楊艷偉 向樹民 段晨東

摘 要：文中介紹了在Windows環(huán)境下，VB與西門子S7-400系列 PLC的通信方法，并應(yīng)用到北方重工特殊鋼廠30MN快鍛液壓機(jī)組控制系統(tǒng)中，實(shí)踐證明該方法通信實(shí)時(shí)性好，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性高，滿足30MN快鍛液壓機(jī)組的工藝要求。

【關(guān)鍵詞】PLC VB 通信 以太網(wǎng)

1 引言

在智能控制的重型設(shè)備中，上位機(jī)的監(jiān)控軟件顯得尤其重要。那么研究既能實(shí)現(xiàn)上位機(jī)和PLC的通信，又能滿足設(shè)備工藝要求的開發(fā)軟件有著實(shí)際而重要的意義。

2 軟件總體設(shè)計(jì)

30MN快鍛液壓機(jī)組的鍛打頻次達(dá)103次/min之多，要求同步顯示數(shù)據(jù)和曲線，并且這些數(shù)據(jù)和曲線要求具有記錄和查詢的功能。而Visual Basic（簡(jiǎn)稱VB）作為一種可視化編程軟件，在開發(fā)圖形曲線顯示、數(shù)據(jù)庫(kù)等方面有著其它組態(tài)軟件不可比的優(yōu)勢(shì)。因此，我們采用第三方軟件VB來(lái)開發(fā)30MN快鍛液壓機(jī)組上位機(jī)監(jiān)控軟件，其主界面如圖1所示。

3 數(shù)據(jù)通信

3.1 通信軟件接口

解決西門子S7-400系列PLC與第三方應(yīng)用軟件VB的通信是該項(xiàng)目上位機(jī)軟件開發(fā)成功的關(guān)鍵。經(jīng)過(guò)調(diào)研，西門子公司發(fā)布的PRODAVE（Process Data Traffic 過(guò)程數(shù)據(jù)交換）MPI/IE軟件包是專門用于S7系列PLC與上位機(jī)第三方應(yīng)用軟件之間數(shù)據(jù)通信的工具軟件包，該軟件包中集成了基于Windows操作系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)DLL函數(shù)，且可以通過(guò)MPI適配器（PC-Adaptor）、MPI通信處理器（CP5611卡）、工業(yè)以太網(wǎng)卡等硬件設(shè)備實(shí)現(xiàn)PLC和上位機(jī)之間數(shù)據(jù)通信。如圖2所示，本文通過(guò)一根網(wǎng)線把上位機(jī)的以太網(wǎng)卡，與PLC中的以太網(wǎng)模塊CP443硬件連接組成工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)，然后VB調(diào)用PRODAVE MPI/IE中函數(shù)實(shí)現(xiàn)S7-400 PLC與上位機(jī)的數(shù)據(jù)通信，并通過(guò)VB中的Adodc控件鏈接Access數(shù)據(jù)庫(kù)，查詢歷史記錄曲線并生成數(shù)據(jù)報(bào)表。

3.2 軟件接口配置

在上位機(jī)中設(shè)置控制面板“PG/PC”接口，添加應(yīng)用程序訪問(wèn)點(diǎn)，并指向上位機(jī)相應(yīng)的以太網(wǎng)卡，如圖3所示。需要注意的是上位機(jī)的IP地址，要與以太網(wǎng)模塊CP443中的IP地址保持在同一個(gè)網(wǎng)段內(nèi)，否則通信鏈接失敗，上位機(jī)與PLC就無(wú)法進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

3.3 動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)函數(shù)聲明

程序中用到的PRODAVE函數(shù)主要有：

（1）LoadConnection_ex6函數(shù)用于建立PLC與上位機(jī)的初始化鏈接。

（2）SetActiveConnection_ex6函數(shù)用于激活PLC與上位機(jī)的鏈接。

（3）UnloadConnection_ex6函數(shù)用于斷開PLC與上位機(jī)的鏈接。

（4）field_read_ex6函數(shù)用于從PLC DB塊中讀取連續(xù)的數(shù)據(jù)。

（5）field_write_ex6函數(shù)用于向PLC DB塊中寫入連續(xù)的數(shù)據(jù)。

通信開始之前首先要調(diào)用LoadConnection_ex6函數(shù)，來(lái)建立PLC與上位機(jī)的初始化鏈接，通信結(jié)束時(shí)要調(diào)用UnloadConnection_ex6函數(shù)來(lái)斷開PLC與上位機(jī)的鏈接，否則會(huì)引起上位機(jī)系統(tǒng)的異常。

VB在調(diào)用PRODAVE中函數(shù)之前，必須用Declare語(yǔ)句在模塊中聲明所要使用的DLL函數(shù)，以指明函數(shù)所在的DLL庫(kù)名和路徑，以及函數(shù)的參數(shù)說(shuō)明，這樣Windows才能正確執(zhí)行函數(shù)。程序中主要函數(shù)的聲明如下：

Declare Function LoadConnection_ex6 Lib "Prodave6.dll" （ByVal ConNr As Integer， ByVal AccessPoint As String， ByVal ConTableLen As Integer， pConTable As CON_TABLE_TYPE） As Long

//ConNr 鏈接號(hào)，有效值是0-63

//AccessPoint= "CP-TCPIP" 鏈接接入點(diǎn)

//ConTableLen=9 鏈接信號(hào)的長(zhǎng)度

//pConTable.AdrType 連接類型，IP地址，PLC背板號(hào)，CPU槽號(hào)

Declare Function SetActiveConnection_ex6 Lib "Prodave6.dll" （ByVal ConNr As Integer） As Long

//激活鏈接號(hào)為ConNr的鏈接

Declare Function UnloadConnection_ex6 Lib "Prodave6.dll" （ByVal ConNr As Integer） As Long

//斷開鏈接號(hào)為ConNr的鏈接

Declare Function field_read_ex6 Lib "Prodave6.dll" （ByVal FieldType As Byte， ByVal blknr As Integer， ByVal StartNr As Integer， ByVal Amount As Long，BufLen As Long， pBuffer As Byte， pDatLen As Long） As Long

//從PLC DB塊中按數(shù)據(jù)字節(jié)讀取StartNr為起始字節(jié)地址Amount字節(jié)數(shù)的數(shù)據(jù)存入pBuffer緩沖區(qū)

//FieldType = Asc（"d"） 數(shù)值類型為Data Byte，按數(shù)據(jù)字節(jié)讀取數(shù)據(jù)

//Blknr=2 數(shù)據(jù)塊為DB2

//BufLen 緩沖區(qū)長(zhǎng)度

//pDatLen緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)字節(jié)長(zhǎng)度的指針

Declare Function field_write_ex6 Lib "Prodave6.dll" （ByVal FieldType As Byte， ByVal blknr As Integer， ByVal StartNr As Integer， ByVal Amount As Long， BufLen As Long， pBuffer As Byte） As Long

//向PLC DB塊中寫入數(shù)據(jù)

3.3 Adodc控件連接Access數(shù)據(jù)庫(kù)

采集數(shù)據(jù)的最終目的不僅要把需要顯示的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示在人機(jī)界面上，還要把數(shù)據(jù)記錄到數(shù)據(jù)庫(kù)中，以備日后查詢。VB中的Adodc控件是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)綁定控件，可以用該控件連接Access數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)表進(jìn)行編輯，如對(duì)數(shù)據(jù)表中的記錄進(jìn)行查詢、增加、修改和刪除等。查詢數(shù)據(jù)表中數(shù)據(jù)的部分程序如下：

如圖4所示，查詢到數(shù)據(jù)以曲線的形式直觀的表示出來(lái)，以方便30MN快鍛液壓機(jī)組操作人員查詢各個(gè)比例閥的開關(guān)過(guò)程，以及閥之間的配合關(guān)系等。如果操作人員要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，也可以以數(shù)據(jù)報(bào)表的形式保存 。

4 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐證明用VB調(diào)用PRODAVE動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)集成的函數(shù)進(jìn)行上位機(jī)監(jiān)控軟件的開發(fā)，并通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)S7-400 PLC與上位機(jī)的通信，通信實(shí)時(shí)性好，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性高，且滿足30MN快鍛液壓機(jī)組的工藝要求。

參考文獻(xiàn)

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作者單位

1.西安蘭石重工機(jī)械有限公司 陜西省西安市 710065

2.長(zhǎng)安大學(xué) 陜西省西安市 710064