號(hào)。因?yàn)镈P從站的信息己上傳到DP主站CPU3152DP中，所以只需建立起WinCC中外部變量與CPU31 S2DP中I/O DB及位存儲(chǔ)器的一一對(duì)應(yīng)連接，便可訪問(wèn)DP從站相關(guān)信息。建立好驅(qū)動(dòng)連接后，還需定義外部變量表，它在WinCC監(jiān)控程序與PLC之間起橋梁的作用。每個(gè)外部變量都對(duì)應(yīng)一個(gè)監(jiān)控程序需要采集的PLC信息，該數(shù)值由PLC提供。監(jiān)控程序的主要工作是將PLC運(yùn)行中的各種數(shù)據(jù)采集到上位機(jī)中，并以一定的方式動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)的顯示。由于PLC傳送到監(jiān)控計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)是一個(gè)個(gè)數(shù)據(jù)塊，包括報(bào)頭和按一定的地址順序排列的數(shù)據(jù)值，不同字段的數(shù)據(jù)分別對(duì)應(yīng)生產(chǎn)線上不同的數(shù)據(jù)，而且數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)刷新。作為監(jiān)控程序要使用這些變量，必須首先定義變量。這些變量同傳送到監(jiān)控計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)塊的不同字段一一對(duì)應(yīng)。這樣，從PLC傳送到監(jiān)控計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)塊的不同字段被分別賦予給了不同的變量，這些變量就與運(yùn)行數(shù)據(jù)聯(lián)系起來(lái)。監(jiān)控程序便通過(guò)引用這些變量，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集。如該系統(tǒng)中需要監(jiān)控的反應(yīng)釜的溫度、壓力、流量、液位和一些控制開(kāi)關(guān)量等。 監(jiān)控畫(huà)面的設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)的作用就是通過(guò)多種途徑(如文字、聲音、圖形圖像、動(dòng)畫(huà)等)將控制系統(tǒng)的工作情況形象地表示出來(lái)，為生產(chǎn)操作人員的操作、維護(hù)等提供方便，其中主要使用圖形和報(bào)表。WinCC里集成的圖形設(shè)計(jì)編輯器可以方便我們使用基本元件或圖形庫(kù)中的對(duì)象制作生產(chǎn)工藝流程監(jiān)控畫(huà)面，從而可以讓我們?cè)陲@示器畫(huà)面上監(jiān)視、控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。WinCC圖形系統(tǒng)的原理是：PLC中的過(guò)程數(shù)據(jù)(包括模擬量和數(shù)字量)通過(guò)WinCC,PLC通道與WinCC中的變量標(biāo)簽相聯(lián)系，圖形設(shè)計(jì)器在組態(tài)模式中將對(duì)象屬性與變量標(biāo)簽相連，圖形設(shè)計(jì)器在運(yùn)行時(shí)PLC過(guò)程值的變化使對(duì)象屬性相應(yīng)地發(fā)生變化，從而達(dá)到了對(duì)過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視的目的，圖形對(duì)象屬性、變量標(biāo)簽和PLC過(guò)程值之間是相互對(duì)應(yīng)的，可以通過(guò)改變圖形對(duì)象屬性或者變量標(biāo)簽的值來(lái)設(shè)置PLC的某些運(yùn)行參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)等，從而實(shí)現(xiàn)了控制的目的。 組態(tài)WinCC編程西門(mén)子視窗控制中心SIMATIC WinCC（Windows Control Center）是HMI/SCADA軟件中的后起之秀，1996年進(jìn)入世界工控組態(tài)市場(chǎng)，它以世界范圍內(nèi)使用的系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，因而從一開(kāi)始就適合于世界上各主要制造商生產(chǎn)的控制系統(tǒng)，如AB，Modicon，GE等，并且通訊驅(qū)動(dòng)程序的種類(lèi)還在不斷增加。通過(guò)OPC的方式，WinCC還可以與更多的第三方控制器進(jìn)行通訊。作為SIMATIC全集成自動(dòng)化系統(tǒng)的重要組成部分，WinCC與STEP7軟件的緊密結(jié)合縮短了項(xiàng)目開(kāi)發(fā)周期。此外，WinCC還有對(duì)SIMATIC PLC進(jìn)行系統(tǒng)診斷的選項(xiàng)，給硬件維護(hù)提供了方便。本工程的開(kāi)發(fā)就是結(jié)合STEP7和WinCC軟件而做成的。 PLC通信為了將PLC設(shè)備和上位機(jī)進(jìn)行通信連接（在軟件方面就是STEP7和WinCC通信連接），需要建立一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)。這里我使用的是多點(diǎn)接口MPI（Multi Point Interface）協(xié)議的數(shù)據(jù)通信，它是一種適用于小范圍、少數(shù)站點(diǎn)間通信的網(wǎng)絡(luò)。MPI網(wǎng)絡(luò)能同時(shí)連接運(yùn)行STEP7的編程器、計(jì)算機(jī)、人機(jī)界面（HMI）和其他SIMATIC S7，M7和C7，并且可以全局通信的方式實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上CPU之間的少量數(shù)據(jù)交換。要將STEP7和WinCC連接，就要使二者的站地址和插槽號(hào)一樣。首先，在STEP7軟件平臺(tái)下，打開(kāi)模擬器，在模擬器窗口中調(diào)出MPI地址（PLC→MPI Address），記下這兩個(gè)數(shù)據(jù)，以備與WinCC連接之用。 MPI地址打開(kāi)WinCC，新建一個(gè)項(xiàng)目，取名為099084170。 新建一個(gè)WinCC項(xiàng)目 新建WinCC項(xiàng)目界面在“變量管理”選項(xiàng)中，添加一個(gè)新的驅(qū)動(dòng)程序，選擇為“SIMATIC S7 Protocol ”，在下一級(jí)選項(xiàng)菜單中選擇“MPI”，點(diǎn)擊右鍵選擇系統(tǒng)參數(shù)，給邏輯設(shè)備取名：PC Internal [Local]，并建立新驅(qū)動(dòng)程序連接，名稱(chēng)改為WINLC，點(diǎn)擊屬性，設(shè)置S7網(wǎng)絡(luò)地址中插槽號(hào)為2，將站地址與插槽號(hào)設(shè)置和STEP7中一樣。 WinCC與Step7300通訊本節(jié)通過(guò)一個(gè)實(shí)際例子講述WinCC與S7300 PLC之間通過(guò)Ethernet的通訊方法。下面列舉了一些在通訊中常用的術(shù)語(yǔ)。1)．通訊術(shù)語(yǔ)（1）通訊通訊用于描述兩個(gè)通訊伙伴之間的數(shù)據(jù)交換。（2）通訊伙伴通訊伙伴是指可以相互進(jìn)行通訊的模塊，也可是說(shuō)它們互相交換數(shù)據(jù)。它們可以是PLC中的中央處理器板和通訊處理器，也可以是PC中的通訊處理器。（3）通訊驅(qū)動(dòng)程序在WinCC中通訊驅(qū)動(dòng)程序也指通道。它是一個(gè)軟件組織，可在自動(dòng)化系統(tǒng)和WinCC中的變量管理器之間設(shè)置連接，以便能向WinCC變量提供過(guò)程值。在WinCC中有很多通訊驅(qū)動(dòng)程序，可通過(guò)不同的總線系統(tǒng)連接不同的自動(dòng)化系統(tǒng)。（4）通道單元通道單元指的是一種網(wǎng)絡(luò)或連接類(lèi)型。每個(gè)使用的通道單元必須分配給相關(guān)的通訊處理器。一些通道單元需要附加系統(tǒng)的組態(tài)。（5）連接連接是兩個(gè)通訊伙伴組態(tài)的邏輯分配，用于執(zhí)行已定意的通訊服務(wù)。每個(gè)連接有兩個(gè)端點(diǎn)，它們包含對(duì)通訊伙伴進(jìn)行尋址所必需的信息，以及用于建立連接的附件屬性。一旦WinCC與自動(dòng)化建立正確的物理連接，就需要WinCC的通訊驅(qū)動(dòng)程序和相關(guān)的通道單元來(lái)建立或組態(tài)與自動(dòng)化系統(tǒng)間的邏輯連接。每個(gè)通道單元下可有多個(gè)連接。2)建立WinCC與PLC間通訊的步驟創(chuàng)建WinCC站與自動(dòng)化系統(tǒng)之間的物理連接。在WinCC項(xiàng)目中添加適當(dāng)?shù)耐ǖ莉?qū)動(dòng)程序。在通道驅(qū)動(dòng)程序適當(dāng)?shù)耐ǖ绬卧陆⑴c制訂通訊伙伴的連接。在連接下建立變量。WinCC變量管理器管理運(yùn)行時(shí)的WinCC變量。它的任務(wù)是從過(guò)程中取出請(qǐng)求的變量值。3)創(chuàng)建一個(gè)S7300 PLC的項(xiàng)目要實(shí)現(xiàn)WinCC與PLC間的通訊，首先要在PLC創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目。打開(kāi)SIMATIC Manager，在File菜單下單擊“New Project Wizard”，創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目名為zx的SIMATIC 300 Station，如圖61所示。圖61 創(chuàng)建S7300 PLC的項(xiàng)目單擊SIMATIC ManagerOperationSet PG/PC Interface，打開(kāi)“Set PG/PC Interface”對(duì)話框，選擇“TCP/IP”模式。如圖62所示。圖62 設(shè)置通訊方式雙擊“Hardware”進(jìn)入硬件組態(tài)框。在硬件組態(tài)框中組態(tài)S7300 PLC，如圖63所示。圖63 組態(tài)S7300 PLC雙擊“PNIO”，打開(kāi)“PropertiesPNIO”對(duì)話框，單擊塊捷鍵“Properties”打開(kāi)“PropertiesEthernet interface PNIO”對(duì)話框。選擇“Parameters”可設(shè)置IP address和Subnet mask。如圖64所示。圖64 設(shè)置通訊地址單擊“Block”“OB1”進(jìn)入編成界面，編一個(gè)起保停程序。如圖666所示。圖65 項(xiàng)目結(jié)構(gòu)圖66 編程界面程序調(diào)試后點(diǎn)擊工具欄上的圖表，將程序下載到CPU3152PN/DP。4)WinCC與S7300 PLC的通訊（1）添加驅(qū)動(dòng)程序WinCC提供了一個(gè)稱(chēng)為SIMATIC S7 Protocol Suite的通訊驅(qū)動(dòng)程序。此通訊驅(qū)動(dòng)程序支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和類(lèi)型，通過(guò)它通道單元與各種SIMATIC S7300和S7400 PLC進(jìn)行通訊。在WinCC項(xiàng)目管理器的瀏覽窗口中，右擊“變量管理”。從快捷菜單中選擇“添加新的驅(qū)動(dòng)程序”菜單項(xiàng)，打開(kāi)“添加新的驅(qū)動(dòng)程序”對(duì)話框，選擇SIMATIC S7 Protocol 。如圖67。單擊“打開(kāi)”按鈕，將添加此驅(qū)動(dòng)程序到所組態(tài)的WinCC項(xiàng)目中。圖67 選擇通訊協(xié)議5)工業(yè)以太通道單元通道單元“TCP/IP”用于通過(guò)以太網(wǎng)將WinCC連接到S7自動(dòng)化系統(tǒng)。組態(tài)步驟如下：在通道單元TCP/IP（以太網(wǎng)）的快捷菜單中選擇“添加新的驅(qū)動(dòng)程序”菜單項(xiàng)，打開(kāi)“連接屬性”對(duì)話框，輸入連接的名稱(chēng)PLC1。如圖669所示。圖68 建立一個(gè)連接圖69 連接參數(shù)單擊“屬性”按鈕，打開(kāi)“連接參數(shù)—TCP/IP”對(duì)話框。在“IP地址”文本框中按格式輸入所要連接的PLC上的通訊處理器地址應(yīng)與PLC中的IP地址對(duì)應(yīng)（圖64）。如圖610圖610連接參數(shù)—TCP/IP6)建立過(guò)程變量打開(kāi)SIMATIC S7 Protocol TCP/IPPLC1，右擊PLC1，選擇“新建變量”，單擊打開(kāi)“變量屬性”對(duì)話框，輸入變量名，選定數(shù)據(jù)類(lèi)型，然后單擊“選擇”，打開(kāi)“地址屬性”對(duì)話框。選定地址和數(shù)據(jù)。如圖61612和613所示。圖611 變量屬性圖612 設(shè)置變量屬性圖613 地址屬性建好變量自動(dòng)添加到資源管理器右邊的窗口中。如圖614所示。圖614 資源管理器7)編輯控制按鈕畫(huà)面組態(tài)兩個(gè)按鈕對(duì)象，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)按下一個(gè)按鈕時(shí)啟動(dòng)；按下另一個(gè)按鈕時(shí)停止。右擊WinCC資源管理器的圖形編輯器，從快捷菜單中選擇“新建畫(huà)面”菜單項(xiàng)，并顯示在WinCC資源管理器的右邊窗口中。雙擊此文件，打開(kāi)圖形編輯器編輯畫(huà)面。第一步：組態(tài)啟動(dòng)按鈕。首先在圖形編輯器中創(chuàng)建一個(gè)停止按鈕，起名為“qidong”。在圖形編輯器中選擇對(duì)象選項(xiàng)板上的“窗口對(duì)象”，單擊窗口對(duì)象前面的“+”，選擇“按鈕”，將鼠標(biāo)指向畫(huà)面區(qū)中放置按鈕的位置，雙擊后添加“文本”按鈕，并出現(xiàn)“按鈕組態(tài)”對(duì)話框。在“文本”的文本框中輸入qidong。如圖415所示。圖415 創(chuàng)建按鈕選擇字體大小為18，調(diào)整對(duì)象大小。單擊“確定”，按鈕被添加在畫(huà)面上。右擊“qidong”選擇“屬性”，打開(kāi)“對(duì)象屬性”對(duì)話框，選擇“事件”，“按左鍵”設(shè)置按鍵性質(zhì)。圖416所示。圖416 創(chuàng)建按鍵屬性雙擊“按左鍵”，打開(kāi)“直接事件”對(duì)話框，按照?qǐng)D418中所示設(shè)置參數(shù)。雙擊“釋放左鍵”，用相同的設(shè)置方法，其中“常數(shù)”設(shè)置為0。 圖417 創(chuàng)建按鈕連接第二步：組態(tài)停止按鈕。首先在圖形編輯器中創(chuàng)建一個(gè)停止按鈕，起名為“tingzhi”。與組態(tài)啟動(dòng)按鈕方法完