1、 基于PROFIBUS總線的數據采集監控系統Data Acquisition and Monitoring System Based on PROFIBUS 摘要本文主要講述如何利用Siemens公司S7-300系列PLC進行現場級的數據采集，然后利用PROFIBUS總線和管理級的WinCC進行通信，通過WinCC的組態界面進行現場級的監控。關鍵詞 PROFIBUS;WinCC; PROTOOL；S7-300AbstractThis article mostly narrates how to perform local levels data acquisition by Siemens c

2、ompanys PLC of S7-300 series, then how to communicate with WinCC by utilizing PROFIBUS , and realize local levels monitoring by WinCCs configuration interface.Keywords PROFIBUS; WinCC; PROTOOL；S7-3001. 引言現場總線(Fieldbus)是當今自動化領域技術發展的熱點之一，被譽為自動化領域的計算機局域網1。許多的工廠已由原先的人工現場管理逐步轉向基于網絡的遠程監控自動管理形式，而PROFIBUS是目

3、前最成功的現場總線之一2。對此 ，本文敘述了Profibus現場總線在廣東南方制堿廠的應用實現過程。2 項目背景廣東南方制堿有限公司是我國華南地區一家中型純堿生產企業，具有較強的市場競爭能力。工廠有將近10個車間，原系統現場的控制均采用傳統的儀表控制，各車間自動化系統成為信息孤島，自動化水平比低、勞動強度大、效率低。為了實現信息化促進產業化、工業化、現代化的要求，為了實現與國際接軌，工廠決定由原先的人工現場管理轉向基于網絡的遠程監控自動管理形式。3 PROFIBUS總線應用廣東南方制堿有限公司利用西門子公司的S7-300系列PLC構成數據采集系統，通過PROFIBUS總線將采集的現場數據傳輸到

4、監控中心進行處理，實現遠程監控。系統采用了多主站的工作方式，對每個主站，分別采用了PC一級主站、S7-300二級主站和ET200M系列從站，系統結構圖如圖1所示：圖1 系統結構4 車間硬件組態與軟件編程現場級設備的組態即S7-300的組態，主要是在STEP 7軟件平臺下進行的，在該平臺下，可以完成PLC的軟硬件組態。l 硬件組態首先啟動STEP 7,可以利用向導建立一個項目和添加所需CPU的型號，本工程由實際需要選擇CPU315-2DP，它有MPI接口和DP接口。進入項目以后，雙擊Hardware圖標變可進入硬件組態界面，組態后的界面類似于圖2所示：圖2 硬件組態通過該組態界面可以定義各模塊的

5、地址，信號類型，PROFIBUS的網絡屬性，以及站地址，其中站地址在與WinCC通信是很重要的一個參數。設定好硬件組態后，就要以此為依據進行軟件組態。l 軟件編程以車間“出氨鹽水流量調節”信號點為例，首先建立符號表，符號表的作用是可以用直觀的名稱來代替地址符號，為以后的賦值帶來極大方便。符號表建立如表1：表1 信號點符號表符號地址數據類型注解TIC-5001PIW 256INT出氨鹽水流量調節然后建立數據塊（DB），數據塊用于存儲數據采集結果，以便其它對象的調用。在項目中插入一個數據塊對象，命名為DB1，雙擊進入數據塊組態界面，組態信號點如表2：表2 數據塊1（DB1）地址名字類型初始值注解+

6、0.0TIC_5001REAL0.000000e+000出氨鹽水流量調節有了符號表和數據塊就可以進行相應的程序設計了，本實例實現實際值和工程值的轉換，使用梯形邏輯（LAD）生成S7程序。程序如下：圖3 程序圖示其中功能塊“SCALE”即系統自己帶的FC105塊，它是根據現場信號量程而編的一個比例程序。用于實現所需工程值的轉換；IN為信號輸入端，使用符號表中的數據，HI_LIM為工程值的最大值，這里為100，LO_LIM為工程值的最小值，這里為0，OUT 為信號輸出端，使之存入DB塊的相應的地址。以后就可直接從中取數。各個車間的數據采集與監控系統采用西門子PROTOOL軟件組態。我們選擇1個畫面

7、部分實例，代表PID液位控制部分。 圖4 HMI圖示各個車間部分系統組態后，就可以利用PROFIBUS總線及WinCC中相應的通信協議與管理級進行通信，組成PROFIBUS網絡系統。5 管理級WinCC以及與STEP7的通訊 WinCC為了能夠實現與STEP7通訊，實現過程數據的自動傳輸，減低WINCC中過程歸檔的繁瑣，也大大的減低的錯誤的發生概率。要將WinCC集成到STEP 7項目中，方法如下： WINCC選擇自定義安裝，在通訊中選擇驅動，然后選中對象管理和AS-OS。接下來采用默認的方式繼續下去即可。 在 STEP 7項目中，添加一個操作員站并將其名稱改變成已建立的WinCC項

8、目名稱。 將已建立的WinCC項目的所有文件復制并保存到STEP 7項目路徑“wincprojWinCC Project Path ”里。項目集成好后，打開變量記錄窗口，通過歸檔向導選擇過程值歸檔，添加變量，在變量選擇窗口中，可以看到集成的STEP 7中的變量，這正是我們所需要的變量，如圖5所示：圖5 變量選擇 本實例選取在STEP 7中組態的變量，即：車間DB1中的TIC_5001，單擊確定，選擇網絡連接，如圖4所示：圖4 網絡連接根據實際情況選擇相應的協議，這樣就實現了WinCC與STEP 7的通信，從而避免了手動的配置。根據實際的需要可以對歸檔變量進行相應的處理。對歸檔變量進行處理，首先

9、涉及到與Sybase數據庫的連接，因為變量都存儲在該數據庫中。簡單結束如何通過C動作連接數據庫，將上述歸檔變量TIC_5001從數據庫中導出，程序實現如下：#include "apdefap.h"void OnClick(char* lpszPictureName, char* lpszObjectName, char* lpszPropertyName)char* path=”C:SIEMENSCommonsqlanyisql q b c”;char* parameters=”UID=DBA;PWD=SQL;DBN= CC_Project_02-09-10_21:17:1

10、3R”;char* action=”read D:WinCCProjectarchiv.sql”;char ExportArchive200;sprintf(ExportArchive, ”%s %s %S”, path,parameters,action);ProgramExecute(ExportArchive);其中，變量path包含了至isql.exe程序的路徑及調用參數，變量parameters包含了在交互式SQL登陸對話框中進行數據庫連接的條目：UID(用戶ID)；PWD（口令）；DBN（數據庫名稱），ODBC數據源的名稱，可在控制面板>ODBC>用戶DSB標簽中確定，

11、變量action表示將要執行的在archiv.sql文件中列出的SQL語句，這些語句概括在ExportArchive中，并用ProgramExecute()函數來執行。archive.sql文件內容為：select * from PDE#HD#duanshao#TIC_5001;output to D:WinCCProjectarchiv.txt format ascii文件實現功能：在打開的數據庫內，選擇測量值歸檔，然后用輸出命令導出到ASCII文件archiv.txt。6 結束語該項目自從2003年8月投產運行，設備運行良好，通信從未出現任何問題。本系統選用的Siemens公司的自動化產品經實際的運用測試，