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小皮带线对象系统远程监测技术研究(桂理工),皮带,对象,系统,远程,监测,技术研究,理工
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桂林理工大学本科毕业设计论文学 号： 310644215 题目类型： 设计 （设计、论文、报告）桂林理工大学GUILIN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY本科毕业设计（论文）题目： 小皮带线对象系统远程 监测技术研究 学 院： 机械与控制工程学院 专业(方向)： 机械设计制造及其自动化 (模具设计与制造) 班 级： 机械11-2班 学 生： 谭振彬 指导教师： 周轶旻 2015 年 05 月 28 日29摘要随着工业自动化程度的不断提高，利用传统手工方法把物料进行分类已经无法适合现代化生产的需求，现在人们找到了对不同材质和颜色的物料利用不同功能的传感器采集信号实行自动分拣的方法。通过建立监测系统对小皮带线对象系统进行远程监测，在监测界面查看检测画面的变化就能知道小皮带线对象系统设备的实时运行情况，从而实现监测的自动化和远程化。本设计针对以西门子S7-200 PLC为核心的特定小皮带线对象系统，在OPC技术的基础上，在上位机中运用WinCC组态软件研究上位机与小皮带线对象系统之间的远程通信如何实现，如何使上位机通过WinCC组态软件远程监测小皮带线对象系统的运行情况。通过对小皮带线对象系统的远程监测研究，可以进一步提高生产管理过程的自动化和远程化，提高生产的效率。关键词：OPC；远程监测；S7-200 PLC；WinCCSmall belt line Remote Monitoring Technical ObjectsStudent: TAN Zhen-bin Teacher: ZHOU Yi-minAbstract: With the continuous improvement of industrial automation, the traditional manual sorting of materials have been unable to fit the needs of modern production, it is now found in different materials and colors of materials with different functions of the sensor signal to carry out automatic sorting method for acquisition. Through the establishment of the monitoring system for small belt line object for remote monitoring, see the change in color of the screen graphic interface will be able to know real-time monitoring of the operation of the field of machinery and equipment in order to achieve automation and remote monitoring technology.This design in view of the Siemens S7-200 PLC as the core of specific small belt line object system, based on OPC technology, using the WinCC configuration software in the upper machine research between upper machine and small belt line object system how to realize the remote communication, how to make the PC through the WinCC configuration software remote monitoring operations of small belt line object system.Through research on small belt line object system of remote monitoring, can further improve the automation of the process of production management and remote, and improve the efficiency of production.Keywords:：OPC；remote monitoring；S7-200 PLC；WinCC目次摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 研究课题的现状以及发展趋势11.2 设计研究方案11.3 具体研究内容21.4 关键技术31.5 课题研究的意义3第2章 小皮带线对象系统42.1 小皮带线硬件组成42.1.1传感模块42.1.2PLC模块52.1.3气动模块52.2 硬件设备的连接62.3 小皮带线对象的I/O地址分配62.4 分料流程72.5 本章小结7第3章 小皮带线对象系统的软件设计83.1 方案的设计83.2 STEP7-Micro/WIN的变量设定83.2.1变量设定的步骤93.2.2设定变量的目的103.3 用PC Access软件建立并设置OPC服务器103.3.1建立OPC服务器113.3.2建立OPC服务器的意义133.4 建立OPC服务器与WinCC组态软件通讯133.4.1设置服务器机与客户机资源共享133.4.2DCOM的配置143.4.3添加驱动程序和变量183.5 组态监测画面193.5.1组态监测画面193.5.2设置图形属性的目的22第4章 实际运行工程23第5章 总结25致谢26参考文献27附录128 桂林理工大学本科毕业设计论文第1章 绪论1.1 研究课题的现状以及发展趋势随着计算机技术、控制技术、网络技术和通信技术的迅猛发展，自动化产品呈现出小型化、网络化、PC（Personal Computer）化、开放化和低成本的趋势发展，并逐渐形成了各种标准的硬件、软件和网络结构系统。在现代自动化系统中处于核心地位的可编程控制器是综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术等现代科技而发展起来的一种新型工业自动控制装置，是将计算机技术应用到工业控制领域的新产品。顺应自动化产品的发展趋势，可编程逻辑控制器（PLC）（Programmable Logic Controller）向高集成度、小体积、大容量、高速度、容易使用、高性能等方向发展1。监控组态软件是自动化系统的桥梁和纽带，是不可缺少的关键组成部分。WinCC（Windows Control Center）拥有生产自动化和过程自动化的功能，成功实现了相互之间的无缝集成，同时实现了与下位机PLC单元的无缝连接。通过添加相应的通讯协议，其变量可与PLC中的输入或输出变量相对应，实现同步控制。生产过程控制越来越趋向于使用WinCC组态软件远程监测S7-200系列PLC。但由于S7-200 PLC与WinCC组态软件之间没有相应的通讯协议，所以S7-200 PLC与WinCC组态软件不能直接通信，还需要相应的辅助软件和硬件系统，为此如何实现WinCC组态软件与S7-200 PLC的远程通讯成为现实工程中需要解决的问题。1.2 设计研究方案本设计（论文）所要研究的课题是小皮带线对象系统的远程监测技术研究，本设计（论文）所达到的预期要求如下：一是针对某特定的以西门子S7-200 PLC为核心的小皮带线对象系统；二是在上位机中运用WinCC组态软件，基于OPC（OLE for Process Control）技术，研究上位机与小皮带线对象系统之间的远程通信如何实现；三是实现上位机通过WinCC组态软件远程监测小皮带线对象系统的运行情况。上位机和PLC的远程通讯从两个方向考虑，即硬件和软件。在硬件方面，由于实验室条件的限制，选择使用PC/PPI（personal computer /Point to Point Interface）电缆作为数据传输线，用以太网线把服务器和客户机连接入以太网。在软件方面，由于WinCC组态软件没有集成S7-200 PLC的通讯驱动程序，所以不能直接与S7-200 PLC通讯，但是WinCC组态软件自带有OPC服务器客户端的驱动。PC Access 软件是专门用于S7-200 PLC的OPC服务器软件，内置了OPC测试Client。通过PC Access 软件建立并设置的OPC服务器，可以实现WinCC组态软件与S7-200 PLC之间的数据交换2。通过PC/PPI电缆，把S7-200 PLC连接到服务器机，实现S7-200 PLC与PC Acess的数据交换。运行在客户机上的支持OPC标准的WinCC作为OPC Client（客户端），以太网作为服务器机和客户机之间的传输介质，再利用PC Access软件建立OPC服务器作为WinCC组态软件与硬件S7-200 PLC通信的桥梁，实现底层数据与上位机之间的数据交换，进而实现远程监测小皮带对象中设备的实时运行情况3。最终拟定的方案如图1.1所示。图1.1总体方案示意图1.3 具体研究内容通常情况下，研究或设计一个自动化装置，首先就是要了解硬件中每个元件的工作原理以及主要用途，然后结合所应用软件的分析，最终得出研究结论或设计结果。本次课题主要是针对特定小皮带线对象，其主要的硬件组成部分由气动部分、传感器部分、S7-200系列PLC以及小皮带线部分组成。软件方面主要是STEP7-Micro/WIN编程软件、PC Access软件、WinCC组态软件三种软件。在硬件方面，根据实验室现有设备对特定的以S7-200PLC为核心的小皮带线对象系统进行分析和研究。在软件方面，主要是使用STEP7-Micro/WIN编程软件设定与S7-200 PLC实际相对应的I/O（Input/output）地址变量并编写系统程序。然后通过PC Access软件建立OPC服务器，使WinCC组态软件与S7-200 PLC通过OPC服务器的桥梁作用实现数据交换。再利用WinCC组态软件组态监测画面远程监测小皮带线对象系统的实际工作情况，从而实现上位机远程监测小皮带线对象系统的实时运行情况4。具体研究内容如下：第一，学习S7-200 PLC工作原理和基本指令以及操作STEP7-Micro/WIN编程软件，懂得设定STEP7-Micro/WIN编程软件的变量与OPC服务器的链接。第二，熟悉PC Access软件的使用，并使用PC Access软件建立并设置OPC服务器。第三，懂得设置客户机与服务器机使两者间实现资源共享。第四，熟悉WinCC组态软件的操作，懂得WinCC组态软件与OPC服务器的链接设置。第五，调试组态软件是否实现通信链接，并组态远程监测画面。1.4 关键技术本课题设计需要解决的主要问题是：研究上位机与小皮带线对象系统之间的通信如何实现？如何实现上位机通过WinCC组态软件远程监测小皮带线对象的运行情况？为此要完成本课题设计任务要求，需要攻克以下几点内容：第一，如何使用STEP7-Micro/WIN软件进行编程和设定变量。第二，如何使用PC Access软件建立并设置OPC服务器。第三，如何实现上位机WinCC组态软件与S7-200 PLC之间的远程通信。第四，如何运用WinCC组态软件中的图形编辑器，以及如何组态远程监测画面。 1.5 课题研究的意义本次设计的主要意义就是建立了远程监测系统。把服务器机和客户机用以太网线连接入以太网，然后用PC/PPI电缆把S7-200 PLC和服务器机连接起来，再利用服务器机上的PC Access建立OPC服务器，使得客户机上的WinCC组态软件能够与S7-200 PLC实现间接通信，进而实现在客户机上通过WinCC组态监测画面远程监测小皮带线对象系统的实时运行情况。监测系统对于保障生产的安全和方便生产的管理有着非常重要的意义。监测系统的建立不仅能让使用者方便观察机械的运动情况，而且还能从监测画面实现对机械实时状态的了解。此外，还可以进一步提高工业生产的自动化和远程化，提高生产效率。通过本次毕业设计，使我们初步了解了S7-200系列PLC的基本特点和STEP 7-Micro/WIN软件、WinCC组态软件和PC Access软件的基本操作方法和工作原理。同时，在同学和老师的帮助下分析并解决设计中遇到的问题，锻炼了动手能力和学习能力，可以更好地适应以后的工作。第2章 小皮带线对象系统皮带线是靠电机驱动的连续运输设备，被广泛应用于工业和各种生产型企业中，它的典型应用就是工厂中的流水线，它为工厂生产效率的提高做出了巨大贡献。2.1 小皮带线硬件组成本设计所要求针对的特定小皮带线系统具体元件是主要由：传感模块、PLC模块、气动模块、皮带线、物料分离架和若干导线组成。如图3.1所示。图3.1小皮带线对象系统2.1.1传感模块磁性传感器在有磁性材料接近的时候，它的常开触点就闭合，同时磁性传感器的指示灯亮。在本次设计中磁性传感器用于感应小皮带线的气缸的前后限位。电容传感器的原理是当被测物接近（检测范围内）时输出信号，对不同材料的检测距离不相同。此传感器在本次设计中用来检测金属物料的到位。电感传感器的原理是当被测物接近（检测范围内）时输出信号。其可以检测金属和非金属，对不同材料的检测距离不相同。在本次设计中电感传感器用来区分金属和非金属物料，当金属物料接近电感传感器时，电感传感器就会有信号输出；而非金属物料接近时，电感传感器没有信号输出。光电传感器的原理是当被测物接近（检测范围内）时输出信号，对不同材料的检测距离不相同。在本次设计中电容传感器用于区分黑白物料，当白色物料接近光电传感器时，光电传感器就会有信号输出；当黑色物料接近光电传感器时，光电传感器没有信号输出。电感传感器、电容传感器和光电传感器都具有开关特性，可以当作开关器件用作数字量输入设备。而磁性传感器本身就是一个开关器件，是一个典型的数字量输入设备5。2.1.2PLC模块S7-200 PLC是一个小型可编程逻辑控制器，适用于各行各业、各种场合中的检测及监测的自动化。S7-200系列PLC的强大功能使得无论是在单机操作，或者连接成网络皆能实现复杂控制功能，具有较高的性价比6。广泛应用于冶金、机械制造、化工、轻工、石油、煤炭、食品加工等行业，特别是在加工、装配检验、包装等自动化生产线上。2.1.3气动模块 利用气缸的伸缩，把物料从皮带线推离到相应料架上，达到物料分拣的效果。气动模块由电磁阀（二位五通气控换向阀）和气缸组成。如图3.2所示。此类电磁阀又称为先导式电磁换向阀，它是应用电磁力相吸的原理来推动阀心换向，改变气流的流动方向，从而控制气缸的伸缩。在电磁阀未通电时，高压气体从A流向气缸的左气腔（有杆气腔），气缸处于缩回状态。当电磁阀通电时A、B的气流流向发生改变，高压气体从B流向气缸的右气腔（无杆气），气缸处于伸出状态。因此控制电磁阀的通断电就可以控制气缸伸缩。图3.2换向阀控制气压缸原理图2.2 硬件设备的连接根据设计研究的需要和硬件的实际应用情况，设计并确定了传感模块、气动模块分别与PLC模块之间的接线，让小皮带系统拥有设计研究需要的功能。具体接线如图3.3所示。图3.3接线示意图 2.3 小皮带线对象的I/O地址分配在以PLC为核心的自动化控制系统中，首要环节就是根据设计所要实现的功能，拟定实际硬件的I/O分配。结合实际电路，确定小皮带线硬件系统对应S7-200 PLC的I/O地址分配，一旦确定下来，就不能随意更改，因为I/O分配是完成设计的基础，改变了I/O分配将会带来许多不必要的工作，甚至会导致整个小皮带线系统都要重新设置，影响工作效率。最终确定小皮带线的I/O地址分配，如表3-1所示。表3-1小皮带线对象的I/O地址分配表注释地址右气缸前限位I0.4右气缸后限位I0.5金属到位（电容传感器）I0.6磁性检测（电感传感器）I0.7颜色检测（光电传感器）I1.1左气缸Q0.1右气缸Q0.22.4 分料流程为了达到预期的要求，根据PLC实验室的设备和特定的小皮带线对象系统的硬件设施并结合实际情况，设计物料分拣的流程。当相应的工件接近检测的传感器时，传感器就会有信号输出，传输到S7-200 PLC中，S7-200 PLC读取输入信号的状态和数据，处理完信号后就会通过输出模块向给电磁阀输出信号，相应的气缸就会伸出，把工件顶出小皮带线，从而实现了材料的分拣。在S7-200 PLC接受到传感器输出的信号的同时，会把信号处理成为数据传到STEP7-Micro/WIN软件中，在OPC服务器的桥梁作用下，WinCC组态软件可以接收到这些数据并显示在WinCC组态监测画面上7。当小皮带线上的白色物料接近光电传感器时，光电传感器和气缸后限位的磁性传感器都有信号输出，此时右气缸会伸出，把白色物料从小皮带线上顶出到物料分料架上，而在右气缸伸出后，气缸前限位的磁性传感器有信号输出，右气缸就会缩回；当小皮带线上的黑色金属物料接近光电传感器时，光电传感器没有信号输出，当接近电感传感器时，电感传感器会有信号输出，同时黑色金属物料随小皮带线继续前行，当接近电容传感器时，电容传感器就会有信号输出时，此时左气缸伸出，把工件从小皮带线上顶出到物料分料架上；当小皮带线的黑色非金属物料依次接近光电传感器、电感传感器和电容传感器时，这三个传感器都没有信号输出，左右气缸都不会伸出，黑色非金属物料就会从小皮带线流出，从而实现了对白色物料、黑色金属物料和黑色非金属物料的分拣。2.5 本章小结通过对特定的小皮带线对象系统硬件的研究，进一步了解了小皮带线对象系统硬件中各元件的工作原理以及各元件在小皮带线系统中的用途，按照所设计的接线图用导线将各元件接到S7-200 PLC的I/O接口，并确定小皮带线对象的I/O地址分配。小皮带线对象的I/O地址分配表是STEP7-Micro/WIN软件进行程序编辑和变量设定的依据，为接下来软件部分的设计提供了基础。后面的软件部分都是严格按照硬件的实际使用情况来设计的，是在小皮带线对象的I/O地址分配确定的基础上进行设计的。第3章 小皮带线对象系统的软件设计3.1 方案的设计根据实验室所提供的硬件设备和工艺要求，采用图4.1所示的软件设计方案图4.1方案简要示意图根据实际硬件的I/O地址分配使用STEP7-Micro/WIN编程软件编写系统程序并在符号表上输入I/O变量，将程序下载至S7-200 PLC；利用PC Access软件建立OPC 服务器并使其与S7-200 PLC建立通讯链接；把服务器机和客户机用以太网线连接到以太网，在客户机上安装WinCC组态软件，利用WinCC组态软件上设置的OPC驱动，实现WinCC组态软件与OPC服务器的通讯。WinCC作为OPC客户端使用服务器中的数据，间接实现与S7-200 PLC远程通讯，再利用WinCC软件组态监测画面并调试运行，从而实现上位机远程监测小皮带线对象系统的实时运行情况。在整个系统中，小皮带线对象系统的动作变化是通过传感器来感应的，传感器把感应到动作变化转换为电信号传到S7-200 PLC的I接口，S7-200 PLC再把动作的变化量反馈给OPC服务器，通过服务器传输到WinCC组态软件的特定变量中，最后在客户机上的WinCC组态软件中的监测画面就可以看到小皮带线对象系统的运行情况8。3.2 STEP7-Micro/WIN的变量设定 STEP7-Micro/WIN编程软件是以Windows为基础的应用软件，是西门子公司专门为S7-200 PLC而开发的设计软件，是S7-200 PLC不可缺少的应用工具。它的功能非常强大，主要是为用户开发控制程序，并可以对用户程序进行实时监测2。本次设计利用STEP7-Micro/WIN编程软件，根据特定小皮带线对象系统硬件的I/O地址分配在软件程序块中编写系统程序，编译，如果有错误就要修改，修改到编译后的总错误数目是0为止，然后在符号表中输入I/O变量。设置软件的PG/PC接口，通过PC/PPI电缆线将程序和设定好的变量下载到S7-200 PLC的CPU224中，运行程序 9。3.2.1变量设定的步骤第一步，编写程序。首先打开STEP7-Micro/WIN软件，新建一个名为“XIAOPIDAI”（小皮带）的文件，在程序块中根据I/O分配表及工艺要求编写小皮带线对象系统的程序，如图4.2所示。详细程序见附录1。图4.2编辑程序第二步，设定变量。打开符号表窗口，将小皮带线对象的I/O地址分配依次填入符号表中，其中符号一栏必须是英文字母，注释必须与符号一一对应，编译后保存项目。如图4.3所示。其中I0.4I0.7和I1.1为外部信号输入变量，Q0.1、Q0.2为信号输出变量，M0.1和M0.2为S7-200 PLC内置变量。图4.3变量设定第三步，设置STEP 7 Micro/WIN编程软件与S7-200 PLC的通讯。打开通信窗口，通过搜索波特率的方式搜索，选择S7-200 PLC CPU224的地址，设置PG/PC接口为PC/PPI cable（COM1），到此就实现了软件与S7-200 PLC的通讯链接。第四步，下载并运行程序。首先点击下载图标，将小皮带线对象的程序和已设定好的变量下载至S7-200 PLC，然后点击“RUN（运行）”图标运行程序10。 3.2.2设定变量的目的S7-200 PLC的变量必须明确其名称、地址、数据类型等相关属性的设定，只有达到了数据传输的规范，OPC服务器才能够读取S7-200 PLC中I/O变量的数据。在STEP7-Micro/WIN编程软件中设定变量是为了定义外部设备输入/输出（I/O）信号在S7-200 PLC中的地址，实现硬件与S7-200 PLC的链接，同时也为下一步与OPC服务器交换数据做准备。同时，设置的小皮带线对象系统的I/O地址分配是WinCC组态监测画面的图形属性的数据源，为WinCC组态监测画面做好准备。3.3 用PC Access软件建立并设置OPC服务器PC Access 软件是专用于S7-200 PLC的OPC Server（服务器）软件，它可以向OPC 客户端提供数据信息，还可以与任何标准的OPC客户端通讯。OPC服务器是数据的供应方，为OPC客户提供所需的数据；OPC客户机是数据的使用方，为OPC服务器提供的数据。 而且PC Access 软件自带有OPC 客户测试端，用户可以方便的检测其项目的通讯及配置的正确性。本次设计采用OPC技术，利用PC Access软件建立OPC服务器，通过服务器采集S7-200 PLC内的数据，再传输给作为OPC 客户端的WinCC组态，最终实现S7-200 PLC与WinCC的数据交换。3.3.1建立OPC服务器OPC就是把OLE（Object Linking and Embedding）技术应用于工业控制领域，是指一个标准的、与制造商无关的特殊的COM接口，它以微软的COM（Component Object Mode）（组件对象模型）和DCOM（Distributed Component Object Mode）（分布式组件对象模型）技术为基础，定义了一套标准接口，使不同应用程序、控制器能相互交换数据，是WinCC组态软件与S7-200 PLC之间通讯的桥梁。采用OPC技术，不仅有利于系统的组态和简化系统，还可以提高软件运行的可靠性和稳定性11。在PC Access中建立新的OPC服务器，设置软件配置使之能够链接到S7-200 PLC，添加S7-200 PLC中的数据变量，保存文件，完成OPC服务器建立。第一步，设置OPC服务器与S7-200 PLC的通讯连接。用PC/PPI电缆把S7-200 PLC与服务器机链接起来，在服务器机中打开PC Access 软件，在项目管理器中点击MicroWin（COM3）设置PG/PC 接口，选择PC/PPI cable（PPI），并设置相应参数。第二步，导入数据变量。打开PC Access软件，点击“文件”“输入符号”，找到之前在STEP7-Micro/WIN编程软件建立的文件“XIAOPIDAI”，单击打开文件，如图4.4所示。图4.4导入“XIAOPIDAI”文件双击“MicroWIN（COM3）”“XIAOPIDAI”。把“用户定义1”重命名为“XPD”，如图4.5所示。之所以要重新命名文件，是因为下一步用到的WINCC组态软件不能识别中文名称的文件夹。查看右边是否出现数据变量表，同时检查是否有错误。图4.5重命名文件第三步，测试变量的测定。选择要设定的全部变量，用鼠标把将选定的数据拖拽到“测试客户机”的框栏中，刚开始“质量”都是显示“Bad”，点击“测试客户机状态”图标，测试结果如图4.6所示12。图4.6测试结果在项目代码一栏中，显示的是数据来源的物理地址，数值栏中“0”和“1”表示I/O接口所接到的硬件实时工作状态，其中“0”表示无电信号输出或输入，说明与物理地址相对应的小皮带线对象系统的元件处于不工作状态，而“1”则是表示有电信号输入或输出，说明与该物理地址相对应的元件正在处于工作状态。在“质量”一栏中，如果显示的是“Good”，表示OPC服务器能够正常读取S7-200 PLC中的数据；如果显示的是“Bad”，表示OPC服务器无法正常读取S7-200 PLC中的数据，这就需要检查软件设置参数或者重新设定数据变量的属性。通过测试结果知道，在“质量”一栏显示的是“Good”，说明OPC服务器能够正常读取S7-200 PLC中的数据。以上只是把STEP7-Micro/WIN的数值变量情况转换给OPC服务器，以“0”或“1”的形式表现出来，这样就可以通过观看数值的变化来确定小皮带线对象系统的实时运行情况。为了能够更加直观的看到小皮带线对象系统的实时运行情况，还要把数据传输到WinCC客户端，通过WinCC组态监测画面可以更加直观的看到小皮带线对象系的实时运行情况。3.3.2建立OPC服务器的意义由于S7-200 PLC与WinCC组态软件之间没有相应的通讯协议，它们之间无法实现直接通讯，必须找到一个使两者之间能够实现间接通讯的桥梁。本次设计采用PC Access软件建立的OPC服务器就是两者之间的桥梁，为作为客户端的WinCC组态与S7-200 PLC的间接通信奠定基础。 3.4 建立OPC服务器与WinCC组态软件通讯WinCC是由西门子公司开发的上位机组态软件，主要用于对生产过程进行监测，其下位机编程软件主要使用西门子公司的STEP7-Micro/WIN软件。WinCC组态软件不仅可以从可编程控制器、数据采集卡等现场设备中实时采集数据，还可以监测系统运行13。WinCC组态软件能充分利用其强大的图形编辑功能，以动画方式显示被监测设备的运行情况，对工业监测具有很大的作用。WinCC是视窗控制中心，它是第一个使用最新的32位技术的过程监视系统，具有良好的开放性和灵活性。作为西门子全集自动化系统的主要组成部分，WinCC确保了与西门子S5、S7和505系列的PLC连接的方便和通讯的高效。而且WinCC还有对西门子提供的PLC进行系统诊断的选项，给硬件维护提供了方便14。本次设计采用在客户机上的WinCC组态软件作为OPC服务器的客户端，间接接收来自PLC的数据变量，并利用软件监测功能对这些数据变量进行实时远程监测。3.4.1设置服务器机与客户机资源共享根据远程的需要，我们用以太网线把服务器机和客户机连接到以太网中，实现两者间的资源共享。然而要实现资源共享，服务器机和客户机的IP一定要在同一个网段，不在同一个网段的服务器机和客户机是不能实现资源的共享；其次要开启共享的权限，要是没有开启权限，进入计算机使用资源的时候就会被阻止。下面是设置共享的步骤。第一步，设置IP地址。在服务器机和客户机上，打开本地连接，单击“属性”，弹出“本地连接属性”框，选择“Internet协议（TCP/IP）”，单击“属性”，在弹出的窗口勾选“自动获得IP地址”和“自动获得DNS服务器地址”，退出后点击“支持”，查看两者的IP是否同一个网段，一定要保证两者的IP处于同一个网段中，这个是实现服务器机和客户机资源共享的必要条件。第二步，关闭防火墙。单击“开始”选择“设置”，然后再选择“控制面板”。找到“windows防火墙”并打开它，在弹出的窗口中选择“关闭（不推荐）”，点击“确定”退出。第三步，更改“本地策略”。“开始”“运行”输入“GREDIT”并点击“确定”，展开“Windows设置”“本地策略”“安全选项”。在右边窗口找到并右键“帐户：使用空白密码的本地帐户只允许进行控制台登录”选择属性，在弹出的窗口中选择“已禁用”并确定退出。在“安全选项”中找到“网络访问：本地账户的共享和安全模型”并双击打开，选择“经典对本地用户进行身份验证，不改变其本来身份”，单击“确定”退出。第四步，共享需要的文件。由于使用的软件都是默认安装在服务器机的C盘，所以只需对服务器机的“C盘”设置共享就可以了。打开“我的电脑”，右键“C盘”选择“属性”，在弹出的窗口中选择“共享此文件夹”、“允许最多用户”，单击“确定”退出15。第五步，资源共享的实现。由于主要是实现客户机上的WinCC组态能够读取服务器机上的OPC服务器的数据变量，所以只需在客户机上查看就可以了。打开客户机的“网上邻居”“整个网络”“Microsoft Windows Network”“WORKGROUP”“A12”（服务器机的名称）。如果可以进入到服务器机，读取服务器机C盘上的资源，说明实现了在客户机读取服务器机的资源，为客户机上的WinCC组态与服务器机上的OPC服务器链接做好准备。如果不能读取服务器机C盘的资源，客户机没有读取服务器机的权限，就要重新检查设置，看看哪些配置忘记了设置。3.4.2DCOM的配置 为了实现WinCC组态监测画面远程监测小皮带线对象系统的实时运行情况。以上设置只是实现了服务器机和客户机共享普通数据，为了实现WinCC组态软件与OPC服务器能够进行数据交换，还要进行DCOM的配置，使得WinCC组态软件能够获取OPC服务器的数据，从而实现通讯数据的交换，进而实现底层数据与上位机的通讯。第一步，单击“开始”“运行”输入“dcomcnfg”点击确定进入DCOM配置程序，如图4.7所示。图4.7打开DCOM配置第二步，在弹出的窗口中展开“组件服务”“计算机”，右键“我的电脑”选择“属性”如图4.8。图4.8打开属性对话框第三步，默认属性的设置如图4.9所示。在默认属性界面，勾选“在此计算机上启用分布式COM”和“在此计算机上启用COM Internet服务”，在默认身份验证级别选择“无”，默认模拟级别选择“标识”。图4.9设置默认属性第四步，在ESDTC界面中，点击“安全性配置”，在弹出的窗口中，设置如图4.10。图4.10设置安全性配置第五步，图4.11界面上访问权限的“编辑限制”、“编辑默认值”和启动和激活权限的“编辑限制”、“编辑默认值”都要配置。图4.11配置权限以上4个选项分别要添加“ADMINISTRATRO”、“Everyone”和“ANONYMOUS USER”这三个用户，并勾选上所有权限选项。 访问权限和启动权限的设置如图4.12所示。图4.12更改访问权限第六步，配置DCOM。展开“我的电脑”“DCOM配置”，在“DCOM配置”中找到并右键“OpcEnum”选择“属性”。弹出“OpcEnum属性”窗口，在“常规”界面中的“身份验证级别”选择“无”；在“位置”页面中，打钩“在此计算机上运行应用程序”；在“安全”界面中，启动和激活权限、访问权限都是勾选“使用默认值”，而权限配置则是选择“自定义”并“编辑”，在弹出的“更改权限配置”窗口中设置“Everyone”用户的权限，所有的允许都打勾，如图4.13所示；在“标识”界面中，勾选“系统账户（仅用于服务）”。图4.13更改配置权限第七步，在DCOM配置中找到“S7200PC Access OPC Server”，按照第六步的步骤设置“S7200PC Access OPC Server”。3.4.3添加驱动程序和变量以上设定好了WinCC与OPC服务器通讯的配置，就可以通过OPC服务器通道将数据传输到WinCC组态软件实现数据的交换，最终实现底层数据与上位机的通讯。但是要实现WinCC组态远程监测画面还需要图形属性的数据源，而OPC服务器中的数据变量就是WinCC组态监测画面中的图形属性的数据源。所以添加OPC服务器中的数据变量是为了给下一步组态画面中的图形属性提供相应的数据源，同时这些变量也是监测系统中重要的监测对象。以下是添加数据变量的步骤。第一步，新建项目。打开SIMATTC WinCC Explorer 软件，创建新项目，项目名为“XPD”。第二步，添加OPC驱动。安装好的WINCC组态软件中，会自动装载OPC运行组件，所以要首先为软件添加OPC驱动程序并进行相应组态，使WinCC能充当OPC客户端接收来自OPC服务器的数据，进而实现WinCC与OPC服务器的通讯。右键“变量管理”选择“添加新的驱动程序”，在弹出“添加新的驱动程序”窗口中找到“OPC.chn”文件，单击“打开”完成驱动程序的添加。如图4.14所示。图4.14添加驱动程序第三步，设置系统参数。在OPC通道中右键“OPC Groups”选择“系统参数”。在弹出的“OPC条目管理器”窗口中，由于是远程监测，客户机与服务器机是通过以太网线连接到以太网实现资源的共享，客户机上的WinCC组态需要的OPC变量在服务器机上，所以双击展开“WORKGROUP”“A12”（服务器机的名称），选择“ S7200.OPCServer”，单击“浏览服务器”，如图4.15所示。图4.15OPC条目管理第四步，添加条目。弹出“S7200.OPCServer”窗口如图4.16所示，双击展开“S7-200 OPCServer”“MicroMin”“XIAOPIDAI”,点击“XPD”,用鼠标选择“XPD”里面的全部文件，点击“添加条目”，出现“OPC Tags”窗口选择点击“是”。在弹出的窗口中为新的连接输入名称“S7-200 OPCServer”单击确定退出。图4.16添加项目完成以上步骤之后，数据就可以从服务器传输到客户机的WinCC组态软件上了。3.5 组态监测画面系统已经能够将底层数据上传至上位机，但是要完成对小皮带线对象的实时运行情况的远程监测，还需要WinCC组态监测画面，用动态画面来表示S7-200 PLC变量的变化，通过监测画面可以直观的看到小皮带线对象系统的变化情况。本次设计使用WinCC自带的图形编辑器完成组态监测画面。3.5.1组态监测画面上面已经添加了图形属性所需要的相应的数据源，要实现远程监测，还要利用WinCC组态监测画面。监测画面会随着小皮带线对象系统的动作变化而变化的，通过分析监测画面的变化就可以知道相对应的小皮带线对象系统的实时运行情况。组态监测画面的步骤如下。第一步，新建画面。用WinCC软件组态监测画面，在“WinCC Explorer”窗口点击“图形编辑器”“新建画面”“打开画面”。软件图形编辑器的工作界面如图4.17所示。图4.17图形编辑器工作界面第二步，绘制被监测变量图形。在图形编辑器的绘画框中，使用对象选项板提供的图形，绘制出本设计要监测的过程变量和内部变量图形，主要有气缸的伸缩和各传感器的信号变化。接着给所绘制出的图形添加名称。第三步，设置图形属性。被监测变量图形属性有几何、颜色、样式、闪烁、其它和填充。本次设计为过程变量所设定的只是颜色这个属性。双击被监测变量的图形，在弹出的对话框中的“属性”对话框中，选择“颜色”，右击“背景颜色”选择“动态对话框”。如图4.18所示。图4.18动态设置第四步，设图形的背景颜色。在弹出的“动态值范围”窗口中单击选择“布尔型”，编辑“是/真”和“否/假”的背景颜色，如图4.19所示。图4.19更改背景颜色第五步，设置变量。单击“动态值范围”窗口的图标，选择“变量”，并在弹出的“变量”选项框中，双击展开“OPC”“OPC Groups”“S7200OPCServer”，选择与图形相对应的变量，点击“确定”。完成关联变量的设置。如图4.20所示。图4.20选择对应的变量第六步，修改标准周期。在“动态值范围”窗口中单击触发器图标，在弹出的“改变触发器”窗口中，右键相对应的标准周期，选择“根据变化”。如图4.21所示。图4.21修改动态填充时间第七步，完成所有图形属性的设定。按照第三步到第六步的步骤设置所有其他被监测变量图形的属性，最后完成的监测画面如图4.22所示。图4.22完成的监测画面3.5.2设置图形属性的目的通过被监测变量图形颜色的变化来表示硬件设备的实时状态，这就需要给图形定义与硬件设备相对应的关联变量，并添加相关指令，如背景颜色为绿色的图形表示变量的“真”，背景颜色为蓝色或黄色的图形表示变量“假”。变量的“真”“假”与OPC服务器中数值的“1”“0”是对应的关系。系统整体运行后，通过图形背景颜色的变化，就可以远程监测到小皮带线对象系统的实时运行情况。第4章 实际运行工程检测实验设备气缸、各传感器、S7-200 PLC等器件运行正常。用STEP7 MicroWIN软件根据拟定的I/O分配表编辑程序并设定变量，下载S7-200 PLC；用PC Access软件建立OPC 服务器，采集PLC中的变量数据并测试其质量；把客户机和服务器机都连入以太网，实现客户机与服务器机资源的共享，然后为客户机上的WinCC组态软件添加OPC驱动程序，WinCC作为OPC 客户端访问服务器内的变量数据，间接实现了上位机WinCC与S7-200 PLC的数据交换；最后利用WinCC组态监测画面，完成远程监测系统的建立。系统整体运行后，在客户机上观看监测画面是否与小皮带线对象系统的运行情况一致，进一步分析远程监测的结果。运行整体系统后，运行系统后的初始监测画面如图5.1所示。此画面表示含义是：左气缸和右气缸的矩形的背景颜色显示为蓝色，表示左气缸和右气缸都处于缩回的状态；磁性检测和金属到位的矩形的背景颜色为蓝色，表示这两个传感器处于低电平，没有信号输出或输入；颜色检测的矩形的背景颜色为绿色，表示此时光电传感器处于高电平，没有信号输入或输出。图5.1运行系统后的初始监测画面小皮带线运动某时刻的监测画面如图5.2所示。此刻监测画面表示的含义是：左气缸的矩形的背景颜色显示为蓝色，表示左气缸处于缩回的状态；金属到位和磁性检测的矩形的背景颜色为蓝色，表示电容传感器和电感传感器都处于低电平，没有信号输出或输入；颜色检测的矩形的背景颜色为绿色，表示此时光电传感器处于高电平，没有信号输入或输出；而右气缸后限位的圆圈和右气缸的矩形的背景颜色为绿色，表示右气缸处于伸
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