【摘要】 本文介紹了S7-200PLC的配置，為通過PROFIBUS -DP協(xié)議方式和組態(tài)王通訊用于實現(xiàn)高壓交流電動機液態(tài)軟起動裝置遠程監(jiān)控的基本原理及其系統(tǒng)的構(gòu)成。 【關(guān)鍵詞】 組態(tài)軟件 PLC OPC PROFIBUS 液態(tài)軟起動 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控 一、概述 近幾年來，可編程序控制器（PLC）（以下簡稱PLC） 因其可靠性高、編程簡單、抗干擾能力強等優(yōu)點，在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。但PLC 在人機交互性能方面較弱，而工控組態(tài)軟件具有良好的人機界面及控制決策能力。因此，將二者結(jié)合起來可有效實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程的綜合控制。具體到追日電氣公司最成功的范例，就是將上述兩種技術(shù)進行技術(shù)融合而創(chuàng)新推出了智能化液態(tài)軟起動裝置GZYQ3B。該系統(tǒng)采用上下位機主從式結(jié)構(gòu)，PLC 作為下位機通過PROFIBUS－DP通信方式，完成工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實時采集和分站控制功能；上位機采用工業(yè)控制計算機實現(xiàn)七臺大功率電機在起動過程中的模擬顯示、故障報警、實時控制等各項功能。 二、系統(tǒng)硬件配置 交流高壓電動機液態(tài)智能軟起動裝置系統(tǒng)的硬件配置，主要包括七臺液態(tài)軟起動柜、ROFIBUS－DP通訊卡、網(wǎng)絡(luò)適配器及實現(xiàn)遠程管理的計算機監(jiān)控操作站。如圖一所示： 1.液態(tài)軟起動柜 每臺液態(tài)軟起動柜內(nèi)所用的PLC，選用西門子S7-200系列CPU224；通訊單元為西門子EM-277。其構(gòu)成及原理如圖二所示。將液態(tài)軟起動柜內(nèi)的三相液態(tài)電阻串入電動機的定子回路中。其中：QF1為高壓運行柜中的斷路器，QF2為液態(tài)軟起動柜短接斷路器，RS為為液態(tài)軟起動柜中電液變阻起動器。電液變阻器由三個相互絕緣的電液箱構(gòu)成，內(nèi)部分別盛有電液及一組相對應(yīng)的導(dǎo)電極板。由傳動機構(gòu)組成為可變電阻器。S7-200采集現(xiàn)場各個開關(guān)的狀態(tài)量及相應(yīng)的電流或電壓等的模擬量，通過運算及邏輯判斷，按實時跟蹤模擬量的大小做數(shù)字化自動調(diào)節(jié)以控制運動極板的運動。通過改變動、定極板的間距，用于線性改變串接電液電阻阻值的大小，從而達到控制電機的起動電流及電機轉(zhuǎn)速的目的。 2.ROFIBUS－DP通訊卡、網(wǎng)絡(luò)適配器 PROIBUS網(wǎng)絡(luò)物理實體主要為： 通訊卡 CP5611；網(wǎng)絡(luò)總線連接器6ES7 972-0BB40-0XA0和通訊電纜6XV1 830-0EH10。 3.計算機監(jiān)控操作站 選用研華原裝工控機IPC-610H兩套，主要配置：CPU2.0G/256M（內(nèi)存）；80G硬盤；集成顯卡；網(wǎng)卡/； 50倍光驅(qū)；1.44M（軟驅(qū)）和KB104+MOUSE。 三、系統(tǒng)軟件基本原理及組態(tài) 系統(tǒng)軟件包括： 1）工控軟件： 組態(tài)王KINGVIEW6.5； 2）用于S7-200編程軟件的STEP7——MICROWIN3.2 ； 3）用于實現(xiàn) PROFIBUS ——dp協(xié)議網(wǎng)絡(luò)配置的SIMATIC NET6.0軟件。 1、組態(tài)王KINGVIEW6.5 組態(tài)王是運行于Microsoft Windows 98/2000/NT中文平臺界面的人機界面軟件。采用了多線程、COM組件等新技術(shù)，實現(xiàn)了實時多任務(wù)，軟件運行穩(wěn)定可靠。軟件包從工業(yè)控制對象中采集數(shù)據(jù)，并記錄在實時數(shù)據(jù)庫中。它還負責(zé)把數(shù)據(jù)的變化以用動畫的方式形象地表示出來。同時還可以完成變量報警、操作記錄、趨勢曲線等監(jiān)視功能，并按實際需要生成歷史數(shù)據(jù)文件。 為實現(xiàn)組態(tài)王和外部設(shè)備的通訊，組態(tài)王內(nèi)置大量設(shè)備的驅(qū)動程序作為組態(tài)王和外部設(shè)備的通訊接口。在開發(fā)時，我們定義組態(tài)王做為OPC客戶端與OPC服務(wù)器軟件SIMATIC NET6.0相互通訊。為什么選擇OPC呢？全稱是OPC是過程控制業(yè)中的新興標(biāo)準(zhǔn)，它的出現(xiàn)為基于Windows的應(yīng)用程序和現(xiàn)場過程控制應(yīng)用建立了橋梁。在過去，為了存取現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)據(jù)信息，每一個應(yīng)用軟件開發(fā)商都需要編寫專用的接口函數(shù)。由于現(xiàn)場設(shè)備的種類繁多，且產(chǎn)品的不斷升級，往往給用戶和軟件開發(fā)商帶來了巨大的工作負擔(dān)，系統(tǒng)集成商和開發(fā)商需要一種具有高效性、可靠性、開放性、可互操作性的即插即用的設(shè)備驅(qū)動程序。OPC 以O(shè)LE/COM/DCOM機制作為應(yīng)用程序級的通信標(biāo)準(zhǔn)。采用客戶/服務(wù)器模式，把開發(fā)訪問接口的任務(wù)放在硬件生產(chǎn)廠家或第三方廠家，以O(shè)PC服務(wù)器的形式提供給用戶，解決了軟、硬件廠商的矛盾，完成了系統(tǒng)的集成，提高了系統(tǒng)的開放性和可互操作性,為以后系統(tǒng)升級奠定基礎(chǔ)。 2、用于S7-200編程軟件的STEP7——MICROWIN3.2 S7-200中PLC程序設(shè)計用STEP7——MICROWIN3.2進行編寫，程序流程圖如圖三所示： 3、用于實現(xiàn) PROFIBUS ——DP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)配置的SIMATIC NET6.0軟件 PROFIBUS-DP協(xié)議是實現(xiàn)現(xiàn)場級控制設(shè)備數(shù)字化通信的一種工業(yè)現(xiàn)場層網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，是一次工業(yè)現(xiàn)場級設(shè)備通信的數(shù)字化革命。PROFIBUS-DP協(xié)議可使用一條通信電纜將現(xiàn)場設(shè)備（智能化、帶有通信接口）連接，用數(shù)字化通信代替4-20mA/24VDC模擬量信號，完成現(xiàn)場設(shè)備控制、監(jiān)測、遠程參數(shù)化等功能。而且不同廠家的產(chǎn)品只要使用同一總線標(biāo)準(zhǔn)，底層設(shè)備就具有互操作性、互換性，因此具有很好的可集成性。正是由于PROFIBUS—DP網(wǎng)絡(luò)優(yōu)異的性能，較低的硬件成本得得到了廣泛應(yīng)用。智能化液態(tài)軟起動裝置GZYQ3B的系統(tǒng)集成功能，就是采用PROFIBUS —DP協(xié)議，用SIMATIC NET6.0軟件組態(tài)整個網(wǎng)絡(luò)。 具體配置過程為： （1） 將兩個CP5611通訊卡分別安裝在研華工控機的PCI插槽上，并根據(jù)硬件安裝向?qū)О惭b卡的驅(qū)動程序，用Profibus-DP通訊電纜將CP5611卡與EM277通訊口相連，將EM277通訊模塊地址撥碼設(shè)置對應(yīng)于Simatic net 6.0中DP從站地址； （2） 在工控機上安裝Simatic net 6.0軟件，它用于組態(tài)整個網(wǎng)絡(luò)，定義一臺工控機中CP5611作為DP主站，將此工控機作為工程師站，另一工控機中CP5611作為DP第二主站，工控機作為操作員站；（3）硬件配置完后，配置Simatic net 6.0軟件中OPC server 通過CP5611于EM277通訊模塊通訊，然后運行。這樣組態(tài)王可以通過內(nèi)嵌OPC客戶端與Simatic net 6.0軟件中OPC server交換數(shù)據(jù),從而就可以透明的監(jiān)控處于低層的S7-200。 四、 應(yīng)用情況 GZYQ3B液態(tài)智能軟起動裝置自2004年9月酒鋼制氧部投運以來，起動、運行及智能監(jiān)控性能優(yōu)良。操作員從網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視畫面可看到七個電動機的起動參數(shù)和整個過程，降低其勞動強度。液態(tài)智能軟起動裝置微機化、數(shù)字化更是提高了系統(tǒng)的安全可靠性，有效地避免了電動機、拖動設(shè)備以及電網(wǎng)所承受的沖擊，延緩了電動機及拖動設(shè)備的使用壽命，深受用戶好評。 五、 結(jié) 語 GZYQ3B液態(tài)智能軟起動裝置是集高壓電動機恒流軟起動、運行監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)于一體的智能化控制系統(tǒng)。實踐證明液態(tài)智能軟起動裝置將越來越引起工程界的關(guān)注，市場前景廣闊；將越來越多地應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)的各個領(lǐng)域，為市場經(jīng)濟的各行各業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益。