工控小白第三弹:电脑控制PLC
在之前的文章中,我们分享了使用自复位按钮来控制PLC的动作,然而,单调的按钮无法满足日益增长的需求,随着电脑的日益普及,人们需要在办公室坐在电脑前面,就可以控制PLC的动作。
对于S7-200这种比较古老的PLC来说,因为他原生并没有带RJ45的网络接口,所以使用WinCC来直接控制它是不可能的。需要一个中间层,这个中间层就叫PC Access。
PC Access 是由西门子专门为S7-200 PLC推出的一款OPC Server软件,用于向OPC客户端提供数据信息,支持符合任何标准的OPC Client(客户端)通讯。S7-200 PC Access官方版自带OPC客户测试端,用户可以方便地检测其项目的通讯及配置的正确性。
OPC(OLE for Process Control) 是嵌入式过程控制标准,是用于服务器/ 客户端链接的统一而开放的接口标准和技术规范。OPC 作为一种工业标准,提供了工业环境中信息交换的统一标准软件接口。
OPC 是一种开放式系统接口标准,可允许在自动化/PLC 应用、现场 设备和基于PC 的应用程序(例如HMI 或办公室应用程序)之间进行简单的标准 化数据交换。它工作于应用程序 的下方。可以在PC 机上监控、调用和处理可编程控制器的数据和事件。 PC Access 可以用于连接西门子,或者第三方的支持OPC 技术的上位机软件,这个上位机软件,通常说的就是WinCC。
首先我们需要把前面写的PLC梯形图做一下修改,之前我们做的程序,里面控制开关使用的是输入映象寄存器,这种方式只能是通过按钮才能进行设置。现在我们需要通过电脑软件,也就是Wincc进行控制的话,我们只能设置它的内部变量存储器(V),于是,我们把梯形图改成如下方式:
如上图所示,我们需要控制变量V0.0,把这一位值设成1,线路就能接通,把变量V0.1设成1,线路就会断开,我们现在的任务就是要读写V0.0、V0.1和Q0.0的值。
要能做到这一步,我们就需要借助PC Access这个软件,如下图所示;
从西门子官网上下载完成PC Access以后,安装比较简单,安装完成以后,我们直接打开这个软件。在主界面中,我们看到,它已经检测到我们的PLC在COM3的接口处,如果显示不正确的话,我们可以通过右键菜单的PC/PG菜单项进行修改,如下图所示:
如何设置PG/PC接口,我们在前面的篇幅里已经讲过了,这里我们一切正常的话,就点击“新PLC”菜单项进行设置,如下图所示:
输入PLC的名称和网络地址以后,点击确认就成功新建了一个PLC连接。创建完成连接以后,我们继续在这个连接上创建我们需要的变量,如下图所示:
在这里,我们一共创建3个变量,他们的地址分别对应V0.0、V0.1和Q0.0,效果如下图所示:
至此,PC Access这里的工作已经做完了,全部工作做完以后,一定要记得保存,否则设置不会生效,切记!接下来,我们需要打开上位机软件WinCC,进行画面的制作和变量的链接等工作,WinCC的具体安装方法,可以参考前面篇幅。
打开我们安装好的WinCC主窗口,找到左侧列表中的“变量管理”项目,右键菜单中选择“添加新的驱动程序”,在弹出对话框中选择“OPC.chn”,如下图所示:
创建成功以后,看到在“变量管理”中新增了一个叫“OPC”的子项目,右键菜单选择“系统参数”选项,打开OPC条目管理器的对话框,找到我们干菜创建的S7200.OPCServer项目,然后点击“浏览服务器”按钮,如下图所示:
在打开的对话框中,找到我们刚才创建的3个变量,全选以后点击“添加条目”按钮,把我们创建的三个变量导入到WinCC里面,如下图所示:
这个时候会有消息框询问你一些参数,点击默认按钮即可,如下图所示:
全部完成以后,我们可以看到,三个选中的变量已经被成功添加到变量管理里面,如下图所示:
至此,后台数据,已经全部完成,接下来,我们需要做一个UI界面,一个是开始按钮,一个是停止按钮,还有一个状态显示。我们还是在这个页面中点击图形编辑器,在页面上添加两个按钮和一个圆形状态框,如下图所示:
接下来,为这两个按钮绑定事件,当鼠标按下时,把对应的变量置为1,当鼠标释放时,把对应的变量置为0,如下图所示:
对于圆形状态框来说,同样绑定相应的事件,当变量为0的时候,背景色显示为红色,当变量为1的时候,显示为绿色,如下图所示:
最后,点击运行按钮,运行效果如图所示,这样就可以很方便的在电脑上控制PLC的各种功能了:
工控小白第一弹:用Step7 编写S7-200程序
第一次听说PLC,是在10年前的六安,阿哥当时有一个工程,给几台纺织机做PLC连接显示产量、耗电等参数,当时是去外地请的专家过来,同为程序员的我,心里是十分不甘的。随着阿哥公司规模的越来越大,对PLC的使用也越来越频繁。阿哥于是去自学了PLC编程,身为程序员的我,脸上火辣辣的。于是,也报名学习了PLC的相关知识。到今天为止,初窥门径,特此记录一下。(其实家里还有仪表自动化的科班毕业的年轻人,我一直觉得他应该是家里技术的发动机,然而还是要靠我们两个老家伙自学成才,他最大的本事就是在关键时候不吱声、掉链子。特此吐槽一下)
阿哥借给我一个S7-200的西门子PLC硬件,CPU、存储器、电源、IO模块一应俱全。外观如下图所示:
首先,第一步,我们需要一台Windows电脑,在这里我选择了WIndows7 旗舰版。
然后我们需要一根数据线,用来连接电脑USB口和PLC的串口,数据线外观如下图所示,这种黄色的数据线大概20多块钱,号称是国产的二代数据线。虽然比不上西门子原装的数据线,但是实验用用也足够了。
有了硬件其实还是没用的,像我们这种老鸟,肯定知道还需要驱动程序。我们把USB插好以后,在设备管理器里面,明显看到一个黄色的惊叹号,这种情况下,肯定是不能用的,如下图所示:
安装驱动程序之前
安装完成第二代驱动程序以后,设备管理器里面看起来都OK了,如下图所示:
正在安装驱动程序
安装驱动程序之后
至此,硬件连接已经初步完成,当然后续的PLC的IO接线不在此次的讨论范围之中,下次有时间,再另起篇幅介绍这些。
接下来为了让这个PLC能工作起来,我们需要安装相关的软件,然后编写程序,最后把程序下载到PLC里面去,把它运行起来。这里我安装的Windows 7旗舰版,编程软件选用的是西门子Step7 4.0 SP9,如下图所示:
据说,这个版本比较旧了,有新的版本可以使用,不过这个软件是当时我们授课老师拷贝给我的,不需要破解啥的,装了就能用,对S7-200特别好用。
安装好软件以后,接下来就是对软件进行接口配置,这个是最重要的,关系到电脑是否可以顺利连接到PLC硬件,我们通过PG/PC接口进行设置,这里我们选择PC/PPI cable(PPI)选项,如下图所示:
选择完成以后,通过点击属性按钮,进行进一步的设置,选择对应的端口号,也就是刚才我们在设备管理器里面看到的电脑上的端口号:COM3。这里一定不能选错,选错就会连接不上的,切记。
选择完成以后,我们就可以尝试跟PLC进行通信测试。在通信对话框双击刷新按钮,等一会儿就可以找到PLC的具体型号,这样就表示连接成功了。
值得一提的是,因为使用的不是西门子正版的数据线,有的时候会显示UNKNOWN,然而并不影响使用,多刷新几次也会显示正常。
我们注意到,左侧界面上有一些关于PLC的参数,比如PLC远程地址,波特率等等,其实这些参数也可以在Step7的系统块里进行设置,如下图所示:
到此为止,所有的设置工作都已经顺利完成,我们可以进行愉快的Step7的梯形图编程,我们这里简单做一个起保停程序,所谓的起保停,指的是,按下启动按钮,开始启动,松开按钮,可以继续运行,按下停止按钮,程序结束运行。最简单的实例就是开灯关灯程序,按下绿色按钮,灯亮,按下红色按钮,灯灭。程序很简单,如图所示:
写完程序以后,点击下载按钮,把程序下载到PLC里面,如下图所示:
最后,通过程序状态监控,我们可以看到,程序一切正常,如下图所示:
至此,我们完成了S7-200 PLC的最简单的操作,通过按钮来控制PLC动作。
后续,我们希望在PC上也能操作PLC,或者在触摸屏上也能操作。
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