简要说明：西门子牌的西门子S7-1200与WinCC在变频器监控中的应用产品：估价：5.22，规格：6ES7 214-1AG40-0XB0，产品系列编号：6SE7 234-4HE32-0XB0

西门子S7-1200与WinCC在变频器监控中的应用

    OPC是随过程控制的发展产生的一种工业标准，它既可以用于将现场PLC设备的数据采集到DCS或SCADA中来，也可以用于将数据从一种DCS或SCADA系统采集到另一种DCS系统、SCADA系统或其他上位应用程序中。S7-1200作为优秀的下位机PLC，它可以通过OPC技术与WinCC等优秀组态软件进行数据通信。本案例主要介绍了S7-1200与WinCC在变频器监控中的应用。

    1 前言

    OPC是随过程控制的发展产生的一种工业标准，它既可以用于将现场PLC设备的数据采集到DCS或SCADA中来，也可以用于将数据从一种DCS或SCADA系统采集到另一种DCS系统、SCADA系统或其他上位应用程序中。在OPC的客户端/服务器结构中，同一个程序可以访问多个服务器，同一个服务器也可以同时为多个客户端服务。S7-1200作为优秀的下位机PLC，它可以通过OPC技术与WinCC等优秀组态软件进行数据通信。本案例主要介绍了S7-1200与WinCC在变频器监控中的应用。

    2 变频器监控的设计要求

    某工程需要通过现场按钮和中控室的WinCC组态软件对变频器进行操作，具体要求如下：

    （1）切换按钮通过中控室进行，并能在中控室显示当前的状态；

    （2）当切换到现场操作时，按钮能通过S7-1200 PLC对该变频器进行启动和停止操作，同时能利用现场电位器进行调速，并将变频器的状态和调速信号反映到中控室；

    （3）当切换到中控室操作时，现场操作无效，中控室的组态软件进行启动和停止变频器，同时利用数值输入框进行变频器的速度设定。

    3 S7-1200的硬件设计与软件编程

    （1）硬件设计

    根据要求设计了如图1 所示的S7 - 1 2 0 0 的硬件， 它采用CPU1214C DC/DC/DC 6ES7 214-1AG40-0XB0 和SM1234 6SE7 234-4HE32-0XB0模拟量扩展模块，对变频器进行起停控制和速度控制。

    （2）变量分配表1所示为“变频器监控”的I/O变量。

    （3）程序编写

    根据要求，对变频器监控的S7-1200程序编写。

        4 WinCC的设置与组态

    WinCC软件在国内非常通用，性能稳定功能强大，界面友好，最重要的是一直都支持OPC功能，即可以作为OPC服务器，也可以作为OPC客户端。WinCC 软件是一套工业自动化软件，为用户提供一个“过程化的窗口”，能提供实时数据给操作员及软件应用。WinCC 的基本功能数据采集和数据管理，前者如与工厂的I/O设备直接通信或通过I/O 驱动程序，与I/O 设备接口，后者负责处理、使用所取数据，并以图形显示进行过程监视，完成监视控制、报警、报表、数据存档等功能。

    （1）用SIMATIC NET建立OPC服务器

    （2） WinCC OPC Client的配置和使用

    安装完WinCC，桌面上出现WinCC图标。然后先安装好“OPCDrvOLE for Process Control Client，Version 7.32c”驱动，如果没有该驱动软件可以向软件销售商索要。进入SCU系统配置，在SCADA组态的I/O驱动器定义中加载OPC驱动，安装完成后SCU里就出现了OPC这一项，双击进入“I/O Driver Server Connection”界面。在“I/O Driver Server Connection”界面请选择“使用本地服务器”，服务器名称是“Server1”。

       然后点“下一步”进入PowerTool。PowerTool是WinCC的OPC客户端软件，所有配置工作都在这里完成，它主要用来连接OPC服务器。

    在数据组界面， I / O 分异步( A s y n c h r o n o u s ) 和同步(Synchronous)信号。异步为数据有变化时才更新，或看门狗超时才访问OPC服务器；同步为定期访问服务器。一般模拟量用异步，开关量用同步。一般参数对通讯影响不大可以默认。如图5所示为输入模拟量%IW96的设置画面。

      此时，可以用”Browse Server…”按钮进入服务器数据项的选择画面，选择完成后“OPC Item Settings”会相应的改变。在以上设置全部正确的情况下，先在左面的树型结构中选择一个数据项，然后点击菜单“Display Mode”下的“数据状态”按钮，接着点击菜单栏上的绿色箭头，运行OPC Client。通讯正常的标志是“Data”项的显示为GOOD。

    （3）WinCC数据库与WinCC OPC Client的连接

    在数据库管理器中建立一批模拟量输入/输出、数字量输入/输出变量，I/O地址是不可以选择的，必须自己按照默认格式逐个填写[server；group；item；access]四项缺一不可，否则报错。

      上面已经说明了数据传送的过程，SIMATIC NET OPC服务器软件直接与S7-1200硬件通讯，WinCC OPC客户端PowerTool从OPC服务器上读取数据，提供给WinCC数据库管理器使用。

    因此，数据库的启动顺序如下所示：

    ①启动OPC服务器。在启动过程中，要连接控制器。

    ②启动OPC客户端PowerTool。打开相应的导入文件，点击绿三角，进入运行状态。从停止到运行要等一段时间。如果很快地进入了运行状态，要看一下SERVER的设置是否为LOCAL。OPC数据结构是树形的，依次为SERVER、GROUP、ITEM，这三层都有使能端ENABLE，要将ENABLE勾上对应的数据项才会进行通讯。所以要保证所有的这三层都将ENABLE勾上。

    （4）WinCC软件画面组态

    进行“变频器监控主画面”的画面组态工作，它具体包括按钮、指示灯、显示文本、数值输入和显示。

      5 工程案例小结

    OPC既可以用于将现场PLC设备的下位机数据采集到DCS或SCADA中来，也可以用于将数据从一种DCS或SCADA系统采集到另一种DCS系统图5 输入ITEM数据、SCADA系统或其他上位应用程序中。在OPC的客户端/服务器结构中，同一个程序可以访问多个服务器，同一个服务器也可以同时为多个客户端服务。

   事实上带有OPC驱动的应用软件既可以是客户端，又可以是服务器，WinCC OPC驱动同样也可以作为OPC 服务器，提供数据给其他应用程序。甚至可以将OPC结合网络计算机来采集数据，允许客户从网络上运行的OPC服务器中获取需要的数据。总之，把这一技术引进过程控制系统，使得OPC成为自动化系统、现场设备与工厂办公管理应用程序之间的有效联络工具，相互之间的数据交换得以简捷化和标准化，极大地方便了硬件开发商、软件开发商和最终用户。