西门子840D 系统远程监控的实现

李 颖 张 云

(成都飞机工业(集团)有限责任公司数控加工厂，四川 成都610092)

设备状态监控与故障诊断作为现代先进制造技术与系统的一个重要环节，其研究已经取得了很大的进展，在保证生产设备安全方面发挥了重大的作用［1］。远程监控系统通过Internet、现场控制网络把分布在各地的数控机床、智能控制设备和控制系统互联起来，实现控制设备间的远程信息交互，完成数控设备的远程监视与控制，是信息网络与控制网络的有机结合［2］。

实现现场信息的采集和传输，是故障诊断的基础。本文主要介绍西门子840D 数控系统实现远程数据监控的方法。

1 应用step7 功能块读取系统参数

利用现有的互联网技术、GPRS 网络，建立B/S 结构的数控设备远程监控与故障诊断系统，将分散的数控设备通过网络来进行远程管理与故障诊断，不仅使数控设备的使用企业得到及时有效的技术服务与技术支持，而且使数控设备的生产厂家降低了技术服务成本［3］。

建立西门子840D 系统实现远程监控主要基于两个内容，即系统参数和PLC 信息。本文主要介绍这两种信号的采集方法。

1.1 NC var selector 软件应用

西门子840D 的参数很多，用户不可能记住所有变量的接口，所以要借助NC varselector(变量选择器)选择出要读/写的NC 变量，并生成可被step7 所识别的源文件。

(1)双击NC 变量选择器(NC var selector)。

(2)点击菜单选择项目project 中的new 菜单，生成用户的项目。

(3)点击菜单项目variablelist 中的select 后，出现一窗口，在右边的窗口中点击data，然后按所用硬件选择相应的文件夹，点击左边窗口中的NCvar＊＊.mdb，点击ok。该步骤是找到所有对应硬件的NC 变量表(如图1)。

(4)从变量表中选择所需变量(如图2)，按照以下步骤通过过滤器选定所需参数:

①All:列出所有变量;②Selection:通过区域筛选，组件筛选来选定所需参数;③MD/SE-No:通过系统参数号选定所需参数。如找主轴电动机温度参数1708(如图3)。

(5)存变量表。在存变量表之前最好在C:siemensstep7s7proj项目下建立一名为＊＊＊文件夹;点击菜单项目project 中的save，在弹出窗口的目录中找到上面所建立的目录，在左上角输入文件名*＊＊.var，点击ok。

(6)生成源文件。点击菜单code 中的selection，输入用户项目中未用的数据块块号(默认db120，本文设定为db101)，点击菜单项目中的code 中的to step7 project，生成＊＊. awl 源文件，在step7 中编译后会生成一数据块，即是PLC 访问的NC 变量的接口。

(7)关闭NC 变量选择器。

1.2 通过step7 读取NC 变量

通过参数选择器选定的系统参数可以通过step7功能块进行转换。

(1)打开ob100，修改fb1 的参数nckomm 为1。

(2)在用户程序块中加入call fb2，db121;该db 块fb2 的背景数据块:

Rep:=1;启动fb2 读参数的条件。

Numvar:=1，读主轴的电流值。

Addr1:=“1708”，引用db101 传递到符号表中的符号H1_M_MOTOR_ACTUAL_CURRENT，

Unit1:=

Colmn1:=

Line1:=w#16#1;读取主轴电流。

Addr2:=

Unit2:=

Column2:=

Line2:=

Addr8:=

Unit8:=

Column8:=

Line8:=

通过var selector 及PLC 程序，将NC 参数信息存储在db 数据块中，能使NC 参数和PLC 变量以同种方式供远程调用。

2 通过以太网获取step7 参数信息

对于PLC 的以太网通信，常用的方式是PLC 通过以太网与上位机相连，通过这样的方式，可以实现上位机与PLC 之间的通讯，以完成上位机对PLC 程序的上传、下载和运行于上位机的组态软件通过PLC 系统对状态实时监控。在这种方式下，数据的传输一般是以点对点的形式完成(如图4 所示)。

这里采用simatic net pc 软件，在机架上增加硬件CP343 来实现工业现场的PLC、主机、工作站和个人电脑联网通讯，以工业以太网的方式进行通讯。

(1)配置PC 站的硬件机架。当SIMATIC NET 软件安装后，在 PC 机桌面上可以看到 Station Configurator 的快捷图标，同时在任务栏中也会有Station Configurator Editor 的图标。通过点击图标打开Station Configurator Editor 配置窗口。

选择一号插槽，点击ADD 按钮或鼠标右键选择添加，在添加组件窗口中选择Server，点击OK 即完成(如图5)。

同样的方法选择三号插槽添加IE General。

(2)配置控制台(Configuration Console)是组态设置和诊断的核心工具，用于PC 硬件组件和PC 应用程序的组态和诊断(如图6)。

(3)在step7 中组态PC Station，若所需型号版本未在硬件目录窗口中，则需更新高版本step7 或HW包。组态过程中需要注意IP 和Station name 设置要与Station Configurator Editor 相符(如图7)。

组态内容下载成功后，可以打开 Station Configurator Editor 窗口检查组态状态。OPC Server 插槽Conn 一栏一定要有连接图标，此项说明连接激活。

(4)数据通讯的测试-OPC Scout。OPC Scout 工具随Simatic Net 软件一起提供，当完成PC Station 组态下载后，可用此工具进行OPC Server 和PLC 的数据通讯测试。

3 远程监控软件应用

VB，delphi 等第三方软件可以通过添加simatic 组件形成用户自己的界面进行数据访问设计。由此形成的应用软件从功能上可划分为管理功能和应用功能两部分。管理功能根据企业的管理需求设计，运行在质量及过程分析人员的个人计算机上。这部分功能对数控加工过程涉及的要素进行监控，是工件质量分析和异常应用现象的重要诊断方法;应用功能主要为数控设备状态监控提供服务，数控NC 参数是否合理，电流功率值是否在一定范围内，或者记录偶发性高低电平突变等，这部分功能主要为设备维护人员及工艺人员所用，用以使得设备功能得到合理使用，对于单件小批量或者新工件的应用尤为重要。

通过以上数据的远程收集，可以实现分布式数控(DNC)系统中现场数据采集功能［1］，满足数控加工企业内现场各种信息诊断分析过程，如报警信息实时诊断，设备加工中机床信息分析监控等(如图8)。

4 结语

通过var selector 和simatic net 软件，以以太网方式在上位机上实现840D 系统参数的读取和PLC 信号的读取，能以较低成本方便地实现西门子系统数控设备的远程数据采集，为远程诊断提供了基础。

［1］孙健，蔡凌，汪晋宽. 远程监控与诊断的设计实现［J］，仪器仪表学报，2005(8).

［2］岳敏，姚松丽，黄娟.数控设备的开放式远程监控系统研究［J］，机械设计与制造，2012(6).

［3］张书涛，刘延斌.数控设备的远程监控及故障诊断系统设计［J］，机床与液压，2012(11).