【正文】 S7200PLC的通信 PLC與伺服系統(tǒng)的通信控制西門子CPU支持無協(xié)議通信，即用戶僅需要對數(shù)據(jù)格式、傳輸速率、起始/停止碼等進行簡單設定，PLC與外部設備間就可進行直接數(shù)據(jù)發(fā)送與接收的一種通信方式。PLC控制器通過該通信功能可實現(xiàn)對伺服驅(qū)動器進行運行控制、參數(shù)讀取、伺服驅(qū)動器當前運動狀態(tài)的讀取等操作。一般由旋轉(zhuǎn)的凸輪和光電開關組成。然后根據(jù)齒數(shù)，每轉(zhuǎn)一圈行進的距離，將此數(shù)據(jù)和計數(shù)器數(shù)值進行計算，得出總行進距離，達到精確定位的目的。具體編程時，PLC將脈沖指令發(fā)送給伺服控制器，讓電機旋轉(zhuǎn)，接著編碼器開始旋轉(zhuǎn)，發(fā)出脈沖信號，此信號反饋給PLC，PLC根據(jù)脈沖計數(shù)，得到當前實際行進的距離，達到設定距離后，切斷控制器信號，電機停止。伺服電機、伺服驅(qū)動器和S7200PLC之間采用屏蔽電纜連接。我國以組態(tài)王、力控為代表的監(jiān)控組態(tài)軟件已取得了優(yōu)良的業(yè)績，國內(nèi)組態(tài)軟件是在借鑒國際同類產(chǎn)品的基礎上發(fā)展起來的，起點明顯比國外高，發(fā)展速度也快，在可靠性和穩(wěn)定性方面，國內(nèi)外產(chǎn)品的水平不相上下。而且它能充分利用Windows的圖形編輯功能，方便地構(gòu)成監(jiān)控畫面，并以動畫方式顯示控制設備的狀態(tài)，具有報警窗口、實時趨勢曲線等，可便利的生成各種報表。用戶在使用過程中通過比較得出結(jié)論：國外的組態(tài)軟件IFIX仍然是工業(yè)控制領域的功能最強大、影響最大和適用范圍最廣的[9]。為操作人員和應用程序提供實時數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)管理：處理、使用所取數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)管理包括過程監(jiān)視（圖形顯示），監(jiān)視控制，報警，報表，數(shù)據(jù)存檔。IFIX用于連接工廠中的過程硬件（一般包括PLC、DCS、I/O設備），并從過程硬件中獲取數(shù)據(jù)網(wǎng)絡節(jié)點，如圖16所示。IFIX監(jiān)控開發(fā)軟件，是新型的工業(yè)自動控制系統(tǒng)，它以標準的工業(yè)計算機軟、硬件平臺構(gòu)成的集成系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng)。它不但實現(xiàn)對現(xiàn)場的實時監(jiān)測與控制，且在自動控制系統(tǒng)中完成上傳下達、組態(tài)開發(fā)的重要作用。通過對監(jiān)控系統(tǒng)要求及實現(xiàn)功能的分析，采用IFIX對監(jiān)控系統(tǒng)進行設計。OPC（OLE for process Control）是一種嵌入式過程控制標準，是使用于服務器/客戶端連接的統(tǒng)一而開放的接口標準和技術規(guī)范。不同的供應商的硬件在不同的標準和協(xié)議，OPC作為一種工業(yè)標準，提供了工業(yè)環(huán)境中信息交換的統(tǒng)一標準，數(shù)據(jù)用戶不用再為不同的廠商的數(shù)據(jù)源開發(fā)驅(qū)動和服務程序。（1）PC Access 軟件概貌 S7200PLC PC Access 的項目與 Windows Explorer 相似，以樹形結(jié)構(gòu)排列，因此用戶使用起來非常簡單便捷。概貌如圖17所示。PC Access 可與 Micro/WIN 共享通訊路徑，共享通訊路徑需要 STEP 7 /Micro/WIN 以上版本。最多可添加8個S7200PLC。④添加Item（條目）：鼠標右鍵點擊文件夾，進入 New Item 添加 PLC 內(nèi)存數(shù)據(jù)的條目并定義內(nèi)存數(shù)據(jù)。將測試的條目拖拽到測試客戶端，然后點擊在線按鈕使之在線，如果配置及通訊正確，會顯示數(shù)據(jù)值，并在 Quality 一欄中顯示“good”，否則這一欄會顯示“bad”[10] 。（1）啟動“IFIX”項目管理器，選擇菜單“文件/新建項目”或單擊“新建”按鈕，彈出3種選項：單用戶項目、多用戶項目、客戶及項目。（3）單擊“下一步”繼續(xù)，彈出“新建項目向?qū)е睂υ捒?，在項目名稱文本框中輸入項目的名稱，該項目名稱同時將被作為當前工項目的路徑名稱。工程名稱長度應小于32個字節(jié)，項目描述長度應小于40個字節(jié)。（4）將該項目設為新建工程，執(zhí)行“文件\設為當前項目”命令；單擊“是”按鈕。右擊瀏覽窗口中的“變量管理”在快捷菜單中選擇“添加新的驅(qū)動程序”選擇OPC,并單擊打開按鈕，所選擇的驅(qū)動程序?qū)@示在變量管理的子目錄下。（3）添加IFIX的OPC驅(qū)動：在OPC GROUPS點擊“新的程序連接”，將打開的OPC條目管理器。（4）建立IFIX OPC ，選擇已建的ITEMS，并“添出現(xiàn)加條目”，完成后。創(chuàng)建組態(tài)畫面：打開圖形編輯器，并新建一個畫面。圖18 設置獨享屬性在“目標”框中選擇單選項“變量”，單擊旁邊的按鈕，打開“變量選擇”對話框，選擇變量，如圖19所示?？梢杂脠D庫插入需要的伺服電機、通訊電纜，繪制完成的畫面如圖20所示。目的是當在對話框中輸人數(shù)值后，電機就能達到該數(shù)值相應速度 PLC輸出的模擬量是0～10V，對應的整形數(shù)據(jù)是0～32000；而伺服電機的輸入模擬量是0～l0V。由于這些數(shù)值都是理論上的，并且最終希望得到的還是輸入值對應上轉(zhuǎn)速即可。需要重點考慮的還是輸入值、整形數(shù)據(jù)和實際轉(zhuǎn)速。表2 直接實測數(shù)值表輸入值整形數(shù)值實際轉(zhuǎn)速500500702000200036040004000750600060001145由表2可看出，輸入值和實際轉(zhuǎn)速相差甚遠，而唯一的辦法是通過運算將輸入值轉(zhuǎn)換成能對應上實際轉(zhuǎn)速的整形數(shù)值。通過實驗發(fā)現(xiàn)，對應關系如表3所示。2711＝500a+b30854＝600a+b解得：a=5117；b=152設實際轉(zhuǎn)速為x，整形數(shù)值為y；那么關系方程為：y=5117x+152通過PLC實現(xiàn)則需要用到數(shù)字運算指令，具體如圖21所示。如圖22所示。伺服控制器接收到模擬量驅(qū)動伺服電機，伺服電機的轉(zhuǎn)速等于輸入速度值的過程。表4 運算后的實測數(shù)值表輸入值運算后數(shù)值實際轉(zhuǎn)速50027115001000526999920001038619983000155033000400020620400250002573750016000308546000 系統(tǒng)結(jié)果分析西門子CPU具有功能齊全、模塊化編程、簡單可靠等優(yōu)點，而且其組態(tài)畫面調(diào)試方便，利于現(xiàn)場操作人員調(diào)試。本文中的基于組態(tài)軟件的伺服電機監(jiān)控系統(tǒng)正好充分利用了西門子PLC的這些特點能很好的實現(xiàn)論文要求的功能。但要注意伺服控制器和電機的散熱和電磁干擾問題。此次是速度的PID控制，速度具有比較嚴重的滯后性，所以一般為了增強系統(tǒng)動態(tài)響應，比例、積分、微分全投入使用，經(jīng)過多次參數(shù)設定比較后，當設定比例系數(shù)P為10，系統(tǒng)能得到比較滿意的控制效果，最大超調(diào)只有兩度多，穩(wěn)定后能保持在1r/，位置控制精度由旋轉(zhuǎn)編碼器每轉(zhuǎn)產(chǎn)生的脈沖數(shù)控制，系統(tǒng)一般采用的是增量式光電編碼器。結(jié)束語隨著各種工程技術的不斷發(fā)展，本文基于組態(tài)軟件的伺服電機監(jiān)控系統(tǒng)的設計會被越來越多的引用在實際系統(tǒng)中，其性能要求也越來越高。本文通過對交流伺服電機的調(diào)速系統(tǒng)以及組態(tài)軟件和PLC編程軟件之間的通信的原理理解，基本實現(xiàn)了系統(tǒng)設計要求，在論文完成的過程中得出如下結(jié)論:（1）在進行組態(tài)軟件選擇時，通過對各種組態(tài)軟件的分析和了解選擇了IFIX組態(tài)作為上位機進行人機交互界面的監(jiān)控系統(tǒng)。（2）伺服電機系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)至關重要的一環(huán)就是對伺服驅(qū)動器的設計，選擇閉環(huán)控制，伺服驅(qū)動器通過自帶的通信模塊可以很方便地連接到PLC控制網(wǎng)絡上；使用S7200PLC的編程軟件step7設計梯形圖程序，并下載到PLC控制器中，實現(xiàn)遠程基于S7200PLC對伺服驅(qū)動器控制，進而實現(xiàn)對電機的調(diào)速。（4）S7200PLC通過OPC與IFIX通信，IFIX沒有PPI驅(qū)動，不能直接與S7200PLC的串口通訊，然而IFIX帶有OPC服務器或客戶端的驅(qū)動指揮著軟件，通過OPC可以實現(xiàn)其之間的數(shù)據(jù)交換。由于時間和水平的限制，系統(tǒng)裝置還存在不足的地方，需要進一步完善，另外還有許多工作沒有完成，比如：（1） 對系統(tǒng)的調(diào)速范圍不寬、運行軌跡顯示不準確。參考文獻[1] [M].北京:機械工業(yè)出版社,2008,25[2] [J].北京:北航空出版社,2004,78~90[3] [M].北京:北航出版社,2010,35~101[4] [D]. 北京:北京郵電大學,2009，55~70[5] [M].西安:西安電子科技大學出版社,2007[6] [M].上海:上海交大出版社,1998[7] 張文明,劉志軍,曹麗霞等. 組態(tài)軟件控制技術[J].北京:清華大學出版社,2006[8] [M]. 北京:機械工業(yè)出版社,2005[9] [M].北京:化學工業(yè)出版社,2010[10] 龍偉,聶官鴻．S7200PLC系列PLC和PC機實時通信的實現(xiàn)方法[J].南昌大學學報:工科版 [11] 徐進學，胡紅武，[J]. 沈陽工業(yè)大學學報，2007，29（5）：574~577[12]王孝紅，韓丹，[J]. 信息技術與信息化,2005，（6）：78~80[13] [J],北京:機械工業(yè)出版社,2009 [14] TangK Z．Huang S N. 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