Intouch與PLC的通信在煤礦井下水泵監(jiān)控系統(tǒng)中的實現(xiàn)

摘 要：煤礦井下排水泵是保證煤礦井下安全生產(chǎn)的重要設備。在煤礦井下水泵監(jiān)控系統(tǒng)中，為了保證煤礦水泵自動控制系統(tǒng)中的通信可靠、準確。根據(jù)現(xiàn)場情況，將S7-300PLC與Intouch之間通過OPC技術(shù)實現(xiàn)通訊，介紹了兩者之間如何進行通信，最后給出了配置OPC服務器與S7-300通訊組態(tài)的步驟。根據(jù)現(xiàn)場運行結(jié)果表明，采用這種通信方式操作簡單、可靠高等優(yōu)點。

關(guān)鍵詞：煤礦水泵；Intouch；S7-300PLC

中圖分類號：TD76 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 12-0000-01

在井下煤礦開采過程中，由于各種自然和生產(chǎn)原因，會有大量的水進入煤礦井巷，形成礦井涌水。井下排水泵的主要作用就是及時對井下涌水進行排放到其他區(qū)域，從而保障煤礦井下井巷的開采安全和煤礦井下工人的安全，保證生產(chǎn)的正常進行。在水泵監(jiān)控系統(tǒng)中，需要通過上位機組態(tài)軟件Intouch與PLC之間進行通信，OPC定義了一個開放的接口，在這個接口上，基于PC的軟件組件可以交換數(shù)據(jù)，并且OPC現(xiàn)以逐漸形成了規(guī)范，在自動化領(lǐng)域中成為了硬件和軟件之間的接口標準。在煤礦井下水泵監(jiān)控系統(tǒng)中，Intouch與PLC之間通過采用OPC通訊技術(shù)實現(xiàn)兩者之間的通信[1]。

一、OPC技術(shù)概述

OPC技術(shù)是OPC基金會制定的用來統(tǒng)一工業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡數(shù)據(jù)存取標準的一系列規(guī)范的統(tǒng)稱[2]。其作用是為基于Windows系統(tǒng)的應用程序和工業(yè)控制設備之間建立一個友好橋梁。早先的控制系統(tǒng)中，由于設備的不同使得讀取和存儲設備的數(shù)據(jù)變得異常繁瑣，每一類設備都有其各自的接口函數(shù)，隨著設備種類的增多以及接口函數(shù)功能的增強，也增加了軟件開發(fā)者和使用者的工作負擔。

數(shù)據(jù)存取與設備兼容性差降低了工作的效率，設備制造者和軟件開發(fā)商希望開發(fā)一種高效開放、可靠便捷、交互性和兼容性強的即插即用型程序，在這種背景下，OPC標準隨之被提出并得以推廣。它依據(jù)Microsoft公司的OLE（對象連接及內(nèi)嵌）技術(shù)，通過規(guī)范對象連接與嵌入端口的標準來實現(xiàn)功能。主要有三部分組成，分別為OPC通訊模塊、翻譯映射模塊和本地通訊模塊[3]。其中OPC通訊模塊的作用是與客戶端進行通訊；翻譯映射模塊是接受OPC客戶端的請求進行翻譯，實現(xiàn)信息轉(zhuǎn)換和溝通；本地通訊模塊的作用是使OPC服務器用最優(yōu)的方法與數(shù)據(jù)發(fā)送設備通訊，使通訊質(zhì)量提高。

二、PLC與Intouch的通信實現(xiàn)

上位機應用程序Intouch與現(xiàn)場控制器（S7-300PLC）的數(shù)據(jù)訪問關(guān)系如下圖1所示。Intouch與OPC通信通過協(xié)議轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)OPC服務器和Intouch之間的數(shù)據(jù)傳輸。OPC服務對象包含于OPC服務器，Intouch應用程序要實現(xiàn)與PLC的數(shù)據(jù)交換，必須先通過OPC Link 接口訪問OPC服務對象，因為OPC服務對象與連接PLC的I/O DLL直接相連。作為OPC服務器的一部分，OPC服務對象基本包括了OPC服務器的所有信息，Intouch程序需要讀取的監(jiān)控系統(tǒng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)都在OPC數(shù)據(jù)項里，而OPC數(shù)據(jù)項也包含在OPC服務對象里。

OPC服務器端定義的OPC數(shù)據(jù)項，一般映射至現(xiàn)場設備（S7-300PLC）的一個寄存器單元，OPC數(shù)據(jù)項沒有對外接口，要實現(xiàn)Intouch對PLC寄存器的操作，必須通過OPC組對象來完成，所以只能通過組對象來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的間接操作，實現(xiàn)與外部數(shù)據(jù)通訊。

設備寄存器的數(shù)據(jù)單元的訪問實現(xiàn)相關(guān)操作，但是數(shù)據(jù)單元并不提供外界端口，所以Intouch軟件無法直接對其訪問，全部的操作以組對象的形式來完成。

圖1 Intouch與S7-300PLC的數(shù)據(jù)訪問

下位機（S7-300PLC）的實時數(shù)據(jù)傳遞至OPC服務器的高速緩沖存儲器，由OPC服務器進行預處理后，送入實時數(shù)據(jù)服務器；對于上位機下達的命令，先送入實時數(shù)據(jù)庫，由OPC服務器進行判斷后作相應的預處理，送入OPC服務存儲器，然后發(fā)送到現(xiàn)場控制設備。

三、配置OPC服務器

OPC服務器與PLC S7-300連接通訊的組態(tài)步驟主要有：（1）利用SIMATIC NET軟件配置PC站的硬件機架；（2）配置控制臺（Configuration Console）的使用與設置；（3）在STEP 7中組態(tài)PC Station；（4）完成PC站組態(tài)后，將組態(tài)下載到PC站中；（5）可以測試OPC服務器 和PLC之間通訊是否正常。通過以上五步配置結(jié)束無誤后，即可實現(xiàn)井下PLC與地面工業(yè)控制計算機的實時通訊。

參考文獻：

[1]王建勛，沈勝利.基于OPC技術(shù)的FX2NPLC和PC數(shù)據(jù)通信實現(xiàn)[J].實驗室研究與探索，2014（01）：119-122.

[2]鄒云濤，吳尊光.OPC技術(shù)初探及國內(nèi)應用現(xiàn)狀[J].石油化工自動化，2013（06）：1-5.

[3]蘇和.基于OPC的Intouch與AB-PLC的通信[J].華章，2011（11）：359.

[作者簡介]秦祥棟（1987-），男，通訊作者，助理工程師，從事于煤礦自動化方面工作；安長城（1986-），男，助理工程師，從事于礦井監(jiān)控方面工作；李龍偉（1989-），男，助理工程師，從事于礦井監(jiān)控方面工作。