基于西门子WinCC和S7—400的过程控制研究

赵海燕 张雨生 落宝龙

【摘 要】监控是现今工业建设过程中不可缺少的一个环节，通过监控设备的运行，能够有效的对企业目前各区域工作的开展情况进行把握，以此在发现问题时能够对其及时的采取应对措施。目前，有很多监控软件可供企业进行选择与使用，在我国现今工业建设中，基于WinCC监控软件所实现的主控人机界面已经得到了非常广泛的应用，无论是在应用效果上还是技术成熟性上都具有着一定的优势。在本文中，将对该软件的监控应用以及硬件连接进行一定的研究。

【关键词】西门子WinCC S7-400 过程 控制研究

1 引言

近年来，随着我国工业技术水平的提升， WinCC与S7-400应用范围的扩大，使得人们对这两者技术具有了更多的了解。而在其工作机理方面，却依然存在着一定的不准确、不全面情况。针对此种情况，我们特对WinCC与S7-400这两种技术的原理与应用进行了详细的介绍，以此使我们对两者技术的应用、连接以及通讯等打好基础。

2 WinCC与S7-400简介

2.1 WinCC

WinCC（视窗控制中心）是由西门子公司开发出的一套系统，其能够在设备过程自动化工作中实现图形显示以及控制的功能。其主要构成有组态、脚本语言、人机界面以及OPC技术等。

对本系统来说，其可以在个人计算机环境下运行，且具有较高的可靠性。之所以具有这种特点，正是由于其所具有的安全归档、快速画面更新以及强大的功能接口所决定的。通过更为人性化、友好界面的建立，能够使用户通过该界面对相关数据实现编程以及管理，在单一的界面中就能够对通讯监视所具有的操作画面、监视画面、控制画面以及报警画面等进行显示，且其同时还具有着历史趋势曲线以及实时趋势曲线等信息。同时，WinCC还具有着良好的整体开放性，能够将不同类型的程序与软件在良好融合的基础上使其能够对C、VB等脚本进行运用。另外，由于组态软件与运行软件为WinCC系统中最为基本的一类组件，具有着较为丰富的项目设备选项以及可视窗口选项，且对于不同类型的软件以及自动化设备也能够以更为全面的方式开放，具有着方式灵活、功能齐全等特点。

2.2 S7-400

S7-400为西门子公司所生产的一种可编程控制器，其通过模块化的设计方式在机架位置实现了电源的安装。在CPU位置处，具有着标准化MPI接口，其不但是编程接口，同样是数据通行接口。而根据I/O在对数据实现采集的过程中，其就会在系统中发出控制信号。在I/O部分中，其是通过CPU单元通信同PROFIBUS现场总线所实现的，并在实际情况需要时对相关硬件进行组态，具有着处理速度快、通信性能强以及计算能力强的特点。

3 WinCC与S7-400硬件连接

对于两者来说，其具有着多种数据通信方式，下面，我们对这几种方式进行分别的研究：

3.1 TCP/IP模式

TCP/IP是对WinCC与S7-400两者间实现数据通信的一项有效方式。其通过WinCC中所具有的通讯处理卡实现该项功能。当实际工作需要对数据通讯实现连接后，就能够通过网络的传输方式对传输任务进行实现。在网络连接的实现方面，其同工业互联网具有着相同的实现原理，而当进行数据通讯工作时，此时所使用的TCP/IP协议则是通过WinCC与S7-400间所产生的数据通信作为协议。

3.2 工业以太网模式

在WinCC与S7-400之间以以太网方式对数据进行传输的过程中，HARDNET和SOFENET是对该功能进行实现的主要方式。而在系统的WinCC站中，其中也设置了专门的处理器对不同通讯功能进行划分。对于SOFENET方式来说，其在计算机中并没有对其设置专门的CP卡，整个系统的通讯任务都会由计算机处理器对其进行处理。而在HARDNET中，其在计算机中则专门设置了CP卡，并在实际工作中通过处理器的应用对通讯任务进行实现。

3.3 PROFIBUS方式

所谓PROFIBUS方式，就是通过CP通讯卡的应用对WinCC与S7-400不同站点的数据保持连接，并在WinCC中以专门处理卡的应用对相关需要进行通讯的数据实现连接。在S7-400模块中，该方式也专门在相关的模块中设置了处理器对PROFIBUS接口进行应用。在该系统中，其由一台智能型电控柜、4台离心水泵、压力传感器、供电主回路以及缺水保护器所组成。在该系统中，6SE6430以及S7-200 为主要核心，其中，6SE6430为该水泵的专用变频器，具有着较强的扩展功能。而在CPU中，其则集成了10点输出以及14点输出，且其中所配置的扩展模块具有着非常好的灵活性以及适应性，不仅安装、操作非常方便，也能够在满足设计需求的同时以更高的效率实现工作任务。此外，本系统保证每一台电动机对应每一台水泵，当工作人员将空气开关闭合之后，且当交流接触器的1、3、5触点闭合之后，水泵则能够保持以工频运行；而当2、4、6触点闭合后，水泵则会以变频的方式运行。在这个过程中，系统中的热继电器则会对相应的电动机实现保护，避免电机在过载情况下因为热量过高而出现损坏。

4 WinCC与S7-400的软件连接

在该系统中，软件也是WinCC与S7-400件保持连接的重要部分。首先，需要在WinCC中安装CP等设备的驱动程序，以此保证不同设备都能够在系统中正常运行。在这方面工作结束之后，则可以通过下述方式对相关驱动程序的安装情况进行检验：首先，需要在程序中设置PC/PG接口，以此对通讯处理器CP卡安装情况进行判定；在计算机控制面板的PC/PG接口对该程序进行访问，并通过诊断菜单中所具有的测试功能对网络的连接进行进行测试，如果经过测试显示正常，则表明软件连接工作完成。

5 结语

在上文中，我们对西门子WinCC和S7-400的过程控制研究进行了一定的研究。可以说，通过两者间通讯功能的良好的实现，能够有效的帮助企业在对现有管理成本进行降低的同时获得更高的经济收益。

参考文献：

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