專利名稱：一種非標(biāo)準(zhǔn)組態(tài)的plc遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種PLC遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，具體地說(shuō)是涉及一種非標(biāo)準(zhǔn)組態(tài)下的 PLC遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在工業(yè)控制領(lǐng)域，為實(shí)現(xiàn)西門子工業(yè)控制器遠(yuǎn)程控制，上位機(jī)通常采用專用網(wǎng)卡/ 總線(PROFIBUS)并結(jié)合WinCC等專用組態(tài)軟件進(jìn)行工作。作為一種通用遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，其 實(shí)時(shí)性好，功能齊全，控制界面醒目。但系統(tǒng)過(guò)于復(fù)雜，可靠性及通用性均較差，同時(shí)對(duì)保障 性要求較高。同時(shí)由于西門子S7通信協(xié)議開(kāi)放度不高，如何使用其基礎(chǔ)通信函數(shù)完成遠(yuǎn)程 通訊及上位機(jī)組態(tài)以及同時(shí)控制若干臺(tái)PLC協(xié)同工作是設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種不依賴西門子公司W(wǎng)inCC等專用組態(tài)軟件及專用 網(wǎng)卡/總線PROFIBUS的非標(biāo)準(zhǔn)組態(tài)PLC遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案 本實(shí)用新型包括 上位機(jī)PC，利用通信協(xié)議將所述的上位機(jī)PC作為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行虛擬組態(tài)，使 其成為一個(gè)虛擬現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的節(jié)點(diǎn)，然后通過(guò)網(wǎng)卡連接至以太網(wǎng)中； 網(wǎng)卡，其分別與上位機(jī)PC和以太網(wǎng)交換機(jī)相連接； 以太網(wǎng)交換機(jī)，其分別與網(wǎng)卡和PLC控制器相連接，所述的以太網(wǎng)交換機(jī)實(shí)現(xiàn)上 位機(jī)PC和PLC控制器之間的通信； 至少一個(gè)PLC控制器，其與以太網(wǎng)交換機(jī)相連接；將所述的PLC控制器進(jìn)行硬件組
態(tài)后通過(guò)以太網(wǎng)交換機(jī)連接至以太網(wǎng)中。 上述的PLC控制器為2 IO個(gè)。 采用上述技術(shù)方案的本實(shí)用新型，上位機(jī)PC在不依賴WinCC等專用組態(tài)軟件及專 用網(wǎng)卡/總線PROFIBUS的情況下，使用VC++和Siemens Simatic. NET,借助普通網(wǎng)卡，利用 S7協(xié)議的接口函數(shù)，實(shí)現(xiàn)了普通網(wǎng)卡的PC機(jī)與多臺(tái)西門子PLC的信息交互及遠(yuǎn)程控制，系 統(tǒng)簡(jiǎn)單，上位機(jī)資源占用少，可靠性高。另外，此實(shí)用新型還可實(shí)現(xiàn)一臺(tái)上位機(jī)同時(shí)控制若 干臺(tái)PLC控制器協(xié)同工作。

圖1為本實(shí)用新型的整體原理框圖； 圖2為本實(shí)用新型中上位機(jī)PC端的程序流程圖； 圖3為本實(shí)用新型中PLC控制器端的程序流程圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型包括上位機(jī)PC、網(wǎng)卡、以太網(wǎng)交換機(jī)和PLC控制器。其中， 網(wǎng)卡可以為上位機(jī)PC上附帶的普通網(wǎng)卡，它分別與上位機(jī)PC和以太網(wǎng)交換機(jī)相連接，以太 網(wǎng)交換機(jī)與PLC控制器相連接，從而實(shí)現(xiàn)上位機(jī)PC和PLC控制器之間的通信。需要說(shuō)明的 是，PLC控制器的數(shù)量可根據(jù)需要而進(jìn)行設(shè)定，可以為2個(gè)、3個(gè)、5個(gè)、6個(gè)、8個(gè)、9個(gè)、10個(gè)
中的任意一種。 具體地說(shuō)，利用西門子Simatic.NET通信軟件中的S7-API函數(shù)將上位機(jī)PC作 為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行虛擬組態(tài)，使其成為一個(gè)虛擬現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的節(jié)點(diǎn)(VFDVirtual Field Device)，然后通過(guò)網(wǎng)卡連接至以太網(wǎng)中。此外，將PLC控制器進(jìn)行硬件組態(tài)后通過(guò)以太網(wǎng) 交換機(jī)連接至同一個(gè)以太網(wǎng)中。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接的具體形式，組成不同的網(wǎng)絡(luò)模型，本網(wǎng)絡(luò)構(gòu) 架下組態(tài)項(xiàng)目包括SIMATIC PC Station, SIMATIC S7-300，Ethernet三個(gè)子項(xiàng)，然后依次對(duì) 三個(gè)子項(xiàng)進(jìn)行組態(tài)。本實(shí)用新型采用Windows XP操作系統(tǒng)，選用VC++6. 0作為編程工具。 S7協(xié)議的外部接口包括頭文件和庫(kù)文件以及動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)三個(gè)部分。S7協(xié)議是異步通信協(xié) 議，該協(xié)議的全部底層通信設(shè)置均包含在S7MSC. LIB庫(kù)中，通過(guò)調(diào)用Sapi_s7. h頭文件中的 接口函數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)與多個(gè)PLC、 PC進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，此時(shí)PLC及PC均為組態(tài)虛擬機(jī)形 式。由于在組態(tài)過(guò)程中選擇了onejay通信方式，因此讀寫過(guò)程均由PC機(jī)端主動(dòng)發(fā)起。函 數(shù)調(diào)用過(guò)程中，每一步調(diào)用均需要驗(yàn)證調(diào)用成功與否，如果調(diào)用失敗將退出程序。具體的上 位機(jī)PC的工作流程如圖2所示它首先獲取設(shè)備名稱，若成功則進(jìn)一步獲取虛擬現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備 的名稱。獲取之后，登錄到通訊處理器獲取描述符S7」nit，并從通訊處理器中獲得連接名 稱，進(jìn)而獲取連接參考數(shù)據(jù)，最后向PLC發(fā)送通信連接初始化請(qǐng)求。該請(qǐng)求若發(fā)送成功，則 循環(huán)等待接收PLC控制器返回的應(yīng)答信息，上位機(jī)PC收到該應(yīng)答信息后，接著向PLC控制 器發(fā)送初始化結(jié)束信息，該初始化結(jié)束信息發(fā)送成功后，上位機(jī)PC就開(kāi)始讀/寫操作。當(dāng) 上位機(jī)PC進(jìn)行寫操作時(shí)，首先發(fā)送寫觸發(fā)信號(hào)，根據(jù)該寫觸發(fā)信號(hào)向PLC控制器發(fā)送寫請(qǐng) 求信息，然后等待并接收PLC控制器的應(yīng)答信息；收到該應(yīng)答信息后，將數(shù)據(jù)寫入到PLC緩 沖區(qū)中，從而完成一次寫操作。當(dāng)上位機(jī)PC進(jìn)行讀操作時(shí)，首先發(fā)送讀觸發(fā)信號(hào)，根據(jù)該讀 觸發(fā)信號(hào)向PLC控制器發(fā)送讀請(qǐng)求信息，然后等待并接收PLC控制器的應(yīng)答信息；收到該應(yīng) 答信息后，將數(shù)據(jù)讀入到PLC緩沖區(qū)中，從而完成一次讀操作。需要說(shuō)明的是，當(dāng)每一步操 作不能成功完成時(shí)，均結(jié)束程序。 PC機(jī)與S7-300PLC之間的通信是通過(guò)西門子的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議(ISO IndEthernet)實(shí)現(xiàn)的，使用西門子公司提供的SIMATIC. NET通信軟件中的S7-API函數(shù)，通 過(guò)VC++編程實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與PLC的數(shù)據(jù)通信，PC機(jī)作為服務(wù)器端，PLC作為客戶端，客戶端的 PC機(jī)主動(dòng)讀寫服務(wù)器端PLC的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)和讀寫區(qū)。硬件在組成圖如圖l所示。按照西門 子S7通信協(xié)議，將PC機(jī)也作為網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)需要進(jìn)行虛擬組態(tài)，使其成為一個(gè)虛擬現(xiàn)場(chǎng) 設(shè)備節(jié)點(diǎn)(VFD Virtual FieldDevice)，然后連接到Ethernet網(wǎng)絡(luò)中。 組態(tài)成功后，需要配置本地虛擬機(jī)。啟動(dòng)Siemens Station Configure,按照組態(tài) 過(guò)程中SIMATIC PC Station硬件的組態(tài)順序，在相應(yīng)的虛擬插槽中插入組件。本框架中 需要在1號(hào)槽中插入Application組件，4號(hào)槽中插入IE General組件，兩者狀態(tài)欄顯示 正常，Run/Stop欄顯示正在運(yùn)行，在Application連接欄顯示連接存在，表示虛擬機(jī)正常運(yùn) 行，網(wǎng)絡(luò)連接正常。圖2為具體實(shí)現(xiàn)程序流程。[0019] PLC控制端在數(shù)據(jù)區(qū)DB內(nèi)開(kāi)辟狀態(tài)字段和指令字段，程序設(shè)計(jì)過(guò)程中根據(jù)指令字 節(jié)的內(nèi)容分解任務(wù)指令控制轉(zhuǎn)運(yùn)裝置運(yùn)行，同時(shí)將設(shè)備狀態(tài)寫入狀態(tài)字段供上位機(jī)讀取。 具體程序流程如圖3 :首先讀取指令字段的內(nèi)容，然后判斷該指令字段是否存在指令；若存 在則分解任務(wù)指令，控制設(shè)備按照任務(wù)順序開(kāi)始工作；在任務(wù)執(zhí)行過(guò)程中，將設(shè)備的即時(shí)狀 態(tài)寫入狀態(tài)字段；在任務(wù)執(zhí)行完后，指令字段復(fù)位。
權(quán)利要求一種非標(biāo)準(zhǔn)組態(tài)的PLC遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，其特征在于，它包括上位機(jī)PC，利用通信協(xié)議將所述的上位機(jī)PC作為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行虛擬組態(tài)，使其成為一個(gè)虛擬現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的節(jié)點(diǎn)，然后通過(guò)網(wǎng)卡連接至以太網(wǎng)中；網(wǎng)卡，其分別與上位機(jī)PC和以太網(wǎng)交換機(jī)相連接；以太網(wǎng)交換機(jī)，其分別與網(wǎng)卡和PLC控制器相連接，所述的以太網(wǎng)交換機(jī)實(shí)現(xiàn)上位機(jī)PC和PLC控制器之間的通信；至少一個(gè)PLC控制器，其與以太網(wǎng)交換機(jī)相連接；將所述的PLC控制器進(jìn)行硬件組態(tài)后通過(guò)以太網(wǎng)交換機(jī)連接至以太網(wǎng)中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非標(biāo)準(zhǔn)組態(tài)的PLC遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，其特征在于所述的PLC控 制器為2 IO個(gè)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種非標(biāo)準(zhǔn)組態(tài)的PLC遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，它包括上位機(jī)PC利用通信協(xié)議將上位機(jī)PC作為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行虛擬組態(tài)，使其成為一個(gè)虛擬現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的節(jié)點(diǎn)，然后通過(guò)網(wǎng)卡連接至以太網(wǎng)中；網(wǎng)卡分別與上位機(jī)PC和以太網(wǎng)交換機(jī)相連接；以太網(wǎng)交換機(jī)實(shí)現(xiàn)上位機(jī)PC和PLC控制器之間的通信；PLC控制器與以太網(wǎng)交換機(jī)相連接；將PLC控制器進(jìn)行硬件組態(tài)后通過(guò)以太網(wǎng)交換機(jī)連接至以太網(wǎng)中。本實(shí)用新型的上位機(jī)PC在不依賴WinCC等專用組態(tài)軟件及專用網(wǎng)卡/總線的情況下，使用VC++和Siemens Simatic.NET，借助普通網(wǎng)卡，實(shí)現(xiàn)了PC機(jī)與多臺(tái)西門子PLC的信息交互及遠(yuǎn)程控制，可靠性高。
文檔編號(hào)G05B19/418GK201514569SQ20092009243
公開(kāi)日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2009年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月17日
發(fā)明者唐長(zhǎng)平, 李文, 肖戰(zhàn)軍, 袁泉, 連斌, 陳順平 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一三研究所