基于组态技术的PLC系统开发

成新利　王玉霞

摘 要 本文介绍了利用组态技术连接西门子PLC系统平台，提出使用组态王软件控制光伏配料系统，通过运行检验，可以满足实际的需要。

【关键词】组态王 西门子PLC系统 光伏配料控制

1 概述

目前，西门子PLC控制系统中，组态软件基本都是用wincc或者使用Flexible wincc，很少使用其他的组态软件作为控制平台。在光伏配料控制系统中，配料系统除了要求配方管理、报表功能、动画演示、报警等功能外，还要求配方实现逐行实时打印。由于西门子组态软件且不支持逐行打印功能。亚控公司推出的“组态王”软件用来监控西门子PLC系统对象，除了满足以上全部功能外，它还具有成本低、免维护、灵活多样、形象直观等优点。

2 系统构成

利用“组态王”软件控制西门子PLC系统，是指在计算机上运行事先编写好的“组态王”应用程序，通过组态王内置接口直接连接到西门子的PLC系统中，借助计算机屏幕观察控制过程与结果。

上位机配有“组态王6.5”软件和西门子编程软件STEP7，“组态王”软件通过Profibus-DP接口与西门子PLC之间进行通信，并监控PLC所有存储器、控制器及I/O接口的状态，以变量值的形式传输到计算机上，供上位机使用、处理。

3 系统的实现

利用“组态王”软件设计应用程序，被组态对象不仅可以接受由PLC发出的控制信号，如逻辑开关信号、继电器控制信号、脉冲信号和各种数值信号等，还能按照程序的算法以动画、数值、文字、标尺等形式在计算机屏幕上反映出PLC的控制过程与结果，可以直接从屏幕上观察PLC的控制结果正确与否；“组态王”亦可向PLC发出各种命令信号，如逻辑开关控制信号、继电器开关信号、中断信号及位置信号等。“组态王”还能以按钮、滑动标尺、数值输入及单选框、复选框等形式向PLC发出各种命令和输出各种参数，以配合PLC的控制，反映PLC与被控对象及控制结果之间的关系。

要使画面中各图素能够生动、逼真的运动或显示，在“组态王”中需定义一些内存变量与外部I/O变量进行配合，并通过在其应用程序命令语言中书写程序控制自己的应用程序，驱动画面。

4 开发要求

利用组态王软件控制西门子PLC系统，组态软件开发要求实现以下功能：

（1）组态画面编辑要求：配料现场有7台配料自动电子称，14个自动加料料仓，2台混合搅拌机，多个斗提机，一台布料小车，8台炉前自动加料机。自动电子称上显示测量值。加料时动画显示加料机，动画显示斗提机、布料小车、传输皮带及混合搅拌机，设备启动时动态显示运行的设备。

（2）获得授权后的用户可以用鼠标点击屏幕上的“开始配料”按钮，给西门子发出启动配料的输入信号。PLC接到信号后，经过逻辑控制运算，按照设定的配方计量及配料的次数启动设备，进行配料生产。完成设定配料次数后，配料生产线自动停止，等待下一个新的启动命令。

（3）配方要求。配方有硅砂、白云石、纯碱、石灰石、长石、芒硝、碎玻璃等项目，配方要具有存储配方功能，调取配方功能，修改配方功能等。配方修改或设定时须有有两个管理员的同时授权才能设定配方和修改配方。

（4）报表要求。系统启动后，记录当前时间、采用配方的数据，实际已经配好料的次数，并自动生成可查询的报表，通过查询功能调取当天或以前系统运行时配料的数据。按照早班、中班、夜班的格式记录当班的产量，将数据应该保存到指定位置，记录数据随意禁止修改。

（5）要求每次配料前，打印机逐行打印当前配方数据。为保证数据准确性与完整性，要求在每次自动配料前，将粉料配方打印出来，这种设计增加数据的可追述性，打印时需要显示开始配料的时间，每个料方的具体数量。

（6）警报要求。有两种报警信息，一种是即时显示故障信息，故障消除后报警信息自动消除。另一种历史报警信息，记录所有的报警信息。设备故障后，组态软件上显示故障位置（显示红色报警、闪烁），将报警信息记录到报警信息表中，通过按键能够在报警信息表中查询报警发生时的详细信息。

5 开发过程

组态王画面上的对象图素建立了动画连接。组态画面显示料仓、电子称、传送皮带、混合搅拌机、斗提机、加料机、布料小车等。“组态王”与西门子PLC能进行通信设置，保证通讯达到最优化效果。具体实验步骤如下：

（1）计算机上安装西门子通讯卡CP5611和组态王软件，硬件连接时选用西门子提供的标准转换接头和通讯电缆进行硬件连接。按照配料系统给出的控制要求，在组态王中定义与西门子PLC通讯变量，依次在变量表中建立。建立的变量数据类型要和PLC中输入输出的变量类型匹配。

（2）在组态画面上组态仓、电子称、传送皮带、混合搅拌机、斗提机、加料机、布料小车等要素，组态画面尽可能形象，重要设备要醒目。

（3）使用西门子编程软件STEP7编写自控程序，编写程序时首先选用梯形图，除非必须情况下选用语言表编写。编写程序是要注意配料系统启动和停止的顺序，配料系统正常启动时，要先启动后面的设备如一次启动加料机、斗提机、传输皮带、混料机、配料电子称等，停止时先停前面的设备，然后逐次依序停止设备。

（4）PLC程序编制完成后，要进行调试修改。首先，利用PLC编程软件中的“编译”命令，检查PLC程序是否有语法错误，如果没有再将程序下载到PLC中；其次，利用PLC编程软件中的“监控”和“强制”命令，调试PLC程序，结合组态画面验证PLC程序正确与否。

6 结论

使用组态王代替西门子的组态软件，能够满足配料系统要求。此外，组态王内置的逐行打印功能，使用非常方便，可省去为实现逐行打印功能，采取二次开发的费用。

作者简介

成新利（1974-），男。大学本科学历。现为河南安彩高科有限公司电气工程师。

作者单位

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