基于組態技術的PLC系統開發

成新利　王玉霞

摘 要 本文介紹了利用組態技術連接西門子PLC系統平臺，提出使用組態王軟件控制光伏配料系統，通過運行檢驗，可以滿足實際的需要。

【關鍵詞】組態王 西門子PLC系統 光伏配料控制

1 概述

目前，西門子PLC控制系統中，組態軟件基本都是用wincc或者使用Flexible wincc，很少使用其他的組態軟件作為控制平臺。在光伏配料控制系統中，配料系統除了要求配方管理、報表功能、動畫演示、報警等功能外，還要求配方實現逐行實時打印。由于西門子組態軟件且不支持逐行打印功能。亞控公司推出的“組態王”軟件用來監控西門子PLC系統對象，除了滿足以上全部功能外，它還具有成本低、免維護、靈活多樣、形象直觀等優點。

2 系統構成

利用“組態王”軟件控制西門子PLC系統，是指在計算機上運行事先編寫好的“組態王”應用程序，通過組態王內置接口直接連接到西門子的PLC系統中，借助計算機屏幕觀察控制過程與結果。

上位機配有“組態王6.5”軟件和西門子編程軟件STEP7，“組態王”軟件通過Profibus-DP接口與西門子PLC之間進行通信，并監控PLC所有存儲器、控制器及I/O接口的狀態，以變量值的形式傳輸到計算機上，供上位機使用、處理。

3 系統的實現

利用“組態王”軟件設計應用程序，被組態對象不僅可以接受由PLC發出的控制信號，如邏輯開關信號、繼電器控制信號、脈沖信號和各種數值信號等，還能按照程序的算法以動畫、數值、文字、標尺等形式在計算機屏幕上反映出PLC的控制過程與結果，可以直接從屏幕上觀察PLC的控制結果正確與否；“組態王”亦可向PLC發出各種命令信號，如邏輯開關控制信號、繼電器開關信號、中斷信號及位置信號等。“組態王”還能以按鈕、滑動標尺、數值輸入及單選框、復選框等形式向PLC發出各種命令和輸出各種參數，以配合PLC的控制，反映PLC與被控對象及控制結果之間的關系。

要使畫面中各圖素能夠生動、逼真的運動或顯示，在“組態王”中需定義一些內存變量與外部I/O變量進行配合，并通過在其應用程序命令語言中書寫程序控制自己的應用程序，驅動畫面。

4 開發要求

利用組態王軟件控制西門子PLC系統，組態軟件開發要求實現以下功能：

（1）組態畫面編輯要求：配料現場有7臺配料自動電子稱，14個自動加料料倉，2臺混合攪拌機，多個斗提機，一臺布料小車，8臺爐前自動加料機。自動電子稱上顯示測量值。加料時動畫顯示加料機，動畫顯示斗提機、布料小車、傳輸皮帶及混合攪拌機，設備啟動時動態顯示運行的設備。

（2）獲得授權后的用戶可以用鼠標點擊屏幕上的“開始配料”按鈕，給西門子發出啟動配料的輸入信號。PLC接到信號后，經過邏輯控制運算，按照設定的配方計量及配料的次數啟動設備，進行配料生產。完成設定配料次數后，配料生產線自動停止，等待下一個新的啟動命令。

（3）配方要求。配方有硅砂、白云石、純堿、石灰石、長石、芒硝、碎玻璃等項目，配方要具有存儲配方功能，調取配方功能，修改配方功能等。配方修改或設定時須有有兩個管理員的同時授權才能設定配方和修改配方。

（4）報表要求。系統啟動后，記錄當前時間、采用配方的數據，實際已經配好料的次數，并自動生成可查詢的報表，通過查詢功能調取當天或以前系統運行時配料的數據。按照早班、中班、夜班的格式記錄當班的產量，將數據應該保存到指定位置，記錄數據隨意禁止修改。

（5）要求每次配料前，打印機逐行打印當前配方數據。為保證數據準確性與完整性，要求在每次自動配料前，將粉料配方打印出來，這種設計增加數據的可追述性，打印時需要顯示開始配料的時間，每個料方的具體數量。

（6）警報要求。有兩種報警信息，一種是即時顯示故障信息，故障消除后報警信息自動消除。另一種歷史報警信息，記錄所有的報警信息。設備故障后，組態軟件上顯示故障位置（顯示紅色報警、閃爍），將報警信息記錄到報警信息表中，通過按鍵能夠在報警信息表中查詢報警發生時的詳細信息。

5 開發過程

組態王畫面上的對象圖素建立了動畫連接。組態畫面顯示料倉、電子稱、傳送皮帶、混合攪拌機、斗提機、加料機、布料小車等。“組態王”與西門子PLC能進行通信設置，保證通訊達到最優化效果。具體實驗步驟如下：

（1）計算機上安裝西門子通訊卡CP5611和組態王軟件，硬件連接時選用西門子提供的標準轉換接頭和通訊電纜進行硬件連接。按照配料系統給出的控制要求，在組態王中定義與西門子PLC通訊變量，依次在變量表中建立。建立的變量數據類型要和PLC中輸入輸出的變量類型匹配。

（2）在組態畫面上組態倉、電子稱、傳送皮帶、混合攪拌機、斗提機、加料機、布料小車等要素，組態畫面盡可能形象，重要設備要醒目。

（3）使用西門子編程軟件STEP7編寫自控程序，編寫程序時首先選用梯形圖，除非必須情況下選用語言表編寫。編寫程序是要注意配料系統啟動和停止的順序，配料系統正常啟動時，要先啟動后面的設備如一次啟動加料機、斗提機、傳輸皮帶、混料機、配料電子稱等，停止時先停前面的設備，然后逐次依序停止設備。

（4）PLC程序編制完成后，要進行調試修改。首先，利用PLC編程軟件中的“編譯”命令，檢查PLC程序是否有語法錯誤，如果沒有再將程序下載到PLC中；其次，利用PLC編程軟件中的“監控”和“強制”命令，調試PLC程序，結合組態畫面驗證PLC程序正確與否。

6 結論

使用組態王代替西門子的組態軟件，能夠滿足配料系統要求。此外，組態王內置的逐行打印功能，使用非常方便，可省去為實現逐行打印功能，采取二次開發的費用。

作者簡介

成新利（1974-），男。大學本科學歷。現為河南安彩高科有限公司電氣工程師。

作者單位

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