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項目簡(jiǎn)介 在國家某重點(diǎn)科研生產(chǎn)單位的戰略開(kāi)發(fā)型項目中，其工藝要求是在生產(chǎn)加工過(guò)程中，需要對加工的大型部件進(jìn)行精確的調姿，這就需要對承載加工部件的若干根pogo拄進(jìn)行精確的同步、等位移控制。從而避免由于pogo拄的等時(shí)運動(dòng)偏差過(guò)大而導致加工部件的鋼性結構被破壞的情況發(fā)生。 為了保證項目積極穩妥的推進(jìn)直至最后成功，項目組決定其電氣控制系統采用西門(mén)子產(chǎn)品。其中西門(mén)子新一代運動(dòng)控制系統simotiond445+ sinamicss120伺服驅動(dòng)系統負責對承載大型加工部件的若干根pogo柱進(jìn)行精確的位置同步控制，以保證加工的精密性符合生產(chǎn)需要。同時(shí)，其上位監控系統由原來(lái)基于操作員面板的protool組態(tài)軟件更換為功能更為強大的基于pc機系統的wincc，從而保證了從simotion中采集到的基礎數據在計算機中可以進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。 控制系統構成 除以上所描述的系統需求外，項目還要求網(wǎng)絡(luò )中的運動(dòng)控制器和操作員面板的系統時(shí)間與上位監控計算機保持一致，即達到時(shí)間同步功能�，F場(chǎng)運動(dòng)控制和采集系統的硬件組成由圖1加以說(shuō)明： 
sinamics s120采用了完美的模塊化設計，將智能控制單元和功率單元相分離。其中，控制單元采用西門(mén)子simotiond445。各單元之間通過(guò)全新通訊標準-drive-cliq串行數字總線(xiàn)相連接。 各遠程分布式i/o和操作員面板通過(guò)標準的profibus工業(yè)現場(chǎng)總線(xiàn)與驅動(dòng)系統相連。同時(shí)，simotiond445提供的標準工業(yè)以太網(wǎng)接口使其可連接到廣域網(wǎng)上，與上位計算機進(jìn)行數據交換。其數據信息流見(jiàn)圖2：
操作員面板采用西門(mén)子wincc flexible組態(tài)軟件。 上位機wincc，simotion d445和操作員面板winccflexible要實(shí)現時(shí)間同步功能。系統功能實(shí)現由于西門(mén)子的上位監控軟件protool提供了基于運動(dòng)控制器simotion的通訊驅動(dòng)，因此可以通過(guò)簡(jiǎn)單的組態(tài)實(shí)現與simotion的通訊，繼而將數據取入計算機中。 與protool不同，由于wincc本身沒(méi)有提供直接與simotion通訊的驅動(dòng)程序，因此無(wú)法通過(guò)組態(tài)實(shí)現通訊�？紤]到simotion的編程軟件scoutv4.0可以將運動(dòng)控制器中的變量表生成標準的opc文件后被計算機上的simatic net軟件所加載，而simaticnet又提供了標準的opc通訊接口，因此可以實(shí)現與監控軟件wincc的數據通訊。 這樣，wincc作為opc通訊的客戶(hù)端，simaticnet作為opc通訊的服務(wù)器，而simotion通過(guò)自身生成的標準的opc文件與simaticnet進(jìn)行連接，從而實(shí)現了數據由底層最終到上層的傳遞。其性能完全可以替代protool的作用。 通訊準備條件 為實(shí)現數據的連通，上位機應安裝相應的操作系統和應用軟件，目前項目服務(wù)器上安裝了以下西門(mén)子組態(tài)和編程軟件，其名稱(chēng)和功能描述如下所述： windows server 2003 standard edition multi-language sp1 step7 v5.4 sp1用于plc編程和組態(tài)opc服務(wù)器。 simotion scout v4.0 hf8 用于simotion編程和生成動(dòng)態(tài)的opc文件 wincc v6.2亞洲版 作為標準的opc客戶(hù)端與opc服務(wù)器建立通訊連接。 simatic net 2006 hf1導入simotionscout生成的動(dòng)態(tài)opc文件并作為標準的opc服務(wù)器為客戶(hù)機提供數據源。 服務(wù)器與simotion控制單元通過(guò)標準的工業(yè)以太網(wǎng)相連接。保持同一網(wǎng)段。 將scout變量表導出為動(dòng)態(tài)的opc文件 在simotionscout中，不同的邏輯程序塊對應著(zhù)不同的變量symbol表，這就需要將不同變量表中的通訊變量導入到統一的watchtable中。為此，首先在scout中的programs一欄中右鍵點(diǎn)擊insert watchtable建立通訊表并取名為time_synchr。 在各個(gè)變量symbol表中選中要加載的變量，右鍵選擇add to watchtable功能后選擇剛生成的watch table表導入，如圖3。
將simotion的通訊變量導出成opc文件之后，下一步則建立opc服務(wù)器，組態(tài)需要在安裝的simaticnet中進(jìn)行，其步驟與simatic net通過(guò)s7connection與西門(mén)子標準plc連接并作為opc服務(wù)器的組態(tài)過(guò)程一致： 在桌面右下角的station configurationeditor中插入opc server和ie general，并為網(wǎng)卡配置ip地址。 在simatic manager中組態(tài)pcstation站。具體為插入一個(gè)新的pc站，在pc站的hw config中分別組態(tài)opc server和ie general，將iegeneral配置到和simotion統一網(wǎng)絡(luò )中。 進(jìn)入netpro環(huán)境組態(tài)s7 connection，在這里需要注意的是在localid一欄中需要填入simotion scout中項目的設備名稱(chēng)，即d445，并為其分配ip地址。 在netpro中編譯建立了s7connection后，下載到pc station到本機。 在simatic net中配置configuration consoleopc 服務(wù)器建立完畢之后，需要在simatic net中導入simotion scout生成的動(dòng)態(tài)opc文件。這樣，simotiond445即與opc服務(wù)器建立了動(dòng)態(tài)的數據鏈路。接下來(lái)wincc作為opc客戶(hù)端就可以從服務(wù)器上讀取simotion的數據了。 首先在計算機“開(kāi)始”菜單中打開(kāi)simatic net的configuration console。進(jìn)入到組態(tài)界面后，在application欄中依次點(diǎn)擊選擇opcsetting和symbols，之后點(diǎn)擊右邊的edit list按鈕。 在彈出的界面中，如圖6，點(diǎn)擊browser按鈕，尋找到生成的opc文件并將其加載進(jìn)來(lái)。一般，文件存儲的默認路徑為：
最后，在configuration console中設置訪(fǎng)問(wèn)節點(diǎn)。即選中當前服務(wù)器與simotion d445通訊的以太網(wǎng)卡。 通訊成功后，可以使用simatic net自帶的opc客戶(hù)端軟件opc scout來(lái)對通訊進(jìn)行檢測，確認是否opc服務(wù)器與simotion已經(jīng)建立了通訊連接。 建立wincc與simaticnet的opc通訊 打開(kāi)wincc項目后，在tag management變量管理器中加載opc.chn協(xié)議。右鍵點(diǎn)擊協(xié)議的system parameter后可在窗口中瀏覽到opc.simaticnet。選中opc.simaticnet并點(diǎn)擊browser server按鈕，即可進(jìn)入opc變量管理器中。圖7為瀏覽可用的opc server。
將變量自動(dòng)連接到通訊通道中后運行wincc項目，可在畫(huà)面中讀到opc服務(wù)器中的變量實(shí)際值，而opc服務(wù)器中的數據則來(lái)自現場(chǎng)的運動(dòng)控制器中。至此，wincc實(shí)現了與simotion d445的數據連接，通過(guò)opc的通訊機制。圖8為wincc項目監控畫(huà)面。
wincc與simotion d445之間的時(shí)間同步功能無(wú)法簡(jiǎn)單的通過(guò)wincc自帶的時(shí)間同步選件來(lái)實(shí)現。因此simotion需要從wincc中獲取系統時(shí)間，再將時(shí)間設置進(jìn)面板中以實(shí)現三方的時(shí)間同步。具體為simotion項目中包含了兩個(gè)st（structured text）單元，其中“timesync“單元包含了名為“timesync“的被周期性調用的程序，用來(lái)從wincc中讀取系統時(shí)間到simotion的同時(shí)，再將系統時(shí)間寫(xiě)進(jìn)simotion的區域指針中，以此實(shí)現與wincc flexible的時(shí)間同步。而名為“hmitimesync“的單元包含兩個(gè)功能塊用來(lái)在程序中生成區域指針。其內部的數據傳遞和接口由圖9給出：
結語(yǔ) 本次項目通過(guò)使用西門(mén)子新一代運動(dòng)控制加伺服驅動(dòng)系統simotion d445+sinamics s120，實(shí)現了對承載大型加工件的若干根pogo柱的位置同步控制，精度達到了用戶(hù)要求。同時(shí)通過(guò)運用較為成熟的opc技術(shù)，使上位監控軟件wincc在沒(méi)有集成simotiond445通訊驅動(dòng)程序的情況下與它實(shí)現了數據的動(dòng)態(tài)交互，從而成功的代替較為簡(jiǎn)單的protool軟件作為了整個(gè)監控系統的核心。由此可知，基于計算機com/dcom技術(shù)的opc通訊方式，在工業(yè)通訊領(lǐng)域的應用被證明是可行的。 目前，世界各知名自動(dòng)化產(chǎn)品供應商都在其研發(fā)的系列新產(chǎn)品中集成了標準的opc通訊接口，相信隨著(zhù)時(shí)間的推移，opc這項新興的通訊技術(shù)會(huì )越來(lái)越成熟，從而在工業(yè)通訊領(lǐng)域中起到越來(lái)越重要的作用。 來(lái)源：伺服世界 |
