SIEMENS S7 PLC與監(jiān)控軟件IFIX驅(qū)動連接方式簡介

【摘要】本文主要介紹了采用工業(yè)以太網(wǎng)（PROFINET）卷煙廠制絲生產(chǎn)線控制系統(tǒng)中SIEMENS S7 PLC與上位監(jiān)控軟件IFIX通訊的幾種驅(qū)動方式。文章分析了幾種驅(qū)動方式的通訊機(jī)理、使用環(huán)境、優(yōu)點與缺點，同時詳細(xì)介紹了這幾種驅(qū)動連接方式的配置方法。通過對制絲生產(chǎn)線控制系統(tǒng)中幾種驅(qū)動方式的使用情況分析，對IFIX監(jiān)控軟件與SIEMENS S7 PLC通過普通以太網(wǎng)卡通訊給出了最佳的連接方式，并詳細(xì)說明了具體配置方法。

【關(guān)鍵詞】工業(yè)以太網(wǎng)；制絲生產(chǎn)線；PLC；IFIX；驅(qū)動

1、前言

隨著以太網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展及它的80%的市場占有率和現(xiàn)場總線的明顯缺陷，促使工控領(lǐng)域的各大廠商紛紛研發(fā)出適合自己工控產(chǎn)品且兼容性強的工業(yè)以太網(wǎng)。其中應(yīng)用最為廣泛的工業(yè)以太網(wǎng)之一是德國西門子公司研發(fā)的SIMATIC NET工業(yè)以太網(wǎng)。它提供了開放的，適用于工業(yè)環(huán)境下各種控制級別的不同的通信系統(tǒng)，這些通信系統(tǒng)均基于國家和國際標(biāo)準(zhǔn)，符合ISO/OSI網(wǎng)絡(luò)參考模型。SIMATIC NET工業(yè)以太網(wǎng)主要體系結(jié)構(gòu)是由網(wǎng)絡(luò)硬件，網(wǎng)絡(luò)部件，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通信處理器和SIMATIC NET軟件。

煙草企業(yè)制絲生產(chǎn)線工藝流程最長、工序最繁雜、設(shè)備種類最多的生產(chǎn)線。制絲生產(chǎn)線集中控制系統(tǒng)采用了SIMATIC NET工業(yè)以太網(wǎng)，按照葉片線、葉絲線、梗線、混絲線等工藝段劃分，各工藝段通過段PLC（S7-400）掛接段內(nèi)PROFINET IO站點，然后再通過SIMATIC NET工業(yè)以太網(wǎng)將各工藝段相聯(lián)，系統(tǒng)上位監(jiān)控軟件采用GE公司的IFIX4.0，工業(yè)以太網(wǎng)通過IFIX軟件將工業(yè)現(xiàn)場的PLC、主機(jī)、工作站和個人電腦聯(lián)網(wǎng)通訊，實現(xiàn)對設(shè)備的監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集。

2、IFIX軟件與S7 PLC通訊的幾種驅(qū)動方式簡介

制絲線集控系統(tǒng)設(shè)備數(shù)量多，主機(jī)設(shè)備近100臺，采用了S7-300/S7-400 PLC控制，在的主機(jī)設(shè)備中用到了PROFINET、PROFIBUS-PA、PROFIBUS-DP、AS-I等現(xiàn)場總線，鑒于系統(tǒng)節(jié)點多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點，在設(shè)計IFIX軟件與S7 PLC通訊時采用多種通訊方式。主要包括：SI7、S7A、SL4、SIX 四種通訊驅(qū)動方式，現(xiàn)將這幾種通訊驅(qū)動方式簡要介紹如下：

2.1 IFIX軟件與S7 PLC通過OPC方式進(jìn)行通訊

SIMATIC NET是SIEMENS公司針對第三方開發(fā)的軟件，是SIEMENS結(jié)合OPC的特點在工業(yè)層面上提供給您的一個開放的、多元化的通訊系統(tǒng)。它意味著您能將工業(yè)現(xiàn)場的PLC、主機(jī)、工作站和個人電腦聯(lián)網(wǎng)通訊，為了適應(yīng)自動化工程中的種類多樣性，SIMATIC NET推出了多種不同的通訊網(wǎng)絡(luò)以因地制宜，OPC是一種通訊方式。SIMATIC NET OPC服務(wù)器隨SIMATIC NET軟件光盤提供，其名稱為OPC. SIMATIC NET。OPC客戶應(yīng)用程序可以通過一個標(biāo)準(zhǔn)、開放的多供應(yīng)商接口，與OPC服務(wù)器進(jìn)行通訊。

為了解決IFIX與SIEMENS PLC之間的通訊，可以從SIMATIC NET中讀取數(shù)據(jù)，IFIX提供了SI7的通訊驅(qū)動，只要安裝了SI7驅(qū)動程序，就可以對SIMATIC NET OPC SERVER中進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫。

安裝SIMATIC NET軟件后，產(chǎn)生一個虛擬的OPC服務(wù)器，SI7相當(dāng)西門子OPC的客戶端，SI7通訊驅(qū)動程序通過虛擬的OPC服務(wù)器與PLC進(jìn)行通訊。

制絲線集控系統(tǒng)運行二年以來，這種連接方式運行較穩(wěn)定，但是從實踐結(jié)果看：

1、這種通訊連接方式安裝調(diào)試非常麻煩。例如：如果要安裝HMI工作站，首先要安裝HMI軟件（IFIX），其次安裝SIMATIC NET軟件以及SI7通訊驅(qū)動程序，然后對軟件系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試實現(xiàn)正常通訊，與其這樣不如直接采用OPC的方式。

2、系統(tǒng)運行中發(fā)現(xiàn)，IFIX FOR SI7通訊方式最大不能超過4個HMI連接，如果超過4個會出現(xiàn)個別PLC站點數(shù)據(jù)采集偶爾中斷現(xiàn)象。

2.2 IFIX軟件與S7 PLC通過S7A驅(qū)動程序進(jìn)行通訊

IFIX軟件的I/O驅(qū)動中沒有提供以太網(wǎng)TCP/IP驅(qū)動，IFIX FOR S7A驅(qū)動是基于TCP/IP協(xié)議的，它與IFIX FOR SI7驅(qū)動不同之處在于，IFIX FOR S7A 驅(qū)動與PLC連接時不需要安裝SIMATICNET軟件，而且至少可以連接8個以上PLC。

從現(xiàn)在集控系統(tǒng)運行情況看，IFIX FOR S7A 驅(qū)動運行很穩(wěn)定，不需要煩雜的配置，安裝調(diào)試方便，讀寫S7-300/S7-400 PLC速度較快，比較好用。

2.3 IFIX軟件與S7 PLC通過SL4驅(qū)動程序進(jìn)行通訊

SL4驅(qū)動程序是通過西門子網(wǎng)絡(luò)第四層連接西門子PLC。S5：支持115U、135U、155U，支持CP143或CP1430通訊模塊。S7：支持300和400系列PLC，但不支持CP443-TCP模塊。西門子S5和TI PLC 使用較少，在這里不做介紹。

2.4 IFIX軟件與S7 PLC通過SIX驅(qū)動程序進(jìn)行通訊

SIX驅(qū)動走的是ISO協(xié)議，安裝調(diào)試也比較簡單，但是工程上使用的較少。SIX驅(qū)動不需要安裝SIMATIC NET軟件，較SI7驅(qū)動好用。

3、IFIX軟件與S7 PLC通訊的幾種驅(qū)動方式配置簡介

通過對制絲線集中控制系統(tǒng)近兩年的運行情況看，S7A驅(qū)動的安裝調(diào)試簡單，運行穩(wěn)定可靠；SIX驅(qū)動在與S7-300PLC通訊時運行也很穩(wěn)定，配置也較簡單；SI7驅(qū)動安裝調(diào)試復(fù)雜，在與S7-300PLC通訊時運行不穩(wěn)定；SL4的驅(qū)動用的很少。

下面僅以Ifix與西門子S7-PLC通訊S7A驅(qū)動配置方法進(jìn)行說明

1）在Windows操作系統(tǒng)下，開始-程序菜單運行S7A PowerTool軟件；

2）鼠標(biāo)點擊中“Connect...”按鈕，進(jìn)入S7A PowerTool；

3）用鼠標(biāo)點擊窗口下方的“Add Channel”按鈕，添加一個新的通訊服務(wù)。在窗口工具欄下方區(qū)域修改“Channel”名稱，如“Xlcf”，然后勾選“Enable”復(fù)選框；

4）選中“Primary Comm Way”為“S7 TCP/IP”，設(shè)置“Timeout”為15000ms，“Comm Tepy”為“PG”；

5）在窗口下方用鼠標(biāo)單擊”Add Device”按鈕（下方第二個按鈕），添加一個新的通訊設(shè)備；

6）修改“Device”設(shè)備名稱如“BJ”，在“Device Paramters”中輸入PLC的IP地址，PLC的機(jī)架號，CPU槽號，選中“Enable”復(fù)選框。

7）完成以上所有設(shè)置后，鼠標(biāo)點擊”Add DataBlock”按鈕（窗口下方第三個按鈕），修改相關(guān)參數(shù)值。在Block項中輸入與S7A相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)塊的名稱，I/O Adress Setup ----Memory輸入框中選擇通訊類別（如I點，M點以及DB數(shù)據(jù)塊等），Starting中輸入連接DB數(shù)據(jù)塊的起始地址（如10.0其中10是DB數(shù)據(jù)塊號，0為DB數(shù)據(jù)塊起始地址），No.of中輸入的數(shù)據(jù)為通訊數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)長度，選中“Enable”復(fù)選框；

8）所有設(shè)置完成以后，注意保存，然后點擊綠色三角按鈕運行該設(shè)置；

9）運行后，點擊工具欄的”Display Mode-Stats Mode”按鈕（類似棒圖的按鈕），打開該畫面，可以查看通訊是否運行正常，觀察Data選項，通訊正常則顯示為“Good”。

4、結(jié)束語

制絲線集控系統(tǒng)采用了近幾年來工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的新技術(shù)，為整條制絲線的穩(wěn)定運行提供了技術(shù)保障，整條線滿足了信息控制一體化的要求，尤其是人性化的Ifix監(jiān)控系統(tǒng)為使用操作提供便捷的人機(jī)接口，與底層PLC數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確可靠，將整條制絲線的設(shè)備控制、數(shù)據(jù)傳輸、信息管理等系統(tǒng)更加扁平化，大大提高了生產(chǎn)效率以及經(jīng)濟(jì)效益。