組態(tài)軟件Kingview與西門子S7—200 PLC通信連接方式研究

唐明濤+杜玲云

組態(tài)軟件具有良好的人機(jī)交互界面和控制決策能力，在工控應(yīng)用中得到大力推廣。Kingview軟件是國(guó)內(nèi)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，市場(chǎng)占有率較高的組態(tài)軟件。西門子PLC在集散控制系統(tǒng)中發(fā)揮著強(qiáng)大功能，將兩者結(jié)合可以控制所有生產(chǎn)過(guò)程，而組態(tài)監(jiān)控界面在生成時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和計(jì)算機(jī)通信是關(guān)鍵技術(shù)。因此，研究kingview軟件和PLC的通信是非常必要的。

【關(guān)鍵詞】Kingview PLC通信 驅(qū)動(dòng)程序

1 通信概況

通信是指數(shù)據(jù)在不同的操作對(duì)象之間有效傳輸?shù)倪^(guò)程，此過(guò)程由信息傳輸協(xié)議來(lái)規(guī)約，主要包含：信息同步模式、數(shù)據(jù)格式、信息傳輸速度、校驗(yàn)奇偶位、實(shí)施順序等方面。Kingview軟件具有適應(yīng)能力強(qiáng)、開放性好、方便擴(kuò)展、使用經(jīng)濟(jì)、開發(fā)周期短、畫面可監(jiān)控等優(yōu)點(diǎn)。以下就對(duì)Kingview和S7-200系列PLC之間的信息通信方式進(jìn)行探討研究。

2 S7-200系列PLC

S7-200 PLC是一種小型PLC，其功能全面，結(jié)構(gòu)緊湊，適用于各種場(chǎng)合的檢測(cè)及自動(dòng)控制。S7-200 PLC總共有5類型號(hào)的中央處理器模塊，其型號(hào)下的中央處理器在內(nèi)部都集成了一顆型號(hào)為：221、222、224的通信模塊，或者集成兩顆型號(hào)為：226、226XM的通信模塊，此通信模塊是標(biāo)準(zhǔn)的RS-485串口，其工作方式為：串口通信方式、MPI通信卡方式、以太網(wǎng)通信方式、Profibus-DP通信方式和自由通信口方式。

3 Kingview與S7-200 PLC硬件的連接

3.1 Kingview的通信模式

Kingview內(nèi)置眾多其他工控設(shè)備驅(qū)動(dòng)，在設(shè)備連接過(guò)程中，只需要跟隨設(shè)置模式一步步運(yùn)行即可完成。軟件工作過(guò)程中，Kingview通過(guò)內(nèi)部數(shù)據(jù)接口和外部連接設(shè)備進(jìn)行信息交換。Kingview還能與常用的I/O接口直接進(jìn)行信息交換，因其內(nèi)部嵌入了諸如可編程控制器、智能儀表、數(shù)據(jù)采集板卡、DCS等設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序。Kingview與I/O模塊間信息交換常用的通信方式有：串口通信、數(shù)據(jù)采集板卡通信、工業(yè)以太網(wǎng)通信、智能模塊通信方式等。

3.2 Kingview與S7-200的串口連接方式

串口通信方式是指使用S7-200系列PLC上的PPI編程口，使用西門子標(biāo)準(zhǔn)編程電纜或者使用標(biāo)準(zhǔn)RS-485電纜連接到計(jì)算機(jī)串口上。PPI是西門子S7-200系列點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信協(xié)議，使用西門子標(biāo)準(zhǔn)PC/PPI電纜將計(jì)算機(jī)串口和S7-200 PLC的通信端口連接起來(lái)，其使用的是串行通信傳送。使用STEP 7-Micro/WIN32PLC編程軟件安裝通信接口的硬件，之后設(shè)置參數(shù)。

在Kingview的“數(shù)據(jù)詞典”中定義數(shù)據(jù)變量，設(shè)置連接設(shè)備，設(shè)定寄存器名、數(shù)據(jù)類型及讀寫屬性。Kingview只支持虛擬寄存器V中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，在PLC程序中將輸出Q、輸入I、M寄存器定義到虛擬寄存器V中，Kingview通過(guò)對(duì)虛擬V寄存器的訪問(wèn)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出Q、輸入I、M寄存器的操作。

3.3 Kingview與S7-200的MPI連接方式

MPI是多點(diǎn)接口的簡(jiǎn)稱，通過(guò)MPI可以組成小型化的PLC通信網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)微小量級(jí)的數(shù)據(jù)交換傳輸，不需額外的硬件與軟件就可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化鏈接。MPI網(wǎng)絡(luò)組件需要遵從：可連接的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)處接終端電阻、每個(gè)段最多可有32節(jié)點(diǎn)、距離大需要RS485中繼器、新節(jié)點(diǎn)接入前必須先斷電源等規(guī)則。此種方式需要使用S7-200 PLC上的編程口，計(jì)算機(jī)上需要插接CP5611板卡，這種通信鏈路方式常規(guī)使用距離50米，超過(guò)此距離需要加裝通信鏈路中繼放大器。

3.4 Kingview與S7-200的自由口連接方式

自由口通信方式是通信協(xié)議的工作方式完全開放，不受通信協(xié)議的限制，成為串口通信方式的補(bǔ)充協(xié)議。自由口通信方式的通信協(xié)議由外接設(shè)備決定，PLC通過(guò)設(shè)置程序?qū)油獠吭O(shè)備。S7-200 PLC能與有通信功能且公開協(xié)議的設(shè)備通信。當(dāng)Kingview應(yīng)用自由口通信方式通信時(shí)，為主從呼叫應(yīng)答模式，安裝Kingview的上位機(jī)為呼叫者，下位機(jī)PLC為應(yīng)答者。在Kingview的工程瀏覽器找到設(shè)備一欄，定義西門子S7-200 PLC編程口參數(shù)。之后存儲(chǔ)設(shè)計(jì)的畫面和程序，在配置畫面中運(yùn)行VIEW，啟動(dòng)程序運(yùn)行就可以完成Kingview與S7-200 PLC的自由口通信。

3.5 Kingview與S7-200的Profibus-DP連接方式

Profibus-DP是工業(yè)界廣泛應(yīng)用的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，主要組成有現(xiàn)場(chǎng)總線報(bào)文、分布式外圍設(shè)備、過(guò)程控制自動(dòng)化。Profibus總線通信方式可以直接利用I/O口實(shí)現(xiàn)小于4字節(jié)的數(shù)據(jù)直接通信，一方面用裝載指令訪問(wèn)實(shí)際的I/O接口；另一方面用裝載指令訪問(wèn)虛擬的接口設(shè)備。使用Profibus-DP通信方式的S7-200 PLC和Kingview連接時(shí)，需要使用OPC方式完成，其中S7-200 PLC提供OPC Server，Kingview作為OPC Client進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。使用Kingview讀取OPC Server中的信息。在Kingview的工程瀏覽器中選擇OPC.SimaticNET建立OPC服務(wù)器，設(shè)定“數(shù)據(jù)詞典”中數(shù)據(jù)變量，連接設(shè)備，已經(jīng)定義的變量應(yīng)用到寄存器中；運(yùn)行Kingview，Kingview通過(guò)OPC與S7-200 PLC通信。

4 Kingview和S7-200PLC之間的軟件連接

Kingview 軟件首先需要在主站計(jì)算機(jī)上安裝，安裝文件默認(rèn)為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)盤，之后選擇性安裝計(jì)算機(jī)接口驅(qū)動(dòng)程序，并安裝Kingview 電子加密狗，以此完全實(shí)現(xiàn)Kingview的功能。為了實(shí)現(xiàn)良好的數(shù)據(jù)傳送，需要在Kingview站點(diǎn)內(nèi)安裝相應(yīng)板卡驅(qū)動(dòng)的程序。要設(shè)置通信端口的參數(shù)，參數(shù)設(shè)定以PLC的數(shù)據(jù)位為準(zhǔn)，驅(qū)動(dòng)程序安裝完成后，將新的參數(shù)設(shè)置發(fā)送到PLC中，然后檢測(cè)PLC的工作狀態(tài)，直觀觀察PLC的工作指示燈狀態(tài)。之后在Kingview中選擇通信的驅(qū)動(dòng)程序，驅(qū)動(dòng)程序就會(huì)在變量當(dāng)中顯示。

5 結(jié)語(yǔ)

Kingview開發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)單，界面友好，監(jiān)控信息傳送效率高，并確保了產(chǎn)品質(zhì)量，結(jié)合S7-200 PLC的高效率、高可靠性，可以開發(fā)出多種實(shí)時(shí)監(jiān)控管理系統(tǒng)，為管理者提供了極大的方便，最大限度的提高了工業(yè)自動(dòng)化水平。

參考文獻(xiàn)

[1]李紅萍.工控組態(tài)技術(shù)及應(yīng)用[M].西安電子科技大學(xué)出版社，2011（08）.

[2]李江全.計(jì)算機(jī)控制技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2009（02）.

[3]張志柏.PLC應(yīng)用技術(shù)[M].高等教育出版社，2014（01）.

[4]靳雷.組態(tài)王和PLC在機(jī)械手臂控制系統(tǒng)的應(yīng)用[M].化工自動(dòng)化及儀表，2010（03）.

[5]陳慶詩(shī).基于組態(tài)王與S7-200的水泥發(fā)貨監(jiān)控系統(tǒng)[J].柳鋼科技，2014（04）.

作者單位

運(yùn)城職業(yè)技術(shù)學(xué)院 山西省運(yùn)城市 044000