PC Access OPC技術(shù)基于Excel的應(yīng)用

曹博安，李金明，李曉云

一般而言，工廠DCS系統(tǒng)都具備趨勢(shì)采集和歸檔服務(wù)功能，但其缺點(diǎn)也是顯而易見的。

缺點(diǎn)一：DCS系統(tǒng)掃描周期較長(zhǎng)，為了保證系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，一般將系統(tǒng)掃描周期設(shè)置在200～500ms左右，這樣對(duì)采集監(jiān)測(cè)頻率較高、周期較短的（例如要以2ms周期在1s時(shí)間段內(nèi)采集500個(gè)數(shù)值）過程數(shù)據(jù)值來說是不可能實(shí)現(xiàn)的；缺點(diǎn)二：雖然有些DCS系統(tǒng)在其硬件控制器內(nèi)部保留設(shè)置了一部分特殊快速讀取寄存器區(qū)域，這樣可以實(shí)現(xiàn)采集頻率高、周期短的監(jiān)測(cè)傳感器過程數(shù)據(jù)，但隨后用戶服務(wù)器上產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)庫文件會(huì)占用系統(tǒng)資源，影響系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性；缺點(diǎn)三：對(duì)于一些科研實(shí)驗(yàn)來說，為了采集實(shí)驗(yàn)設(shè)備中某一臺(tái)特定傳感器的過程數(shù)據(jù)而架設(shè)一套DCS系統(tǒng)顯然是不經(jīng)濟(jì)的，會(huì)造成很大的資源浪費(fèi)。

本文就上述問題介紹一種成本低廉、配置簡(jiǎn)單且掃描周期短、頻率高（S7-200 PLC的工作掃描周期可達(dá) 2～3ms），基于 S7-200 PC Access OPC與Microsoft Excel工作表相結(jié)合，以采集記錄生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)或?qū)嶒?yàn)設(shè)備中傳感器實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的方法。

（1）首先，在實(shí)驗(yàn)用的筆記本電腦上（作OPC服務(wù)器用，操作系統(tǒng)安裝Windows XP SP2或SP3，另外需要安裝Microsoft Office 2003）安裝S7-200 PC Access V1.0 SP4軟件，對(duì)于需要采集的傳感器數(shù)據(jù)及其在S7-200 PLC的程序采集和存儲(chǔ)地址等需要用STEP 7 Micro WIN軟件進(jìn)行編程下載到S7-200 PLC中去實(shí)現(xiàn)，限于篇幅這里不做介紹。其次，運(yùn)行PC Access軟件，創(chuàng)建新項(xiàng)目，添加需采集監(jiān)測(cè)的變量地址條目，將變量地址（即在S7-200 PLC中存儲(chǔ)需采集數(shù)據(jù)的程序地址）條目拉入測(cè)試端，與S7-200 PLC建立通訊連接。實(shí)驗(yàn)中PC Access與S7-200 PLC采用PC Adapter(PPI)通訊接口協(xié)議，地址默認(rèn)設(shè)置為0，通訊速率默認(rèn)設(shè)置為9.6 kbps，PLC的屬性中網(wǎng)絡(luò)地址設(shè)置為2，其界面如圖1。

（2）在Excel工作表中進(jìn)行PC Access OPC的導(dǎo)入連接，從Excel工作表的工具菜單中選擇加載宏選項(xiàng)，選擇瀏覽找到SIMATIC PC Access軟件的安裝路徑，一般其默認(rèn)安裝路徑是：C:ProgramsSiemensS7-200 PC AccessBin，選擇文件 OPCS7200Ex?celAddin.xla，點(diǎn)擊確定，添加成功后S7-200 PC Access OPC小工具欄就會(huì)出現(xiàn)在Excel工作表的菜單欄下。

四個(gè)功能按鈕從左到右依次是公式向?qū)В醋x取S7-200 PC Access指定條目的數(shù)據(jù)值到Excel工作表中的指定單元格）、寫入向?qū)В磳x?cel工作表中某指定單元格的數(shù)據(jù)值寫入到S7-200 PC Access的指定條目）、啟動(dòng)S7-200 PC Access數(shù)據(jù)通訊進(jìn)行數(shù)據(jù)采集記錄、停止S7-200 PC Access數(shù)據(jù)通訊停止數(shù)據(jù)采集記錄。

圖1 OPC Access操作界面圖

圖2為將S7-200 PC Access項(xiàng)目的數(shù)值讀取到Excel的A1單元格的操作界面圖：其中，Item ID項(xiàng)可以通過瀏覽PC Access項(xiàng)目文件選擇指定的具體條目，Cell項(xiàng)用于將Item ID選擇的條目保存記錄到Excel工作表的指定單元格中。

（3）在Excel工作表中將所有需要采集記錄的S7-200 PC Access條目全部插入到指定的單元格，然后啟動(dòng)S7-200 PC Access數(shù)據(jù)通訊，相應(yīng)的S7-200 PC Access條目會(huì)記錄顯示在Excel工作表的指定單元格中。圖3是某程序通過S7-200 PC Access OPC從S7-200 PLC上在150ms的時(shí)間區(qū)間采集記錄到Excel工作表中的150條記錄數(shù)據(jù)。

圖2 將S7-200 PC Access項(xiàng)目的數(shù)值讀取到Excel的A1單元格

圖3 150ms的時(shí)間區(qū)間采集記錄到Excel工作表中的150條記錄數(shù)據(jù)

圖4 某設(shè)備噴吹嘴在噴吹瞬間1s時(shí)間區(qū)間內(nèi)的壓力變化趨勢(shì)

（4）將Excel工作表中采集記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工整理可以生成各種線趨勢(shì)圖供分析研究，圖4是利用該方法采集記錄得到的某設(shè)備噴吹嘴在噴吹瞬間1s時(shí)間區(qū)間內(nèi)的壓力變化趨勢(shì)圖。

至此，S7-200 PC Access OPC數(shù)據(jù)采集記錄的通訊配置實(shí)驗(yàn)完成。

通過S7-200 PC Access OPC連接到Excel工作表與S7-200 PLC通訊來采集記錄需要監(jiān)測(cè)的生產(chǎn)過程或設(shè)備傳感器數(shù)據(jù)，具有采集記錄快、頻率高、配置操作簡(jiǎn)單、硬件成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)，非常適合分析研究較短時(shí)間段的生產(chǎn)過程傳感器的數(shù)據(jù)。