S7200_PC_Access.pdf

A U T O M A T Y K A

Wizualizacja procesów

produkcyjnych na bazie

sterownika S7–200 oraz

oprogramowania PC Access

Sterownik S7–200 dzięki

swojej zwartej budowie,

dużej wydajności jednostki

centralnej oraz możliwości

przetwarzania programu

w czasie rzeczywistym jest

chętnie stosowany przez

producentów maszyn i urządzeń

technologicznych. Znajduje

również zastosowanie

w automatyce budynków.

Uniwersalność sterownika

jest wspierana przez

ﬁrmę Siemens oferującą

różnorodne rozwiązania,

których podstawowym celem

jest ułatwienie wygodnego

budowania aplikacji.

łość paneli, właściwy dla danych

warunków stopień ochrony IP oraz

brak elementów składających się

z ruchomych części (jak na przy-

kład dysk twardy). Problem powsta-

je, gdy konieczna jest archiwizacja

zmiennych oraz wygodna wymiana

danych między aplikacjami: dzia-

łającą na PC i zaimplementowaną

w sterowniku. W takich przypadkach

stosuje się wizualizację procesu wy-

konaną na komputerach PC.

Są dostępne gotowe progra-

my do wizualizacji procesów typu

WinCC, WinCC Flexible lub Protool/

Pro, które posiadają gotowe interfej-

sy komunikacyjne (drivery) dla ste-

rowników S7–200. Za ich pomocą

można deﬁniować ekrany graﬁczne,

zmienne, alarmy, meldunki, archi-

wizować zmienne,

wykonywać receptu-

ry i wykonywać róż-

nego rodzaju akcje

zdarzeniowe. Pozwa-

lają one w sposób

bardzo szybki na

stworzenie skompli-

kowanych aplikacji

przemysłowych. Wy-

magane jest posia-

danie wersji projek-

towej danej wizu-

alizacji oraz wersji

runtime , którą osta-

tecznie uruchamia

się na komputerze

przeznaczonym do obsługi przez

operatora. Wydawać by się mogło,

że można zrezygnować z korzysta-

nia z gotowych aplikacji (istnieje

przecież spora grupa osób, które

posiadają doświadczenie w pisaniu

aplikacji w programach typu Micro-

soft Visual C++, Microsoft Visual

Basic), ale konieczny jest sterownik

komunikacyjny zapewniający „połą-

czenie” aplikacji ze sterownikiem

S7–200. Producenci zazwyczaj nie

udostępniają wewnętrznych proto-

kołów komunikacyjnych. Rozwiąza-

niem tego problemu jest aplikacja

OPC serwer .

Podstawą komunikacji za pomocą

OPC jest mechanizm COM ( Compo-

nent Object Model ) ﬁrmy Microsoft.

Mechanizm ten opisuje model obiek-

tu oraz określa sposób komunika-

cji z tym obiektem innych aplikacji

Windows. Rolę aplikacji OPC serwer

dla sterowników S7–200 spełnia PC

Access . Udostępnia on dostęp do-

wolnej aplikacji Windows pracującej

jako OPC klient , do zasobów ste-

rowników S7–200, bez konieczności

znajomości protokołów komunikacyj-

nych, adresacji zmiennych , obsza-

rów adresowych dla poszczególnych

sterowników S7–200.

Wszystko co niezbędne jest za-

warte w PC Access . Aplikacja ta

pozwala zdeﬁniować do 8 połą-

czeń w sieci PPI (8 sterowników

S7–200, komunikacja przez zinte-

W praktyce często istnieje ko-

nieczność przedstawienia stanu pra-

cy programu sterującego w postaci

graﬁcznej. Do tego celu stosuje się

zazwyczaj panele operatorskie typu

OP/TP/MP ( operator panel , touch

panel , multi panel ). W przemyśle

jest to najbardziej rozpowszechnione

rozwiązanie, ze względu na trwa-

Rys. 1. Konfigurowanie PC Access

Elektronika Praktyczna 2/2006

141

A U T O M A T Y K A

Rys. 2. Definicja parametrów łącza komunikacyjnego

rze, jedno w sterow-

niku S7–200), które

połączono kablem po-

siadającym dwie żyły

w ekranie. Złącze ko-

munikacyjne sterowni-

ka oraz w procesorach

komunikacyjnych po-

siada interfejs RS485.

Wymagana terminacja

sieci (załączanie re-

zystancji na końcach

sieci) wbudowana jest

w złącza Proﬁbus.

OPC serwer jest też

zasobnikiem danych.

W konﬁguracji OPC

serwera – PC Access

należy określić zmien-

ne, które będą wymieniane pomię-

dzy aplikacją pod Windows, a ste-

rownikami S7–200. Bardzo użytecz-

ną usługą występującą w PC Access

jest możliwość importu zmiennych

do PC Access z aplikacji Step7Mi-

croWin.

Pozwala to zaoszczędzić dużo

czasu, gdyż nie jest wymagane ręcz-

ne wprowadzanie poszczególnych

zmiennych do PC Access , wystar-

czy automatyczny import z projektu

wykonanego za pomocą oprogramo-

wania Step7MicroWin. Obsługa i pa-

rametryzowanie PC Access jest bar-

dzo proste i zostanie przedstawione

w dalszej części artykułu.

Aby wykonać wizualizację proce-

su przy pomocy PC Access z wyko-

rzystaniem np. programu Microsoft

Excel należy się zaopatrzyć w na-

stępujące elementy:

– komputer PC z systemem Win-

dows 2000/XP,

– dowolny sterownik z rodziny S7–

–200 (CPU 22X),

– kabel do programowania sterow-

nika PC/PPI kabel lub kartę PC

5611 PCI lub CP5511/5512 z do-

datkowo 2 złączami Proﬁbus oraz

kabel Proﬁbus,

– oprogramowanie Step7MicroWin

V4.0,

– oprogramowanie PC Access V1.0,

– Microsoft Excel.

Po pierwsze należy przygotować

aplikację (program) dla sterownika

S7–200. Przykładowa aplikacja jest

dostępna na płycie CD–EP2/2006B

oraz w dziale Download na stronie

www.ep.com.pl . Wykorzystano w niej

liczniki oraz timery w celu symulo-

wania zmiany stanu wartości przy-

pisanych do wykresów w aplikacji

Microsoft Excel. Aplikację należy

wgrać do sterownika S7–200 za

pomocą oprogramowania Step7Mi-

croWin V4.0 oraz kabla PC/PPI.

W aplikacji tej została zdeﬁniowa-

na lista symboliczna, która zostanie

wykorzystana w czasie późniejszym

przy parametryzacji PC Access . Po

wgraniu aplikacji do sterownika

S7–200 należy uruchomić instalację

PC Access . Po instalacji PC Access

pojawi się na pulpicie ikona. Aby

przejść do konﬁguracji PC Access

należy dwukrotnie kliknąć na ikonę

PC Access na panelu sterowania,

co spowoduje pojawienie się okna

aplikacji ( rys. 1 ).

W PC Access są dostępne trzy

okna. Górne lewe okno służy do

parametryzacji złącza komunika-

cyjnego, czyli ustalenia protoko-

łu wymiany danych, zdeﬁniowania

interfejsu sprzętowego za pomocą

którego PC Access będzie łączył się

ze sterownikami w tym przypadku

procesora komunikacyjnego CP5511.

Należy dodatkowo zdeﬁniować ste-

rownik PLC i przyporządkować mu

adres ( rys. 2 ).

Prawe górne okno służy do zde-

ﬁniowania zmiennych, które będą

wymieniane pomiędzy sterownikami

S7–200 a komputerem PC z opro-

gramowaniem PC Access . Zmienne

można zainstalować w tym oknie

dwojako, albo ręcznie podawać ja-

growany port sterownika lub mo-

duł Ethernet). Fizyczne połączenie

komputera PC ze sterownikiem

lub sterownikami S7–200 może

być zrealizowane przez kabel PC/

PPI (protokół PPI), przez proce-

sor komunikacyjny CP5512/CP5611

(protokół PPI) lub przez procesor

komunikacyjny CP243–1 Ethernet

(funkcje S7 po protokole TCP/IP).

Procesory komunikacyjne CP5512

PCMCIA lub CP5611 PCI instalo-

wane są w komputerach stacjonar-

nych lub typu laptop. Połączenie

komputera z procesorem komunika-

cyjnym odbywa się poprzez złącza

Proﬁbus (jedno złącze w proceso-

Rys. 3. Deklarowanie zmiennych w PC Access

Rys. 4. Import zmiennych z projektu Step7MicroWin do PC Access

142

Elektronika Praktyczna 2/2006

A U T O M A T Y K A

Rys. 5. Nowe ikonki w Microsoft Excel

Test client status ,

aby zmienna była

odświeżana.

Po uzyskaniu

informacji w oknie

klienckim w pozy-

cji Quality warto-

ści Good , mamy

pewność że zdeﬁ-

niowany przez nas

OPC serwer (okno

klienckie) wymienia

dane ze sterowni-

kiem S7–200 po-

przez kartę proceso-

ra komunikacyjnego

CP5511. Możemy

więc przystąpić

do przygotowania Excela do pracy

w trybie klienta OPC.

W tym celu uruchamiamy apli-

kacje Microsoft Excel i wybieramy

w pasku narzędziowym opcję Na-

rzędzia a następnie Dodatki . W ko-

lejnym kroku wybieramy Przeglądaj

i szukamy miejsca, w którym został

zainstalowany PC Access . W katalo-

gu oznaczonym S7–200 PC Access

znajduje się podkatalog BIN , który

należy wskazać. W nim jest umiesz-

czony plik o nazwie OPCS7200Exce-

lAddin.xla , który należy wybrać. Po

wykonaniu tej czynności w Excelu

w górnym prawym rogu pojawią się

nowe ikonki, za pomocą których

deﬁniujemy zmienne wposzczegól-

nych komórkach ( rys. 5 ).

Po naciśnięciu ikonki Formula wi-

zard pojawi się okno jak na rys. 6 ,

w którym należy wybrać OPC serwer

oraz zmienną zdeﬁniowaną przez nas

wcześniej na etapie deklaracji zmien-

nych dla OPC serwera ( rys. 7 ). Po

wykonaniu tych czynności naciskamy

ADD i zmienna zostaje przyporząd-

kowana do danej komórki Excela.

Możemy tak przygotowane zmienne

kopiować i wklejać pomiędzy komór-

kami Excela. Aby wizualnie bardziej

przestawić możliwości wizualizacji

zmiennych w programie Microsoft

Rys. 8. Gotowa aplikacja Excel

Rys. 6. Okno kreatora OPC Wizard

Excel Siemens przygotował gotową

aplikację w Excelu, która współpra-

cuje z przygotowanym już wcze-

śniej i opisanym powyżej programem

dla sterownika S7–200. Aplikację tę

można znaleźć w katalogu S7–200 PC

Access i podkatalogu Samples/Excel/

PCAccess.xls . Po jej uruchomieniu

w zakładce Monitor data ukaże się

arkusz Excela jak na rys. 8 .

Ostatecznie pozostaje już tylko

uaktywnić ikonkę Start Collecting

Data i wszystkie zmienne zadeklaro-

wane na tym arkuszu Excela będą

wskazywały wartości przetwarzane

w sterowniku S7–200. W ramach

ćwiczeń dodatkowych można rów-

nież uruchomić na podobnej zasa-

dzie przykład przygotowany w pro-

gramie Microsoft Visual Basic oraz

w programie wizualizacyjnym ﬁrmy

Siemens Protool Pro .

Jak widać na podanym przykła-

dzie, uruchomienie i parametryzowa-

nie PC Access jest bardzo proste,

a wraz z możliwością wizualizacji

w Microsoft Excel, również tanie

biorąc pod uwagę ceny zaawanso-

wanych programów wizualizacyj-

nych dostępnych na rynku.

Michał Bereza, Siemens

kie zmienne mają być umieszczone

w serwerze ( rys. 3 ), lub importować

zmienne z gotowego projektu z Ste-

p7MicroWin.

Dokonamy importu zmiennych

z projektu. W tym celu w opcji

menu File wybieramy Import sym-

bols i wskazujemy katalog, w którym

jest umieszczony projekt. Spowodu-

je to integrację zmiennych symbo-

licznych aplikacji Step7MicroWin

z PC Access ( rys. 4 ).

Od tego momentu zmienne te

powinny być widoczne dla innych

aplikacji klienckich w systemie Win-

dows. Dolne okno PC Access jest

oknem klienckim, gdzie możemy

dokonać sprawdzenia tak przygo-

towanej aplikacji. Przez wstawie-

nie dowolnej zmiennej z projektu

(górne prawe okno), można wizu-

alnie sprawdzić czy zmienna ta

jest w sterowniku przetwarzana. Po

wstawieniu zmiennej w okno klienc-

kie należy jeszcze uruchomić ikonę

OPC serwer w wersji TRIAL 60–dnio-

wej lub 100 uruchomień dostępny

jest bezpłatnie w Internecie (www2.

automation.siemens.com/s7–200/html_

76/evaluation_pcaccess.htm) oraz na

płycie CD–EP2/2006B.

Rys. 7. Zmienne pobrane ze Step7MicroWin

Dodatkowe informacje...

...są dostępne u dystrybutorów oraz

w regionalnych biurach sprzedaży ﬁrmy

Siemens. Lista dystrybutorów i biur sprzedaży

Siemens znajduje się w Internecie pod

adresem www.siemens.pl/simatic .

144

Elektronika Praktyczna 2/2006

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: