郝娟芳 张润怀

摘  要：PLC自动控制系统是目前工业自动化应用的主流， 西门子S7-200 PLC在小型PLC控制系统中应用非常广泛。WinCC是SIEMENS与Microsoft公司合作开发的开放的过程可视化系统，WinCC可以实现S7-300和S7-400控制系统的远程监控，但不能与S7-200进行直接通信。为了让S7-200也能与WinCC通信，西门子开发了专门用于S7-200 PLC的OPC服务器（server）软件PC Access， S7-200 PLC可以通过PC Access与WinCC通信。本文以一个“楼宇高位水箱水位PLC控制系统”实际应用的简单实例，详细介绍了用WinCC实现对S7- 200控制系统的远程监控。

关键词：S7- 200  PC Access  WinCC  远程监控  控制系统

中图分类号：TP273                            文献标识码：A                   文章编号：1674-098X（2020）08（a）-0001-05

Abstract： PLC automatic control system is the mainstream of industrial automation application at present， and siemens S7-200 PLC is widely used in small PLC control system. WinCC is an open process visualization system jointly developed by SIEMENS and Microsoft. WinCC can realize remote monitoring of S7-300 and S7-400 control systems， but cannot communicate directly with S7-200. In order to make S7-200 communicate with WinCC ， Siemens developed OPC server （Server） software PC Access， which is specially used for S7-200 PLC. S7-200 PLC can communicate with WinCC through PC Access.This paper introduces in detail the operation process of remote monitoring of S7-200 control system with WinCC with a simple example of practical application of "PLC control system for high water level of building".

Key Words： S7- 200; PC Access; W  inCC; Remote monitor and control; Control system

PLC自動控制系统是目前工业自动化应用的主流。西门子S7-200PLC具有操作简单的硬件和软件，体积小、速度快、标准化，具有网络通信能力，功能强，可靠性高，系统配置方便。S7-200PLC控制系统在集散自动控制系统中充分发挥其强大功能，使用范围从替代继电器的简单控制到更复杂的自动控制，与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等都在广泛使用。为了能够及时掌握控制系统的运行状态，还需建立控制系统的在线远程监控。控制系统的远程计算机监控，不但监控画面信息量大，画质细腻形象，而且可以大大减少操作人员的劳动强度。通过计算机还可以实现系统运行数据的归档、分析和报表打印等。

本文以一个实际应用实例：楼宇高位水箱水位PLC控制系统，说明用WinCC实现S7-200控制系统远程监控的方法。

1  高位水箱水位PLC控制系统的硬件组成及工作原理

本控制系统的PLC选用CPU224XP，通信模块选用S7-200的以太网扩展模块CP243-1。整个系统由深井水源、潜水泵、逆止阀、上水管网、高位水箱、水位传感器、供水管网、用户阀门、控制箱以及远程计算机组成（见图1）。潜水泵置于深井当中，水泵起动时，通过管道将深井水抽至高位水箱，使水箱水位升高，打开放水阀门，水箱水位降低。通过人机界面或远程计算机设定水位上限和水位下限，则PLC程序会通过水位传感器随时检测水箱水位，自动控制水泵的起停，使水位保持在水位上下限之间。

2  高位水箱水位PLC控制系统的控制要求

实现水泵的手动控制及水箱水位自动控制。

（1）通过接在PLC输入点上的起动按钮和停止按钮，对水泵手动控制。

（2）通过接在PLC输入点上的手自动转换开关，实现水泵手动控制和自动控制之间的转换。

（3）在WinCC组态画面上组态起动按钮和停止按钮，对水泵手动控制。

（4）在WinCC组态画面上组态手自动转换开关，开关打至自动位置时，实现水位自动控制。当水位低于水位下限时，水泵启动，当水位高于水位上限或水泵过载时，水泵停止。

（5）在WinCC组态画面上组态过载复位按钮。当水泵过载解除后，按下过载复位按钮，水泵方可重新启动。

3  电脑需安装的应用软件

（1） S7-200的编程软件：STEP 7 MicroWIN V4.0 SP9。

（2）西门子WinCC组态软件：WinCC V7.0+SP3。

（3）专用于S7-200 PLC 服务器（Server）的V1.0 PC Access SP6。

4  用WinCC远程监控S7-200PLC控制系统

4.1 WinCC与S7-200 的以太网通信

为了通过以太网实现计算机的远程监控，系统中增加了S7-200的以太网扩展模块CP243-1，首先需要在编程软件中对该模块进行一些必要的配置。单击编程软件“操作栏”的按钮，单击→      →→，如圖2所示。

如果要将CP243-1连接至已有的局域网，则需按照该局域网所要求的IP地址进行设置，本系统中的CP243-1只和PLC连接，因此可以任意设定，如将IP地址设为192.168.1.1，子网掩码设为255.255.255.0，单击    按钮，如图3所示。

将“要为此模块配置的连接数目”设置为1（视实际连接数而定，本系统为1），单击按钮，如图4所示。

选中“接受所有连接请求”复选框，本地的TSAP默认为10，将远程的TSAP改为11，并记住这两个传输服务访问点，在以后的设置中要用到。单击→ →→→，到此完成了通信模块的设置。

4.2 编写以太网通信程序

CP243-1配置好后，在程序中调用以太网控制子程序才能正确通信。定义网络1为“以太网通信”，如图5所示，分别点红色  ？，输入地址（不可与程序在其它地址冲突）即可，如图6所示。

首先将程序块和系统块通  过PPI电缆下载至PLC，然后将CPU断一次电，再重新上电，这样上述设置才能起作用。此后，就可以通过以太网实现计算机与PLC之间的通信了。

4.3 通过以太网实现程序的下载和监视

插好计算机与CP243-1之间的网线，设置本地连接属性，如图7所示。

计算机本地连接的IP地址必须和已经下载至PLC中 的CP243-1的IP地址设为同一网段不同地址（如已下载至PLC的是192.168.1.1，此处设为192.168.1.2）连接网线并拼一下PLC的IP。如果连接成功，再进行下面通信接口的设置。

打开编程软件，单击操作栏中的图标，弹出“设置PG/PC接口”对话框，如图8所示。

选中TCP/IP，单击两次按钮，此时就可以用网线进行程序的下载、监视和测试了。这些设置也是和Win CC之间进行以太网通信的必要条件。

4.4 PC Access SP3的设置和应用

WinCC 要访问S7-200的数据必须通过PC Access，它是连接WinCC与S7-200的桥梁。PC Access从S7-200中读取数据，WinCC从PC Access 中读取数据。首先在PC Access中建立与PLC的连接，然后建立WinCC需要访问的数据，在PC Access中称为项目，所建项目通过测试后，说明连接成功，就可以被WinCC访问。

（1）建立PC Access 项目。

双击PC Access快捷图标将其打开，新建一个PC Access项目文件，将其起名，选择路径保存。

（2）建立PC Access与PLC的连接。

在新建的PC Access中，右击MicroWin（TCP/IP），选择“新PLC（N…）”选项，右击NewPLC，在弹出的快捷菜单中选择“属性”选项，输入IP地址（该地址要和下载至PLC中的IP地址完全一致），填写本地和远程的TASP（注意与PLC中的本地和远程的TASP正好相反），单击按钮。

（3）增添PLC项目（变量连接）。

将WinCC项目中要访问的所有PLC变量都添加到PC Access中。方法：右击NewPLC，依次选择“新”、“项目”，弹出项目属性对话框，填写变量的符号、地址、读写要求、数据类型，单击按钮，即定义了一个变量。如图9为本系统需要定义的全部变量。

（4）测试客户机。

通过测试客户机，可以检验各变量的通信质量，左键拖动任意变量至“客户机测试窗口”，在工具栏中单击图标进行测试，如果变量后面的“质量”一栏显示“好”，说明通信及变量测试正常，可以在WinCC中调用了。

4.5 WinCC组态

（1）新建项目。

双击快捷图标打开WinCC，单击图标，选择新建一个“单用户项目”，单击按钮，填写项目名称和保存路径，单击按钮。注意，WinCC项目的保存路径不可嵌套太多，而且无论保存路径中各文件夹以及项目名称里，都不要包含汉字，否则运行可能不正常。等待新建项目全部打开后，如图10所示。

（2）添加驱动程序。

必须添加OPC驱动程序WinCC才能实现对PC Access的访问。右击“变量管理”，在弹出的快捷菜单中选择“添加新的驱动程序”命令，选择OPC.chn，单击    按钮，展开OPC，可以看到添加的驱动程序，如图11所示。

（3）建立新的连接，引入OPC服务中的变量。

右击OPC Groups（OPCHN Unit #1），在弹出的快捷菜单中选择“系统参数”选项，弹出“OPC条目管理器”窗口，单击前的“+”号，选择S7-200 OPCServer，单击按钮，单击按钮，双击，界面中会显示在OPC服务器中建立的变量，将这些变量选中，单击，单击按钮，单击按钮，选中选项，单击                按钮，即可将变量导入WinCC中。如图12所示。

在新建的连接中可以看到添加进来的变量，这些变量都可以在组态画面时调用。

5  结语

以上是用WinCC实现S7-200控制系统远程监控的一个简单实例。通过以上步骤，即可用WinCC实现S7-200控制系统的远程监控。S7-200在小型自动控制系统中应用非常广泛。在计算机高度普及的今天，常常需要把旧的小型控制系统纳入远程监控范畴。该实例的操作过程可以作为S7-200远程监控的一个范例。

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