OPC通信协议说明

1、项目项目 10 S7-200 的的OPC Access通信 通信 10.1 学习目标 通过本项目的学习与训练，使学生在了解 PC Access 服务器软件 OPC 服务器软件的基础 上，全面掌握 S7-200 的 PC Access 服务器软件，并达到以下目标。 10.1.1 知识目标 了解 PC Access 软件的功能，知道 PC Access 与 Windows 操作系统的兼容性要求，主要 的硬件连接及相关注意事项。 10.1.2 技能目标 能熟练操作 PC Access 软件，正确设置 PC Access 参数，合理选择适当的连接方式建立 PC Access 与 PLC 的连接，并独立

2、完成 S7-200 与 PC Access 服务器、PC Access 服务器与 Microsoft Excel 的通信设置及数据交换。 10.2 知识准备 10.2.1 PC Access概述 1. PC Access简介 西门子推出的 PC Access 软件是专门用于 S7-200 PLC 的 OPC 服务器（Server）软件，可 以与任何标准的 OPC 客户端（Client）通信并提供数据信息。PC Access 软件自带 OPC 客户 机测试端，用户可以方便的检测其项目的通信质量及配置的正确性。 PC Access 可以用于连接西门子或者第三方的支持 OPC 技术的上位软件（如 W

3、inCC、 WinCC flexible、Microsoft Excel 等） ，目前最高支持的数据访问规范为 DA V2.05。 PC Access 目前的最新版本是 PC Access V1.0 SP3，可以在 Windows 操作系统下运行，兼 容性要求如表 10-1 所列。 表 10-1 PC Access软件与Windows操作系统的兼容性 Windows 操作系统 PC Access 版本 Win 2000 SP3 Win 2000 SP4 Win XP Win XP SP1 Win XP SP2 Win XP SP3 Vist V1.0.0 未验证 兼容 未验证 兼容 未验证 未

4、验证 未验证 V1.0.1 未验证 兼容 未验证 兼容 兼容 未验证 未验证 V1.0.2.26 兼容 兼容 兼容 兼容 兼容 未验证 未验证 V1.0.3.35 兼容 兼容 兼容 兼容 兼容 兼容 兼容 1 2. PC Access支持的通信及连接方式 PC Access V1.0 SP3 支持 S7-200 的所有通信方式，如： 通过 RS 232/PPI 多主站电缆、 USB/PPI 多主站电缆、 在 PC 机上安装 CP5611 或 CP5512 扩展卡和 MPI 电缆，连接 PC 机和 S7-200，建立 PPI 网络。 通过 PC 机上安装的 CP 卡（CP5611/CP5512）

5、和 MPI 电缆连接 S7-200，建立 MPI 网 络。 通过 PC 机上安装的 CP 卡（CP5611/CP5512）和 MPI 电缆连接 S7-200，建立 Profibus DP 网络。 通过 S7-200 上的 CP243-1 或 CP243-1 IT 模块连接工业以太网交换机（如 X208） ，建 立工业以太网络。 通过 PC 机上安装的调制解调器（Modem）连接 S7-200 上的 EM241 模块，建立拨号 网络。 3. PC Access的注意事项 使用 PC Access 不能直接访问 S7-200 PLC 存储卡中的信息 （数据归档、 配方） ； PC Access 自

6、身不包含用于创建 VB 客户端的控件；在 PC 机上可以同时用 STEP 7-Micro/WIN 4.0 和 PC Access 访问 S7-200 PLC（必须使用同一种通信方式） ；在同一 PC 机上不能同时使用 PC/PPI 电缆、Modem 或 Ethernet 访问同一个或不同的 PLC，它只支持 PG/PC-Interface 中所设置的 单一通信方式；PC Access 中没有打印工具；使用 PC Access 没有条目个数的限制；PC Access 专为 S7-200 PLC 而设计，不能应用于 S7-300 或 S7-400 PLC；PC Access 的客户测试端不支 持写

7、功能测试。 10.2.2 PC Access的基本设置 在桌面上双击“PC Access”快捷方式图标，或执行“开始”“SIMATIC”“S7-200 PC Access V1.0.3.35”“S7-200 PC Access”菜单命令，均可启动 PC Access。启动后如果 PC Access 界面语言为英文， 可执行 “Tools” “Options” 菜单命令， 选择语言环境为 “Chinese” ， 然后重新启动 PC Access，即可切换到中文状态。PC Access 的中文主界面如图 10-1 所示。 客户机测试状态窗口 项目窗口 浏览窗口 图10-1 PC Access的主界

8、面 2 PC Access 的使用非常简单，可以按 3 步设置。 1. 建立PLC连接 PC Access 软件支持多种通信连接方式，用户需要根据自己所使用的通信方式正确配置， 才能保证OPC通信的畅通。 PC Access 可与STEP 7-Micro/WIN共享通信路径， 因此凡是 STEP 7-Micro/WIN 能够访问的通信方式，PC Access 都支持。在设置通信路径时（Set PG/PC Interface） ，只需要设置 STEP 7-Micro/WIN 的路径。 （1）通过 PC/PPI 电缆通信 PC Access 可以通过 RS 232/PPI 多主站电缆、USB/PP

9、I 多主站电缆用 PPI 协议与 S7-200 通信，设置方法如下： 设置通信方式 在 PC Access 界面用鼠标右键单击 MicroWin 图标， 从快捷菜单中选择 “PG/PC 接口”命令，进入“PG/PC 接口设置”对话框，如图 10-2 所示。然后按前面介绍的 方法将接口方式选择为 PC/PPI cable(PPI)模式。 单击鼠标右键 选择 PC/PPI cable(PPI) 选择 PG/PC 接口命令 图10-2 设置通信方式 设置 PLC 的名称及网络地址 在 PC Access 界面用鼠标右键单击 MicroWin 图标，从 快捷菜单中选择“新 PLC”命令，将弹出 PLC

10、 属性对话框，如图 10-3 所示。在此可设置 PLC 的名称及网络地址。 图10-3 PLC属性对话框 （2）通过以太网通信 设置通信通道 在 PC Access 界面用鼠标右键单击 MicroWin 图标， 从快捷菜单中选择 “PG/PC 接口”命令，进入“PG/PC 接口设置”对话框，然后按前面介绍的方法将接口方式 3 选择为 TCP/IP 协议的以太网卡，建立以太网通信通道，如图 10-4 所示。 单击鼠标右键 选择 TCP/IP 网卡 选择 PG/PC 接口命令 图10-4 设置通信通道 设置 PC Access 本机的 IP 地址和 TSAP 地址 在 PC Access 界面用鼠

11、标右键单击 “NewPLC”图标，在快捷菜单中选择“属性”命令，则弹出 PLC 属性对话框，如图 10-5 所示。在此可设置 PC Access 本机的 IP 地址和 TSAP 地址。 图10-5 设置PC Access本机的IP地址和TSAP地址 要保证设置 PC Access 的本地 TSAP 地址，与 STEP 7-Micro/WIN 中组态 CP243-1 或 CP243-1 IT 时设定的远程 TSAP 地址一致，设置 PC Access 的远程 TSAP 地址，与 CP243-1 或 CP243-1 IT 设置的本地 TSAP 地址一致，也就是说两边的“本地”和“远程”TSAP 地

12、址 刚好相反。图 10-5 中 CP243-1 位于 0 号槽位，如果位于其他槽位 x，那么远程应为 10.0 x。 （3）通过 Modem 通信 PC Access可以通过Modem与S7-200 PLC通信， 要求在S7-200 PLC机架上扩展加EM241 （Modem）模块，PC 机上要安装 Modem。 设置 Modem 通信连接 在 PC Access 界面用鼠标右键单击 MicroWin 图标，从快捷菜 单中选择“PG/PC 接口”命令，进入“PG/PC 接口设置”对话框，按前面介绍的方法将接口 方式选择为 PC/PPI cable(PPI)模式。然后单击“属性”按钮，打开 PC

13、/PPI cable(PPI)属性对话 框，如图 10-6 所示。然后进入“本地连接”属性页，勾选“调制解调器连接”选项，建立设 置 Modem 通信连接。 4 图10-6 设置Modem通信连接 配置本地调制解调器 在 PC Access 界面用鼠标右键单击 MicroWin 图标， 从快捷菜单 中选择“调制解调器”“配置”命令进入“调制解调器连接设置”对话框，如图 10-7 所示。 单击鼠标右键 选择配置命令 打开调制解调器设置对话框 图10-7 配置本地调制解调器 添加新的 Modem 连接 在“调制解调器连接设置”对话框内单击“添加”按钮，启 动“添加调制解调器连接向导” ，如图 10

14、-8 所示。 选择本地的调制解调器 对调制解调器进行配置 调制解调器的连接命名 图10-8 添加调制解调器 5 单击“下一步”按钮，输入所连接的远程站电话号码，如图 10-9 所示。 图10-9 输入所连接的远程站电话号码 单击“下一步”按钮，为数据传输设置超时时间值，一般采用默认值。再单击“下一步” 按钮， 完成 Modem 配置， 并显示设置结果。 如图 10-10 所示。 单击 “完成” 按钮， 关闭 Modem 连接设置窗口，并在“调制解调器设置”对话框内显示新建连接。 显示新建Modem连接 显示 Modem 连接配置信息 图10-10 完成Modem配置 启动 Modem 连接 在

15、 PC Access 界面用鼠标右键单击 MicroWin 图标，从快捷菜单中 选择“调制解调器”“连接”命令，打开“调制解调器连接”对话框，如图 10-11 所示。 在下拉列表中选择 Modem 连接（如果有多个 Modem 时） ，然后输入（或采用默认的） 远程电话号码，然后单击“连接”按钮进行远程拨号连接。 6 图10-11 启动Modem连接 2. 建立项目 在 PC Access 界面用鼠标右键单击 MicroWin 下面的 PLC 图标（如前面新建 PLC 时所命 名的 Ethernet、Modem、PPI 等） ，从快捷菜单中选择“新”“项目”命令，打开新建项目 的“项目属性”对

16、话框，如图 10-12 所示。 定义项目的符号名 定义内存数据地址 选择数据类型 选择数据的访问方式 定义数据的下限 定义数据的上限 描述说明 启动新建项目命令 图10-12 建立PC Access项目 在该对话框内需要定义项目的符号名， 定义内存数据地址 （支持 S7-200 PLC 中所有内存 数据） ，选择数据类型及访问方式（可设为：只读、只写、读/写） ，定义数据的上下限，如有 必要，还可以进行适当的描述说明。 7 当然，也可以先新建一个文件夹，然后选择该文件夹，并将项目插入该文件夹中。 3. 导入S7-200 项目的符号表 在 PC Access 窗口内执行菜单“文件”“输入符号”命

17、令，打开“输入窗口” ，如图 10-13 所示。选择要导入符号表的 S7-200 项目（*.MWP） ，然后单击“打开”按钮即可完成 符号表的导入操作。 导入的 S7-200 项目 导入的 S7-200 项目符号（变量） 图10-13 导入S7-200项目的符号表 4. 使用客户机测试端 PC Access 软件自带 OPC 客户测试端，客户可以将创建的条目拖入测试端来检测，如图 10-14 所示。 将需要测试的条目拖 到测试客户机窗口 显示测试条目的状态 图10-14 使用客户端进行条目测试 单击“客户机测试功能键”即可观察通信质量，只能查看到条目当前值，不支持修改功 能。测试结果有两种：

18、“好”代表通信良好。 “坏”代表通信失败。 8 10.3 任务 PC Access与Microsoft Excel的通信 10.3.1 控制要求 编写 S7-200 PLC 测试程序，设置 S7-200 PC Access 服务器的通信方式，配合 S7-200 PC Access 服务器合理设置 Microsoft Excel 应用程序，然后用 Microsoft Excel 读取 S7-200 PC Access 的数据。 10.3.2 任务分析 Microsoft Excel 属于办公应用软件，除了常规办公及报表应用以外，如果添加相关 VBA 插件还可以实现其他功能。S7-200 PC A

19、ccess 提供一个针对 Microsoft Excel 的 VBA 插件，添 加该插件以后，就可以将 Microsoft Excel 作为 S7-200 PC Access OPC 服务器的客户机，并从 S7-200 PC Access OPC 服务器获取数据。 当然 S7-200 PC Access OPC 的数据来自 S7-200 PLC，Microsoft Excel 要想从 S7-200 PC Access OPC 读取数据，还必须先建立 S7-200 PC Access OPC 与 S7-200 PLC 的合理的通信连 接，在 S7-200 PLC 侧编写用户程序，并保证 S7-2

20、00 PLC 处于运行状态。 10.3.3 任务实施 1. 编写S7-200 PLC测试程序 （1）新建 PLC 项目 启动 STEP 7-Micro/Win 编程软件，执行菜单“文件”“另存为”命令，将系统自建的 项目保存为“PC_Access” 。 （2）设置 STEP 7-Micro/Win 的通信接口 用 USB/PPI 电缆连接计算机与 S7-200 PLC，将 PLC 的模式开关放置在 STOP 状态（保 证能够用 PPI 通信方式连接 PLC） 。然后单击 STEP 7-Micro/Win 窗口左侧的“设置 PG/PC 接 口”图标，在打开的“设置 PG/PC 接口”对话框中，将

21、接口方式选择为 PC/PPI cable(PPI)模 式，在属性中选择 USB 接口，通信波特率选择为 19.2kbps，其他保持默认值。 单击 STEP 7-Micro/Win 窗口左侧的“通信”图标，在打开的“通信”对话框中，首先勾 选“搜索所有波特率”选项，然后双击“双击刷新”按钮，搜索已连接的 S7-200 CPU。然后 选中该 CPU，单击“确认”按钮建立 STEP 7-Micro/Win 与该 CPU 的通信连接。 （3）设置 S7-200 CPU 的通信端口 在 STEP 7-Micro/Win 的浏览窗口内展开“系统块” ，双击“通信端口”图标，在打开的 系统块-通信端口对话框

22、中，将 S7-200 CPU 端口 0 的网络地址设置为 6，波特率设置为 19.2kbps，其他保持默认值。设置完毕将系统块下载到 S7-200 CPU，保证 S7-200 CPU 处于 可连接的状态。 （4）编辑符号表 打开用户定义符号表，按图 10-15 编辑符号表。 提示：建议将符号表的中文名称改为英文名称，如：USR1。否则，在将该符号表导入 9 PC Access 后，用 Excel 中的“公式向导”插入单元格数据时则认为是错误的信息。 图10-15 编辑符号表 （5）编写测试程序 测试程序如图 10-16 所示。该程序主要的功能是产生几个有规律变化的数据，以便在 PC Acces

23、s 侧用 Microsoft Excel 观察分析。 图10-16 测试程序 2. 建立PC Access通信连接 启动 S7-200 PC Access 应用程序，由于前面已经在 STEP 7-Micro/Win 编程软件中，将通 信接口设置为 USB/PPI 电缆连接的 PC/PPI cable(PPI)模式，所以可以看到在 PC Access 界面 内则显示“MicroWin（USB） ”图标，这说明 PC Access 与 S7-200 PLC 之间的通信连接关系 与 STEP 7-Micro/Win 中的设置相同，不需要重新设置（实际上，如果 STEP 7-Micro/Win 出 于

24、打开状态，也不允许在 S7-200 PC Access 应用程序中设置 PG/PC 接口） 。 3. 导入PC Access测试项目 10 本例采用导入的方式将 S7-200 PLC 项目的符号表导入到 PC Access 之中。在 PC Access 窗口内执行 “文件” “输入符号” 菜单命令， 打开 “输入窗口” ， 然后选择在 STEP 7-Micro/Win 中所创建的 S7-200 项目“PC_Access” ，然后单击“打开”按钮即可完成符号的导入操作。然 后单击“保存”按钮，将该项目保存为“Excel_Access” ，结果如图 10-17 所示。 图10-17 导入STEP

25、7-Micro/Win项目符号 依次选择并将项目的变量用鼠标拖放到测试客户机窗口，然后执行菜单“状态”“启 动测试客户机” 命令。 此时如果所测项目设置正确， 测试客户机的 “质量” 栏将显示一个 “好” ； 如果设置有问题或无法通讯，则“质量”栏将显示一个“坏” 。结果如图 10-18 所示。 图10-18 将测试变量拖放到测试客户机窗口 4. 配置Excel客户机的S7-200 PC Access插件 打开 Microsoft Excel 应用程序，执行“工具”“加载宏”菜单命令，弹出加载宏对话 框，如图 10-19 所示。在该对话框内单击“浏览”按钮，找到安装 S7-200 PC Acc

26、ess 应用程 序的文件夹，其默认路径为“C:Program FilesSiemensS7-200 PC Access” 。打开“bin”子 目录，选取文件“OPCS7200ExcelAddin.xla” ，然后单击“确定”按钮返回 Microsoft Excel 的 11 “加载宏”对话框，结果如图 10-20 所示。 打开加载宏对话框 启动“加载宏” 图10-19 启动“加载宏”命令 图10-20 加载“OPCS7200ExcelAddin”加载宏 勾选 Excel 的 OPC 客户机加载宏“OPCS7200ExcelAddin” ，单击“确认”按钮保存并关 闭对话框。然后关闭 Excel

27、 应用程序，以后再次打开 Excel 应用程序时，S7-200 PC Access 加 载宏会始终作为一个带按钮的新工具条显示。如图 10-21 所示。 公式向导 写入向导 开始收集数据 停止收集数据 图10-21 “OPCS7200ExcelAddin”工具条 12 工具条有 4 个按钮，其中的“公式向导”按钮用于浏览并选择 S7-200 PC Access 服务器 中当前提供的项目，也就是希望从中读取数值的项目； “写入向导”按钮用于浏览并选择 S7-200 PC Access 服务器中当前提供的项目，也就是希望向其写入新数值的项目； “启动收集 数据” 按钮用于启动 S7-200 PC Access 通讯；“停止收集数据” 按钮用于停止 S7-200 P